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[音频应用] 胆石之争-电子管功放与晶体管功放的比较

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发表于 2015-10-27 22:24:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、电子管放大器
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   60年代以前,在声频领域占统治地位的一直是用电子管装置的各种音响设备,放大器也不例外。60年代后期,特别是70年代,可说是电子管最不幸的年代。由于其自身的缺点(体积大、功耗高等),使其渐成淘汰状态,尤其是在国内更是如此。70年代末期,在国外电子管又开始活跃起来。进入80年代电子管放大器越来越盛行。特别是高音质的音源CD机发明后,随着制约电子管放大器的输出变压器技术的进步,电子管放大器能“中和”CD唱机生硬的“数码声”,电子管放大器的地位在提高。加之老年发烧友当年均领略过其优美的放声,它的复出首先得到了这些人的欢迎。在国内外,电子管放大器有时甚至是一种身份的象征。! \, P$ e, K5 ~) |, g6 ^

5 s8 Q1 ?9 y" W$ S( I* _8 f二、晶体管放大器与电子管放大器的比较& A( X8 O, Z! m: \4 X$ P
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1、工作特点电路结构 6 q& q% Y* y' q* E
         
2 H( i, A3 S. {3 [4 w( M2 _  晶体管放大器是在低电压大电流下工作,功放级的工作电压在几十伏之内,而电流达几安或数十安。电路设计上多采用直耦式(OCL、BTL等)无输出变压器电路,输出功率可以做得很大,可达数百瓦,各项电性能都做得很高。
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  电子管放大器是在高电压、低电流状态下工作。末极功放管的屏极电压可达到400-500V甚至上千伏,而流过电子管的电流仅几十毫安至几百毫安。输入动太范围大,转换速率快。 ( k" x, C! T2 P' G: J
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  电子管放大器大多是采用分立元件、手工搭线、焊接,效率低,成本高。而晶体放大器多是采用晶体管和集成电路相结合方式,广泛使用印刷电路板,效率高,焊接质量稳定,电性能指标高。
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8 u2 {. R+ F4 ^* l2、功率储备与抗过载能力
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; D; H  \- `2 {% r! O  高保真放大器动态范围应做到120dB,这样才能满足声响从轻微到高潮顶峰的需要,放大器输出不削波,因此放大器要有足够的功率储备量。如果音频电压的动态范围为3:1,因功率与电压平方成正比,所以其功率动态范围即为9:1。也就是说功率为90W的功放,要达到高保真放音只能开到10W。因此,晶体管放大器需要有很大的功率储备,才不会出现过载失真,一旦地载,其失真几近成垂直线上升,严重时能损坏晶体管。电子管放大器抗过载能力远比晶体管放大器强。如发生过载,其音乐信号巅峰只是变得比正常波形滑,声音听不出有多大程度的变坏。而对晶体管放大器来说,此时将出现削波,音质明显变坏。
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3、开环指标与瞬态特性
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% H* U% d* h0 D9 Z9 v  电子管功放的开环指标优于晶体管,不需加深度的负反馈,不加相位补偿电容也能稳定地工作,因而其动态指标优于晶体管功放。晶体管功放的开环增益量(未加负反馈前的增益量)往往很大,它的优良的电声指标,是依靠加了很大量的负反馈来达到的,为了抑制寄生振荡,晶体管功放中又常常采用滞后补偿,这就带来了明显的瞬态互调畸变,严重地影响音质。# R2 s; k9 T$ Z' O  H# p/ r0 P' {4 ^; e
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4、效率、寿命与成本 - r5 G4 \4 b- q( _2 G
         
, `! x2 N& k) Y! v7 i7 N) O  电子管放大器在重量、效率、寿命方面比晶体管放大器不占优势。电子管寿命较低,使用一两千小时后某些技术指标明显下降。而晶体管及集成电路寿命却要长得多。另外,电子管放大器耗电高,又常常工作在甲类状态,更降低了效率,但基不存在瞬态互调失真、开关失真及交越失真等有害音质的因素。在成本方面,对同一档次的放大器,电子管功放一般明显高于晶体管功放。主要原因是电子管、输出变压器成本高,及电子管功放生产工艺不易自动化,生产效率低等。这在发达国家尢为明显。& Q: x6 B* s  k% ^3 S3 [( s1 S
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5、放大器与扬声器的匹配 , i+ l1 ~4 }- Y5 V( e
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  晶体管放大器的输出内阴往往比电子管功放小的多,它的阻尼系数fd很大,可达到100-200以上,而电子管功放的fd最大也不过为10-20。因此功放类型不同,应搭配不同的扬声器。扬声器出厂时应标明fd,以便人们选配。如果把适合电子管功放阻尼系数的扬声器接在晶体管放大器上,则扬声器的电阴尼过大,瞬态响应会变劣,音质明显下降。反之,适合高阻尼系数的扬声器接在电子管功率放大器上,则由于欠阻尼,音质也不会好。总之,阻尼系数一定要合适,即要求放大器与扬声器得到合理匹配。
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6、音质
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# `4 V" Q6 p6 J2 J) ?+ ?- M  由于以上提到的以及未提到的种种原因,电子管功放音质明显优于晶体管功放。晶体管功放听起来高频、中高频有偏多感觉,低频感觉偏少,晶体管功放听起来声音较硬,特别是低频声不够柔和,而高频声又显得尖刺、发燥,听起来有时感到高频段存在着交越畸变。当频率增高而音量又很大时,这些现象就更加明显。但晶体管功放的动态大、速度快,特别适宜于表现动态大一些的音乐。至于表现枪炮和雷电声当然更优于电子管功放了。
3 m; E# k* B( q6 K  电子管功放的音质总的来说是柔和动听,具体一点说,电子管功放低频声柔和清晰,高频声纤细雨而洁净。表现人声是其强项,也因此更值钱。- X% n( A( o) i2 C& ?

; p. f7 Q+ P- H/ h$ [7、选购的考虑
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1 R3 q8 V7 M8 H  既然电子管放大器能与晶体管放大器平分天下,那么其必有优越性存在。而晶体管放大器采用的新技术似乎明显优于电子管。因而到目前为止,晶体管放大器在声频领域仍然占有明显优势,而且由于其自身缺点的存在,而正在设法减少与回避这些自身的缺点。比如各种场效应管的越来越多的应用,甲类放大形式迅速地增多等都是与电子管放大器抗争的有效措施。
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  与此同时,电子管放大器更不甘落后,除以音质取胜外,它常常以不锈钢的银光裸露的姿态而招徕顾客,在微弱照明下,电子管发出一团团橙红色的光芒实在可增加不少温馨氛围。
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) J+ @+ X8 G* f, E  总之,电子管功放与晶体管功放各有优缺点,不能简单地说谁好谁不好。从主观上讲,由于各人的阅历、素养、情趣等等的差异,常会对某种放大器更偏爱一些。一句话,还是各取所需为好。假如你喜欢管弦乐特别是喜欢室内乐与人声等,那么应该把电子管功放列为首选,假如你特别喜欢爵士、摇滚与现代音乐,则选晶体管功放勿用置疑;再者你若喜欢家庭影院所再现的震撼身心的声光场面,恐怕也少不了晶体管功放。3 R3 ~$ w: ?& `5 @8 ]3 j& f* n3 y
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