[中關村在線音頻頻道原創(chuàng)]電子管，這種最早期發(fā)明的電信號放大原件已經(jīng)擁有超過百年的歷史了，我們不妨首先來看看電子管的發(fā)展史。
1883年，愛迪生為了尋找電燈泡的最佳燈絲材料，在真空燈泡內(nèi)部的碳絲附近放了一節(jié)銅絲希望能夠阻止碳絲蒸發(fā)。雖然失敗了，但他無意發(fā)現(xiàn)沒有連接在電路中的銅絲卻因為接收到碳絲發(fā)射的熱電子產(chǎn)生了微弱的電流。雖然愛迪生沒有去細心研究這個現(xiàn)象，但卻為此申請了專利“愛迪生效應”。
1904年，世界上第一只電子管在英國物理學家弗萊明手下并申請了這項發(fā)明的專利，這只二極管使得愛迪生效應產(chǎn)生了實用價值。
1907年，美國發(fā)明家德福雷斯特在二極管燈絲和板極之間巧妙地加入了一個柵板，成就了世界上第一只電子三極管。
從此以后，這種被封在“小玻璃瓶”中的電子元器件被廣泛運用于各種電子產(chǎn)品領域，另外，1947年，美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發(fā)明了晶體管，這種設備的出現(xiàn)逐漸令電子管走向了沒落。目前可見的電子管設備已經(jīng)并不多了，但除了一不惜一切代價獲得好聲音的音響領域。電子管功放因其獨有的一些特征能夠表現(xiàn)出特別的聲音風格，一直被音響發(fā)燒友們所津津樂道。
目前的音響領域看來，電子管功放和晶體管功放雖然不能絕對地說是平分秋色，但可以說雙方都擁有大批的擁護者，膽機和石機之爭也并非第一天了。今天我們就將來討論討論這兩種放大器，或許是一些基礎的知識普及，或許是一些區(qū)別，但最重要的，我們需要讓大家知道這些區(qū)別。
我們在之前的文章中已經(jīng)為大家介紹了一些關于電子管功放和晶體管功放的概念，我們在這里來重新回顧一下。按照使用的電子元器件不同，功放又分為膽機、石機、膽石合并機以及IC集成電路功放。這里很多概念還包括電子管功放、晶體管功放、前膽后石等等，也容易讓人們捉摸不透。以半導體器件為放大原件的功放為石機，因為晶體是從石頭中提煉出來的；而采用電子管為放大原件的功放則稱為膽機。
人們常說的膽機就是電子管功放，電子管有的用于放大，有的用于潤色，電子管功放有其獨特的特征，其聲音溫暖耐聽，樂感出色，氛圍感好，失真大對于人聲擁有獨特的表現(xiàn)。由于電子管是電壓控制的放大器件，其失真成分絕大多數(shù)均為偶次失真，在音樂表現(xiàn)上正好是倍頻程諧音，聽起來不僅沒有生硬的失真感，反而擁有一種柔和甜美的韻味。
但電子管由于體積大、耗電多的特征導致在大多數(shù)行業(yè)中已經(jīng)淘汰，其最多使用的還是在音樂欣賞的器材上。大多數(shù)的電子管都被體積小且省電的晶體管代替，晶體管的壽命很長，聽起來中高頻偏多一些，聲音的動態(tài)大，速度快，表現(xiàn)一些大動態(tài)音樂的時候顯然是更為合適的。但其聲音偏冷，特別是低音不夠柔和，高音又會顯得尖銳等特點令其不能被所有發(fā)燒友們所喜愛。
而采用前膽后石的功放則折中了兩者的優(yōu)點，其將前級部分采用電子管放大聲音信號來令輸入的聲音信號具有良好的聲音表現(xiàn)和高動態(tài)范圍，最終使音色更加自然和逼真。而后級功率的放大部分它大多數(shù)采用了晶體管原件來保證聲音信號的速度和功率，其綜合了兩者的優(yōu)勢，中和了兩者的缺點，是HiFi音樂愛好者們非常喜愛的一類功放設備。
雖然晶體管功放和前膽后石的合并放大器從出現(xiàn)以來就受到了人們的喜愛，但隨著科技的進步電子管的壽命也得到了更好的延長，很多人們還是對于電子管功放情有獨鐘，而并不是去使用現(xiàn)代化的石機或者前膽后石機器。雖然電子管在其他領域已經(jīng)基本被淘汰，但膽機的發(fā)展在近幾年中卻越來越好，也令電子管在音頻領域不斷處于重要的地位。
電子管的問世推動了無線電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在60年代左右西方國家的無線電工業(yè)年產(chǎn)10億只電子管，其廣泛應用于通訊領域和家庭娛樂領域，將新聞、文藝節(jié)目和音樂等播送到千家萬戶。在60年代以前，電子管在電視機、收音機以及擴音機等電子產(chǎn)品中處于無可取代的地位，并且電子管在音響領域一直占有統(tǒng)治地位，它不僅僅應用于放大器，也應用于各種音響設備中。
電子管歷統(tǒng)治時代歷時40余年其實并不算長，不可否認電子管笨重、能耗大、壽命短、噪聲也很大，另外加之制造工藝也相當復雜。電子管容易在一些設備上出現(xiàn)不穩(wěn)定造成和高故障率，人們一直在尋找新的電子器件來取代它。雖然不是音響領域推動晶體管的發(fā)展，但是新的電子元器件在音響領域中的應用無疑是相當重要的，這也正是現(xiàn)在應用這種新元器件的石機。
在60年代的后期電子管逐漸遭遇不幸，而其最大的威脅正是來自于目前應用廣泛的晶體管。從歷史的角度來看晶體管發(fā)明具有革命的意義，它代表著固體電子技術時代的到來。這種以半導體做成的固體電子原件擁有很多電子管所無可比擬的優(yōu)勢，它的構件是沒有消耗的，其壽命長、消耗電子少、不需要預熱、結實可靠等特性都是電子管所無法比擬的。
在50年代，晶體管的收音機一投放市場就受到了熱門的熱捧，晶體管的功放出現(xiàn)也是必然。雖然在技術上來說晶體管是要比電子管更加先進的，但在聲音的表現(xiàn)方面，晶體管功放同電子管功放卻擁有了很大差別。電子管在70年代的沒落令其漸漸處于了淘汰狀態(tài)，但正是由于這種差別，卻始終沒有被人們所放棄。
在70年代末期，電子管功放又開始活躍起來，這種風潮到達80年代的時候越來越盛行，特別是高品質的音源出現(xiàn)后，膽機能夠中和這些音源出現(xiàn)的數(shù)碼聲來取的更好的樂感，令其直到現(xiàn)在也是發(fā)燒友們相當喜歡喜愛的設備之一。我們可以看見就目前來說，使用電子管功放的音樂聽眾們雖然不能說非常人也，也最起碼是很發(fā)燒和有品味去選擇器材的朋友們。
雖然我們之前已經(jīng)為大家介紹了電子管功放和晶體管功放的一些概念，但是那并不足以完全說明這兩者之間的區(qū)別。由于在根本的電信號放大器件上就擁有本質性的區(qū)別，所以這兩種功放之間的差異還是相當大的。
工作特點和電路結構：晶體管功放是在低電壓大電流下工作的，其電壓僅在幾十伏之內(nèi)，但電流則高達幾安或者數(shù)十安。電路設計大多采用直耦式無輸出變壓器電路，這樣的輸出功率比會相當大。晶體管功放多采用晶體管和集成電路結合方式，使用印刷電路板，效率高，焊接質量穩(wěn)定，各項的電性能也都比較高。
而電子管功放則是完全相反的高壓、低電流工作狀態(tài)，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。其輸入的動態(tài)范圍大，轉換速率快。電子管功放也大都是采用分立元件、手工搭線焊接，效率低成本也高。
功率儲備和抗過載能力：晶體管功放需要有很多的功率儲備才能避免過載的失真，并且一旦出現(xiàn)過載失真就會直線上升，嚴重時會損壞晶體管，聲音自然要變壞。但電子管功放的抗過載能力比較強，即使發(fā)生過載其音樂信號的巔峰也只是比正常波形滑一些，在聲音上不會聽出多大差別。
瞬態(tài)響應：電子管功放的開環(huán)指標是優(yōu)于晶體管放大器的，它不需要加深度的負反饋，也不需要加相位補償電容就可以穩(wěn)定工作。而晶體管放大器的開環(huán)增益量一般都很大，其優(yōu)良的電聲指標是依靠加很大負反饋來達到的，所以為了抑制寄生震動常常采用滯后補償方式，這令其會帶來明顯瞬態(tài)畸變影響音質。
阻尼系數(shù)：晶體管放大器的輸出內(nèi)阻一般比電子管放大器小很多，其阻尼系數(shù)能夠達到100-200以上，而電子管功放最大也不過為10-20，音箱同功放搭配使用是要求阻尼系數(shù)上達到合理匹配才能發(fā)出好效果的。所以應該為不同的揚聲器搭配不同的功放。如果適合晶體管功放的音箱接在膽機上會由于阻尼欠缺而音質不好，反之適合石機的音箱接在膽機上也會由于瞬態(tài)響應變差造成音質下降。
壽命、成本、工作效率：電子管功放的效率低、壽命短、成本高是眾所皆知的，這也是其被晶體管放大器取代的最重要原因。晶體管和集成電路壽命要比電子管長得多，而電子管使用一兩千小時后某些技術指標會下降非常明顯。同價格檔次的功放電子管的生產(chǎn)升本明顯高于晶體管，因為電子管以及輸出變壓器本身價格就比較昂貴，并且其生產(chǎn)工藝不易自動化所以效率低下。另外電子管功放耗電量大并且經(jīng)常工作在甲類，雖然基本不存在瞬態(tài)交互失真、開關失真以及交越失真等影響音質的因素，但效率是很低下的。
音質：最后最為重點的一點，音質。大家都知道膽機在音色的表現(xiàn)方面是顯然優(yōu)于石機的，理論上來說石機在中高頻表現(xiàn)亮麗，聲音聽起來干凈并且硬朗，但是其低音總是偏少并且略顯緊致，聲音的柔和度不那么出色。石機在高頻方面顯得干澀和尖銳，尤其是在大音量或者頻率高的時候相當明顯。不過石機在動態(tài)表現(xiàn)上會更加龐大，聲音扎實，力度感也更強勁一些，表現(xiàn)大動態(tài)音樂的時候顯然更加合適，這都是膽機無法比擬的。
audio research“萬神殿”單聲道后級功放
電子管功放的聲音相對于石機來說要柔和許多，膽機的低音柔和清晰，高音纖細絲滑，聲音溫潤醇厚。其在人聲表現(xiàn)方面的優(yōu)越性可謂是石機所無法比擬的，雖然這是一種失真聲音的表現(xiàn)，但不可否認這種失真是大多數(shù)音樂欣賞者都認可的，因為它將聲音表達地更有情感和韻味，正是音樂需要表達出來的樂感。
寫在最后：
晶體管的技術優(yōu)勢顯然是要優(yōu)于電子管的，對于其他的電子產(chǎn)品來說晶體管取代電子管無可厚非，但在音響領域則并不是這樣。對于發(fā)燒友們來說能夠換得好的聲音可以不惜一切成本，正是因為膽機在聲音方面的必然優(yōu)勢能夠一直存活到現(xiàn)在并且同后來居上的石機平分天下。
說到底它們都是用來聆聽音樂所必須的設備，事實上對于膽機的音色而言只是大多數(shù)的音樂欣賞者認同它的音色，嚴格來說HiFi是高保真的意思，但膽機的保真度在大多數(shù)情況下是達不到要求的，實際上也就沒有保真的概念了。對于晶體管功放確實不可否認存在一些聲音方面的不足，但它也在繼續(xù)改進，可以說這兩種功放在音色上的融合或許是今后的一種趨勢。正確地看待膽機和石機，為自己的聆聽偏好選擇合適的音箱以及搭配合適的功放，對于發(fā)燒友們來說，這條路還有很長需要去走。
實話實說，在大規(guī)模集成電路逐漸成熟的今天，電子管設備未免有些落伍，當然并不僅僅局限于環(huán)保方面，但就是有一些用戶仍然趨之若鶩，這篇文章很好的講清楚了其中的原因，還是非常具有參考意義的。
王樂
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