電子管功放基礎知識介紹

電子管音頻功率放大器，以其卓越的重放音質，廣受HiFi發燒友的青睞。市售成品電子管功放動輒數千元，乃至上萬元，如此高價是大多數愛好者無法企及的。

發展歷程

60年代以前，在聲頻領域占統治地位的一直是用電子管裝置的各種音響設備，放大器也不例外。60年代后期，特別是70年代，可說是電子管最不幸的年代。由于其自身的缺點（體積大、功耗高等），使其漸成淘汰狀態，尤其是在國內更是如此。70年代末期，在國外電子管又開始活躍起來。進入80年代電子管放大器越來越盛行。特別是高音質的音源CD機發明后，隨著制約電子管放大器的輸出變壓器技術的進步，電子管放大器能“中和”CD唱機生硬的“數碼聲”，電子管放大器的地位在提高。加之老年發燒友當年均領略過其優美的放聲，它的復出首先得到了這些人的歡迎。在國內外，電子管放大器有時甚至是一種身份的象征。

電子管功放優點

1、電子管功放輸入動態范圍大，轉換速率快。

2、電子管功放大多是采用分立元件、手工搭線、 焊接 ，效率低，成本高。這在發達國家尤為明顯。

3、電子管功放的開環指標優于晶體管，不需加深度的負反饋，不加相位補償 電容 也能穩定地工作，因而其動態指標較優。

4、電子管功放的音質總體來講是柔和動聽，更具體一點說，電子管功放低頻聲柔和清晰，高頻聲纖細嫩雨而潔凈。表現人聲是其強項。

5、電子管機的高音較平滑，有足夠的空氣感，具有一種相當部分人所喜歡的聲染色，柔和而稍帶模糊的聲音是很美麗的。

6、電子管放大器引起的主要是偶數的二次諧波，這種諧波成份非常討人喜歡，恰如添加了豐富的泛音，美化了聲音。

電子管功放缺點

1、電子管壽命較低，使用一兩千小時后某些技術指標明顯下降。

2、電子管放大器耗電高，又常常工作在甲類狀態，更降低了效率，但基本不存在瞬態互調失真、 開關 失真及交越失真等有害音質的因素。

3、電子管放大器在重量、效率、壽命方面相比晶體管放大器一點都不占優勢。

4、使用上，電子管要有良好的通風散熱，溫度的過熱必然縮短電子管壽命，所以要盡可能使電子管保持較低的溫度。

5、電子管怕振動，所以采取防震措施盡量避免振動也是很重要的。

特點與結構

晶體管放大器是在低電壓大電流下工作，功放級的工作電壓在幾十伏之內，而電流達幾安或數十安。電路設計上多采用直耦式（OCL、BTL等）無輸出變壓器電路，輸出功率可以做得很大，可達數百瓦，各項電性能都做得很高。

電子管放大器是在高電壓、低電流狀態下工作。末極功放管的屏極電壓可達到400-500V甚至上千伏，而流過電子管的電流僅幾十毫安至幾百毫安。輸入動態范圍大，轉換速率快。

電子管放大器大多是采用分立元件、手工搭線、焊接，效率低，成本高。而晶體放大器多是采用晶體管和集成電路相結合方式，廣泛使用印刷電路板，效率高，焊接質量穩定，電性能指標高。

功率與抗過載

高保真放大器動態范圍應做到120dB，這樣才能滿足聲響從輕微到高潮頂峰的需要，放大器輸出不削波，因此放大器要有足夠的功率儲備量。如果音頻電壓的動態范圍為3：1，因功率與電壓平方成正比，所以其功率動態范圍即為9：1。也就是說功率為90W的功放，要達到高保真放音只能開到10W。因此，晶體管放大器需要有很大的功率儲備，才不會出現過載失真，一旦過載，其失真幾乎成垂直線上升，嚴重時能損壞晶體管。電子管放大器抗過載能力遠比晶體管放大器強。如發生過載，其音樂信號巔峰只是變得比正常波形滑，聲音聽不出有多大程度的變壞。而對晶體管放大器來說，此時將出現削波，音質明顯變壞。

開環與瞬態

電子管功放的開環指標優于晶體管，不需加深度的負反饋，不加相位補償電容也能穩定地工作，因而其動態指標優于晶體管功放。晶體管功放的開環增益量（未加負反饋前的增益量）往往很大，它的優良的電聲指標，是依靠加了很大量的負反饋來達到的，為了抑制寄生振蕩，晶體管功放中又常常采用滯后補償，這就帶來了明顯的瞬態互調畸變，嚴重地影響音質。

效率壽命成本

電子管放大器在重量、效率、壽命方面比晶體管放大器不占優勢。電子管壽命較低，使用一兩千小時后某些技術指標明顯下降。而晶體管及集成電路壽命卻要長得多。另外，電子管放大器耗電高，又常常工作在甲類狀態，更降低了效率，但基不存在瞬態互調失真、開關失真及交越失真等有害音質的因素。在成本方面，對同一檔次的放大器，電子管功放一般明顯高于晶體管功放。主要原因是電子管、輸出變壓器成本高，及電子管功放生產工藝不易自動化，生產效率低等。這在發達國家尢為明顯。

放大器揚聲器

晶體管放大器的輸出內阻往往比電子管功放小的多，它的阻尼系數fd很大，可達到100-200以上，而電子管功放的fd最大也不過為10-20。因此功放類型不同，應搭配不同的揚聲器。揚聲器出廠時應標明fd，以便人們選配。如果把適合電子管功放阻尼系數的揚聲器接在晶體管放大器上，則揚聲器的電阻尼過大，瞬態響應會變劣，音質明顯下降。反之，適合高阻尼系數的揚聲器接在電子管功率放大器上，則由于欠阻尼，音質也不會好。總之，阻尼系數一定要合適，即要求放大器與揚聲器得到合理匹配。

音質

由于以上提到的以及未提到的種種原因，電子管功放音質明顯優于晶體管功放。晶體管功放聽起來高頻、中高頻有偏多感覺，低頻感覺偏少，晶體管功放聽起來聲音較硬，特別是低頻聲不夠柔和，而高頻聲又顯得尖刺、發燥，聽起來有時感到高頻段存在著交越畸變。當頻率增高而音量又很大時，這些現象就更加明顯。但晶體管功放的動態大、速度快，特別適宜于表現動態大一些的音樂。至于表現槍炮和雷電聲當然更優于電子管功放了。

電子管功放的音質總的來說是柔和動聽，具體一點說，電子管功放低頻聲柔和清晰，高頻聲纖細雨而潔凈。表現人聲是其強項，也因此更貴。

選購的考慮

既然電子管放大器能與晶體管放大器平分天下，那么其必有優越性存在。而晶體管放大器采用的新技術似乎明顯優于電子管。因而到目前為止，晶體管放大器在聲頻領域仍然占有明顯優勢，而且由于其自身缺點的存在，而正在設法減少與回避這些自身的缺點。比如各種場效應管的越來越多的應用，甲類放大形式迅速地增多等都是與電子管放大器抗爭的有效措施。

延長使用壽命

在使用上，電子管要有良好的通風散熱，溫度的過熱必然縮短電子管壽命，所以要盡可能使電子管保持較低的溫度。電子管怕振動，所以采取防震措施盡量避免振動也是很重要的。若做到這兩點，電子管的使用壽命至少可提高一倍。為此，電子管設備的周圍要有適當的空間，尤其是它的上方，以便有良好的對流通風，可能的話可用風扇幫助散熱。

電子管陰極在尚未達到要求溫度即加上高壓電源時，它的陰極將受到損害，同樣會縮短電子管壽命。所以電子管設備若有預熱裝置的話，一定要使用，例如先開燈絲低壓電源預熱，后開高壓電源。假如沒有預熱裝置，那你不要急著將輸入信號接入，可將音量關到最小，待先開機20～30分鐘進行溫機再使用。如果使用旁熱式整流管供給整機高壓，那正好提供了簡單又有效的高壓延時。另外，在正常使用時，不要頻繁開關電源。

當然，如果對電子管電路進行正確的設計，避免錯誤運用，就能使電子管不致“英年早逝”，電子管使用數以千計的聆聽時數應是正常的。電路設計中最常見的錯誤有電子管燈絲與陰極間的電位差過高、電子管屏極或簾柵極電壓運用至最大值、電子管燈絲電壓過低或過高、電子管安裝位置不當造成電極過熱及高壓電源沒有延時裝置等。

電子管膽機功放和普通功放的區別

1、制作材質不同，前者采用電子管、后者采用半導體三極管。

2、音色：前者動態范圍寬廣，顯得音色厚實。后者不同功放的動態范圍差距很大，有的聲音顯得單薄。

3、體積：前者體積大，后者體積小。

4、效率：前者由于由燈絲發熱激發電子，效率低，費電。后者效率高，省電。

5、壽命：前者電子管壽命以千小時為單位，后者半導體器件壽命以萬計。

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