电子管——一个敏锐的顺风耳
生活在现代的人们,手机或电脑里都有收音机或者电台这样的播放器,点开之后,就可以收听到广播节目,所以真正的收音机对大家似乎只是一个符号。
但是在上世纪六七十年代,收音机却是当时流行的“三转一响一咔嚓”中的一响。“三转”指的是自行车、手表与缝纫机,“一响”指的是收音机,“一咔嚓”是照相机。在当时,能配齐这五大件的家庭,是非常令人羡慕的。而那时的收音机是体积比较大的电子管的收音机。
要想让收音机出声儿,有一个元器件必不可少,那就是今天的主角——电子管。
电子管,是一种最早期的电信号放大器件 。早期应用于收音机、电视机、扩音机、计算机等电子产品中。可以说电子管是打开电子时代大门的钥匙。
这样的发明和爱迪生也有关联。1883年, 托马斯·爱迪生在寻找电灯泡里灯丝的最佳材料的时候,无意中发现:没有连接在电路里的铜丝,却因接收到碳丝发射的热电子产生了微弱的电流。虽然爱迪生并不知道为什么会发生这样的现象,但具有敏锐的商业头脑的他,果断为这个发现申请了专利,并命名为“爱迪生效应” 。
1884年,英国物理学家弗莱明,根据爱迪生的发现,制作出了世界上第一只电子二极管。
之后,美国发明家德福雷斯特发现了二极管存在的不足。他试着在二极管的阴极和阳极之间增加了一个用金属细丝做的 “栅极”。1908年,他发明的真空三极管获得了美国专利。人类第一只电子管的诞生,标志着世界从此进入了电子时代。
很快,电子管就被应用在收音机上,收音机几乎一时间“风靡全球”。
早期电子管收音机不仅价格昂贵,而且体积巨大。这种收音机主要使用大型的电子管,不抗颠簸,搬运不注意就会出现接触不良甚至损坏,严重影响使用体验。
1947年,贝尔实验室的威廉·肖克利和他的两个同伴沃特尔·布拉顿、约翰·巴丁开始尝试用金属锗取代硅,改良电子管,他们的实验让测试电流放大了330倍,获得了巨大的成功。晶体管诞生了。
然而,在获得成功之后,肖克利的三人小组很快就因为专利署名问题,分崩离析。他的两个同伴从此告别了晶体管的研究,而肖克立则成立了自己的半导体实验室,继续晶体管的研究。
肖克利开办了自己的公司后,却因为自己的性格问题和严苛的管理方式,使得很多优秀的人才纷纷离职,其中最著名的,就是被他称为“八叛逆” 的八个年轻人。
后来,这八个年轻人成立了自己的仙童公司,并且发展出了性能更加优良,价格更加便宜的晶体管,而仙童公司也一跃成为了美国最具实力的电子公司。
而电子管历史中的核心人物肖克利却晚景凄凉,孤独终老。
千万不要觉得电子管、晶体管已经远离了我们的生活,只要你家里还有微波炉、电磁炉就一定还会有晶体管在其中!
解码科技史
《进阶的电子管》
播出时间:10月26日 07:39
监制 / 闫东 主编 / 刘铭 黄丽君
编辑 / 张兰 刘斯宏 高贝贝(实习)
胆机、石机区别在哪?关于“电子管”的问题,答案都在这了!
本文已获得作者授权,文中言论不代表乙迷观点。
作者:乌鸦坐飞机
耳放上的"灯泡"电子管有什么用?
作为一个一个耳机发烧友,这个问题可能不算是问题。然而对萌新来说,这可难倒了,这种有点像RGB风格的放大器与市面上普通的放大器有什么区别?这些像电灯泡一样的管子插上去真的能改善或者提升音质嘛?
嗯!没错,这就是提升音质用的 ,是很多烧友口中的胆机。只不过不像现在的耳放核心部件晶体管运放体积都更加的小巧,都是直接焊接在电路的PCB板上了,置放在金属壳里面,而相对更加古老的电子管这一类的产品,因为体积的原因大都是外露出来的。
也许因为年龄差异,很多人都没有见过电子管,对这个像灯泡一样的东西,不知晓是干什么的?其实它是一种早期的电信号放大器,以前使用在发报机、收音机、电视机等电子产品中。
(当然就在一些军事领域,譬如俄罗斯的部分战机里面也依然使用,比如著名的6922这个型号的电子管就曾经在米格29当中应用),它的作用与现在的晶体管运放一样,都是将信号进行放大,或者在电源部分进行整流。
电子管和晶体管有哪些区别呢?(胆机与石机)
1、外观上的差异:
在外形上,电子管有一层玻璃罩,为电字元件提供了真空的环境,所以在通电的时候如同小灯泡一样发光发热;而晶体管则不然,而晶体管则看起来比较简单,是由半导体制作而成的,晶体管利用电讯号来控制自身的开合。
2、工作原理上:
在功能上,电子管和晶体管也有着巨大的差别,电子管的功能主要是扩大音响设备的功率,是一种信号放大器,功能比较单一;而晶体管则是一种多功能的电子器件,能够集整流、信号调制、扩大功率、稳定电压为一体,功能齐全。
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。输入动态范围大,转换速率快。
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。
3、使用寿命上的差异:
电子管会随着反复使用,某些技术指标明显下降,会出现慢性漏气、等灯丝老化的情况。而晶体管及集成电路的寿命是电子管的100-1000倍,晶体管使用时不需要预热,一开机就能工作,体积比较小,耐冲击,耐震动。而电子股在使用时需要预热,而且整机来说相对体积笨重。
4、类比一下:
就像燃油车和电动车的区别,胆机像燃油车,石机像电动车。 虽然这两者声音风格不同(工作原理不同),但都是可以通过工程师调出来的(明显的加速推背感),只不过不同的方法,实现的难易程度不同罢了(获得推背感要花费的价钱)。
总之: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。
虽然电子管在制造与电器指标上与现在的晶体管比起来有些陈旧,但后来人们发现,电子管在音乐处理上有着独特的魅力,声音柔美耐听,音质明显优于晶体管功放,因此广受HiFi发烧友的青睐,胆管功放又得以快速发展,一些欧美老牌的电子管厂依旧兴盛不衰,而某些已经停产的稀有电子管也因此身价不菲。
所以仍有很多发烧友,为了追求胆味,更温暖的声音,追求更自然的声音而选择了胆机。 现在的旗舰级、或者顶级"天花板",像大奥二,都在使用了电子管耳放驱动旗舰耳机,获得完美音质。
虽然陈旧,但依然发光发热
虽然电子管相比晶体管,是一款比较陈旧的东西,但很多人,特别一些极有经验的老烧都对其趋之若鹜,其实都是因为追求那份"胆味",但对于"胆味"到底是什么?其实从电气指标上来说本质就是一种谐波失真带来的感受。简单来说,就是"胆机"出来的声音会更讨耳一些,声音更自然宽松一些,色彩更饱满一点,相对于晶体管机虽没有那么犀利,但色彩就如同人眼所见,自然,原汁原味。
Tips:因为工作原理的关系,电子管在电信号放大的时候,会产生偶次谐波失真 。这种失真,类似于我们音乐厅里面的一种反射声,这种偶次的谐波多,会让人好像声音密度高,有味道,其实我们以前的喇叭或老的磁带机,谐波也是很多的。适当的偶次谐波失真可以带来很多烧友口中的"胆味"
1、储备功率与过载失真,电子管更小
一般来说,耳放的动态范围应基本做到120dB,这样才能满足声响从轻微到高潮顶峰的需要,输出的声音不会被削波,所以要有足够的储备功率。
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储备功率,才不会出现过载,一旦过载,其失真几乎成垂直线上升,严重时能损坏晶体管。而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。
2、电子管的音质听感明显优于晶体管
上文提到的以及一些烧友中口传但未提到的种种原因,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。
但晶体管的动态大、速度快,特别适宜于表现动态大一些的音乐,像至于表现枪炮和鼓声、铜管乐器更优于电子管了。电子管的音质总的来说是柔和动听,具体一点说,电子管低频声柔而清晰,高频声纤细雨而自然,当然表现人声是其强项,也因此更有味道。
相信不少朋友都已经对胆机产生了兴趣,并在网上检索了很多关于胆机方面的知识、信息。也看到了不少不同的观点。下面对网上的提问较多的问题,说一下自己的看法。
现在有种前胆后石机,又有什么不同呢?(电子管、晶体管混合)
笔者在咨询了专业人士之后,总结了以下几点供大家参考:
1、胆机特点是 :声音甜美柔和,温暖耐听,音乐感好,氛围好;其缺点是对高频的瞬态响应、解析力不如晶体管功放,听一些交响乐之类的歌曲尤为明显。
2、石机特点是 :动态大、速度快,解析力高,推动力强,特别适宜于表现动态大一些的音乐;其缺点低频声不够柔和,而高频声又显得尖刺、发燥。
3、胆石结合是 :将这两种功放电路的优点结合起来,达到理想的音乐效果,相比纯胆机,胆味没那么浓,但是解析力,瞬态响应速度比纯胆机好不少。
胆机种草
既然胆机的优劣,大家已经基本了解,那…是时候下单种草了。本次由价格区分(从低到高)列举了几款电子管耳放,做出佳选推荐。
(HIFI器材玩法多样,如有错误欢迎探讨)
百元玩具——神灯GOVIBE VOLANTE— 649元
推荐理由: 精致小巧的12AU7电子管,像一盏灯微微矗立在桌面上,一个纸杯大小的体积,宿舍、办公桌下丝毫不占用空间,自带解码功能,连接电脑、手机即可聆听,适合搭配较难驱动的动圈、圈铁耳塞聆听。
入门桌面——乂度 TA-10— 1830元
推荐理由: 前胆后石结构,使用了12AU7电子管,AKM4490解码芯片,硬解DSD的解码耳放一体机,千元价位就拥有2000mW@32Ω的大推力,适合搭配森海HD6系耳机,入门体验"胆机"的味道。
开始发烧——凯音 HA-1A MK2— 4680元
推荐理由: 是耳放也是前级,2200mW@600Ω的强劲推力,没有推不动的耳机。使用了2颗俄罗斯EL84EH电子管,更具胆味。近20斤的重量也代表了其用料的扎实,5K档次受到了众多专业发烧友的认可。
旗舰体验——Woo Audio WA22— 16500元
推荐理由: 入手先换管,真正的开始体验胆味"胆味"。作为旗舰耳放,搭配旗舰级HIFI耳机基本是信手捏来,中意这款的基本都会不是笔者这样的小白了。一步到位,退烧之选。
终结之选——凯音 HA-300— 22800元
推荐理由: 国内胆机"天花板"。作为耳放,HA300的驱动力直接驱动无源书架音箱没有任何问题。经典300B电路,一机两用,既可以推好旗舰大耳又能玩转书架箱子。原管下,声音直白而柔润,让旗舰耳机的表现更加淋漓尽致而诞生。
最后,笔者也是萌新;以上内容如有错误或不妥之处,欢迎指正、探讨。
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