五大要素快速了解功放(之四):元器件间的差异——阜新声艺视听
在上三期的推文中,《名词全解!五大要素快速了解功放(之一):HIFI/AV功放》给大家介绍了何为“HIFI功放”“AV功放”、《名词全解!五大要素快速了解功放(之二):前级、后级、纯后级、合并式》给大家介绍了前后级的区别、《名词全解!五大要素快速了解功放(之三):甲类、甲乙类、乙类》给大家介绍了功放各种工作模式的区别。今天,我们介绍一下何为胆机、石机、胆石合并机以及IC集成电路功放。
按照使用的电子元器件不同,功放又分为胆机、石机、胆石合并机以及IC集成电路功放。这里很多概念还包括电子管功放、晶体管功放、前胆后石等等,也容易让人们捉摸不透。以半导体器件为放大原件的功放为石机,因为晶体是从石头中提炼出来的;而采用电子管为放大原件的功放则称为胆机。
人们常说的胆机就是电子管功放,电子管有的用于放大,有的用于润色,电子管功放有其独特的特征,其声音温暖耐听,乐感出色,氛围感好,失真大对于人声拥有独特的表现。由于电子管是电压控制的放大器件,其失真成分绝大多数均为偶次失真,在音乐表现上正好是倍频程谐音,听起来不仅没有生硬的失真感,反而拥有一种柔和甜美的韵味。
但电子管由于体积大、耗电多的特征导致在大多数行业中已经淘汰,其最多使用的还是在音乐欣赏的器材上。大多数的电子管都被体积小且省电的晶体管代替,晶体管的寿命很长,听起来中高频偏多一些,声音的动态大,速度快,表现一些大动态音乐的时候显然是更为合适的。但其声音偏冷,特别是低音不够柔和,高音又会显得尖锐等特点令其不能被所有发烧友们所喜爱。
而采用前胆后石的功放则折中了两者的优点,其将前级部分采用电子管放大声音信号来令输入的声音信号具有良好的声音表现和高动态范围,最终使音色更加自然和逼真。而后级功率的放大部分它大多数采用了晶体管原件来保证声音信号的速度和功率,其综合了两者的优势,中和了两者的缺点,是HiFi音乐爱好者们非常喜爱的一类功放设备。
虽然晶体管功放和前胆后石的合并放大器从出现以来就受到了人们的喜爱,但随着科技的进步电子管的寿命也得到了更好的延长,很多人们还是对于电子管功放情有独钟,而并不是去使用现代化的石机或者前胆后石机器。虽然电子管在其他领域已经基本被淘汰,但胆机的发展在近几年中却越来越好,也令电子管在音频领域不断处于重要的地位。
你喜欢真空管还是晶体管?两个专业协会给了你最好的答案
我自个是单端电子管的拥护者,经常听到的关于电子管与晶体管的争论发生在消费者和音乐杂志的页面上,其描述性但不精确的语言是“温暖”,“液体”,“平滑”和“动态”。
但是,实际设计设备的工程师在客观科学和测量方面对电子管与晶体管的看法如何?
在这个问题上最多能说的两个专业协会是IEEE(电气和电子工程师协会)和AES(音频工程协会)。这两个专业协会均出版同行评审期刊,其文章由从事专业和消费音频行业以及前沿学术研究的工程师和科学家撰写。如果您在这场辩论中寻求平衡的观点,请把自己引向这两个社会中的一个或两个。
下面我们为您提供一些现成的IEEE和AES出版物,这些出版物将帮助您更好地了解固态电子管和真空管电子器件之间的区别,它们的性能以及最终的声音。
IEEE-电子管的酷音,
IEEE 在其1998年8月发行的IEEE Spectrum中发表了“电子管的酷音”。在同一篇文章中,在管与晶体管失真之间还有一个有用的侧边栏。最后,有一张有用的表格,从声音和设计的角度总结了电子管和晶体管的优缺点。由于该表仅可作为图形图像使用,因此我们从下面的摘要表抄录了文本,同时突出显示了一些直接影响音质的关键点:
真空管–优势
高度线性,没有负反馈,特别是一些小信号类型削波很平滑,被广泛认为比晶体管更具音乐感 耐受过载和电压尖峰高度独立于温度的特性,大大简化了偏置由于具有较高的工作电压,因此与典型的晶体管电路相比,动态范围更广 设备电容随信号电压的变化很小 电容耦合可以使用低价值,高质量的薄膜电容器来完成电路设计往往比半导体设计更简单 通常在A类或AB类中运行,以最大程度地减小交叉失真 功率放大器中的输出变压器可保护扬声器免于电子管故障维护趋于容易,因为用户可以更换管子真空管–缺点
体积大,因此不太适合便携式产品需要高工作电压高功耗,需要加热器供应产生大量废热功率效率比小信号电路中的晶体管低低成本玻璃管在物理上易碎比半导体更容易产生麦克风,特别是在低级阶段阴极电子发射材料用完了,导致使用寿命缩短(功率管通常为1-5年)高阻抗设备,例如扬声器,通常需要使用匹配的变压器来实现低阻抗负载通常比同等晶体管的成本更高晶体管–优势
通常成本比电子管低,特别是在小信号电路中比等效管小可以组合在一个芯片中制成集成电路与等效电子管相比功耗更低,尤其是在小信号电路中比等效管少废热可以在低压电源上运行,安全性更高,部件成本更低,间隙更小低阻抗负载不需要匹配的变压器通常比管子更坚固(取决于底盘结构)晶体管–缺点
趋于比等效管更高的失真 复杂的电路和低失真所需的大量负反馈 由于通常使用的相当大的负反馈,以一种被广泛认为不具有音乐性的方式进行尖锐剪裁器件电容往往随施加的电压而变化关键参数(如增益和阈值电压)之间存在较大的单位变化电荷存储效应增加了信号延迟,这使高频和反馈放大器的设计变得复杂器件参数随温度变化很大,从而使偏置复杂化并增加了热失控的可能性冷却效率比管道冷却效率低,因为需要较低的工作温度才能确保可靠性功率MOSFET具有很高的输入电容,非常适合电压B类图腾柱电路很常见,会导致分频失真过载和电压尖峰的容忍度低于灯管几乎所有晶体管功率放大器都具有直接耦合的输出,即使具有主动保护功能,也可能损坏扬声器电容耦合通常需要高价值的电解电容器,这在音频极端情况下的性能会较差由于低压二极管结或压摆率效应的整流,引起射频干扰的可能性更大 维修比较困难;用户不容易更换设备 20年后通常无法使用较旧的晶体管和IC,因此更换困难或不可能经常在某宝看到卖晶体管的商家说:这台功放好有胆机的味道,这真是怪人说的怪语,要是喜欢胆味又怎么会买你这一台只是言语上说:很有胆味的晶体管功放呢,而不直接买电子管功放呢?他们的描述才会让人觉得绝对的不精确。
OK今天我们就讲到这里,如果我的分享对你有帮助,请你点个赞,也希望你继续关注,这样你不会错过我下一个分享,另一个聊天我们下一次再谈。
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