爲什麼電子管功放機標稱功率不大,推力卻很大很足?

藝達星輝傳媒


之所以出現電子管功放標稱功率不大而主觀聽感卻勝過晶體管功放有如下幾方面原因:

1.通過實驗,我們在閉上眼睛時盲聽,可以很容易分辨出哪個是電子管功放發出的聲音,音質對比會發現全電子管功放音質比較“耐聽”,比較討人喜歡,而相同功率的全晶體管功放發出的聲音比較混濁,高音有背景噪聲,乾巴發硬,完全沒有全電子管功放通透細膩圓潤透明的主觀聽評感覺,這個就是所謂的晶體管聲了。不過還是有辦法改善這種音質的,比如採用MOSFET全對稱結構,並在電流放大環節賦予大電流輸出方式,同時克服瞬態互調失真(TID),可以得到比較接近全電子管功放的音質效果。

那麼為什麼會有這種聽音感覺呢?主要是晶體管功放的電路特點造成。

1.1.晶體管功放電路的開環增益設計得比較大,但是其他開環指標卻遠不如電子管功放,體現在失真度和溫度穩定性,晶體管功放用犧牲增益的方式換取電聲指標,引入了50~60db負反饋。由這個深度負反饋引起的高頻相移產生了TID,瞬態互調失真,是致命缺點。它在高頻和強信號時最容易產生,破壞了多數樂器發出的高次諧波,使高頻信號輸出限幅,聽感生硬沒有層次感,特別是大音量輸出尤為突出。

1.2.晶體管動態範圍窄,極易發生過載,非線性失真難以控制,大動態時音質下降。

1.3.現代晶體管制造工藝雖然很先進,可是用於音頻輸出放大的功率管性能比較高的卻屈指可數,它們的高頻特性不太理想,要想在整個音頻範圍內得到好的表現,就要求功率管的fT值能高到1MHz以上,從推動管到電壓放大級依次提高至少一個數量級,這在上世紀晶體管功放代替電子管功放初期是無法做到且無法想象的。當V溝道MOS管出現後,晶體管功放的輸出指標有了很大改觀,優秀功放整機開始出現。隨著PCM數字音源的普及,進一步刺激了功率半導體器件的研發,達林頓管、MOS互補對管、甚至UHC功率器件都成了傑出音頻功放設計師討好耳朵的神器,以前只能出現在圖紙裡的設想一下子被實現,並取得了不俗的成果,感謝所有為大家不懈努力開發優秀晶體管功放器件以及研發優秀電路結構的設計師們,是他們讓大家能夠欣賞到有靈魂的音樂,一路走下去,我們期待更多更好的晶體管器件和整機面世。

1.4.言歸正傳,由於晶體管器件的參數離散型原因,即使電路架構用了全互補方式,精挑細選配對原件,卻無法避免熱穩定被打破,只可能儘量糾正補償,控制在一個許可範圍,再通過冗餘功率量來保證這個範圍,電路的複雜化又導致新的不穩定性存在,所以,晶體管功放的絕對電聲指標始終會有一些缺陷,雖然全對稱架構提高了公模抑制比,卻無法很好地抑制高次諧波失真,與電子管功放相比較,就會有聽感上的主觀和各種客觀偏差,容易分辨誰發出了晶體管聲。

2.

人類聽覺聲強動態範圍在140db,好的音源HDCD輸出動態範圍可到108~110db。要求最細微和最大聲強的信號都可以被覺察,要滿足如此大範圍動態的功放顯然難以實現,代價太大了,因此要求功率儲備不小於10倍,但還是不夠,例如覺,交響樂的聲強差達到了3000倍以上,不可能把一臺3000wW功放機用到家裡面就為播放1W音樂,所以對於HIFI功放,10倍功率儲備可以在保證失真度不超過允許範圍的情況下使用,也是這個原因,電子管功放普遍功率儲備都在10左右,聽覺感受當然會好一些。

4.現代晶體管功放的輸出內阻在0.5~0.1Ω之間阻尼係數(fD)高達幾十至幾百,而電子管功放的阻尼係數小於10。加之常用揚聲器用於晶體管功放中就顯得阻尼係數偏大,瞬態響應變劣,雖然高品質揚聲器fD係數得到改善,但仍然難以滿足優秀的機械特性和聲學特性,畢竟揚聲器只不過是一個能量轉換器件,電子管功放在音質方面又一次拔得頭籌。

在此還要說一點,音響是一個系統,拋開相互聯繫單獨講某個部分性能指標都是耍流氓,從器件開發製造到電路架構設計然後到組裝工序,還有線材的選擇使用都是相輔相成的系統性工程,也不是因為晶體管功放有缺點而放棄研究開發,更不能一律採用電子管功放,只不過就題主提出的問題對比一下,分析一下,兩種功放各有優缺點,須理性對待。

由於音響工程師們和器件廠家共同提高,不懈努力,改變善了很多晶體管功放的指標,優秀架構不斷湧現,超越電子管功放的作品很多,對於我們來說,應該對默默奉獻的人們報以敬意,讓我們期待更多優秀晶體管功放的應運而生。

本解答參考中國電子學會科學普及讀物編輯委員會――人民郵電出版社《晶體管收音機中的新技術》一書。


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首先電子管擴音機一般都要用輸出變壓器,是感抗輸出,揚聲器又是一感抗負載。這就決定了它的功率因素接近一。傳輸效率非常高,如5Ow以上的功率可9o%以上都傳給了揚聲器。如果上百W功放效率更可高達95%以上。但用低阻抗的電子管做成無變壓器的功放效率就很低了,基本與晶體功放的輸出特性一樣,推力也比晶體管功放好不到那裡!所以負載特性很重要!而且輸出變壓器電壓越高,轉換損失越少。比如常見300B電子管管壓都3OOv以上,KT88更是高達500V以上。而211,845,813這些管的直流高壓都是1200以上!而且屏極交流的負載電壓還遠高於它們的屏極直流電壓!所以反應出的推力是相當的高。再則電子管是高阻壓控器件,比晶體管低阻電流控制器件的推動設計線性好,失直是軟失真,不像晶體是硬性的削波失真那樣易聽出來。所以電子管功放測試出3%的失真都比晶體管的0,5的失真難聽不到那裡!因為電子管的失真多為隅次諧波失真。這種失真像加了一定混響那樣討人喜歡,從而也就能有較多的實效輸出。主觀上是推力更為強勁了。配圖是三十多年前自制的813X4雙聲道2X15oW擴音機,失真度0,8。現在還在主打位上!只是當年金工能力和工具差點,製作外型一般。


乾杯安德烈


其實同樣的輸出功率那麼所謂的推動喇叭的功率應該是一樣的。我們所講的功率應該要講不失真功率,音頻放大就是要看不失真功率,晶體管放大是處於低電壓狀態下的,輸出功率大那就些推動管的功率大,在低電壓下就是電流大,而大電流晶體管的問題是反偏置電流(反向電流,再通俗點就是漏電流)相應更大,此時對前級的音頻波形失真,而電子管的工作狀態是完全不一樣的,在電壓下通過輸出變壓器轉換,此變壓器的技術要點就是雙線繞制儘量相等(工作在雙管推輓下)併力爭排列齊整,用E字形夕鋼片芯,根據不同匹配多個抽頭滿足了不同喇叭的阻抗需要。其實晶體管大功率功放後級同樣要進行阻抗匹配,否則推動不了或不能進行遠距離傳輸的,我們人耳對"響度“這個是不太敏感的,比方在一個房間內放一個輸出3W的音頻功放與30W的,功率增了10倍而我們感覺到的響度只是2倍。


坦修兵


這跟電子管和晶體管的特性曲線有關。

晶體管曲線陡直,超出功率範圍波形頂部直接被削掉,從而形成大量的謝波,尤其是奇次諧波人耳很難受的。

而電子管屬於電壓放大,變壓器降壓增流,電感性器件對諧波天生具有抑制作用,聲音的失真也是偶次諧波。

其實如果能看懂鋼琴樂譜就能明白同樣的音調組合,不和諧音就很難聽。

30年前我就在玩電子管,很多還是到廠家定製的,甲類功放都是自己用烙鐵焊的,變壓器自己繞的。

同樣50W正弦波功率的電子管比乙類晶體管功放失真大10倍,但是很耐聽。甲類晶體管功放要好些,但是耗電恐怖。

原因在於音源的動態範圍,普通CD的動態範圍就能到98分貝,比如聽一首歌,歌聲可能0.5W聲音剛好,而個別伴奏音可能超過200W,這時候就體驗到電子管的好處。

隨著晶體管的發展,同樣成本的晶體管完全秒殺電子管,500W的晶體管總比50W的電子管好吧。

現在玩電子管的純屬懷舊的樂趣,燈泡亮起來的時候感覺音樂在放大器跳動。


sheeo99


撇去電子管與晶體管(集成電路)的差別,更多的時候,是被商家忽悠了。現在功放的功率,有一種標法為PMPO功率,也就是峰值功率,這與電子管時代以前一直沿用的額定功率有天壤之別。而問題在於,很多時候商家並不明確告訴它這個功放是額定功率還是峰值功率,要你自己去詢問!PMPO功率,會比額定功率大10~20倍,所以一個標稱PMPO200W的功放,其實額定功率只有十幾瓦。一個標稱200W的電子管功放,按現代商家的標法,功率可能在2000W以上。


江南布衣叟


電子管功放以它的獨特之處,贏得了廣大聽眾的熱愛。但是還有相當一部分的發燒友,還是偏好於半導體器件的音響。因為膽機雖然音質好,功率輸出大,但是音域窄,高音損失大。聽起來有沉悶的感覺。象山澗裡的一潭濁水,象田野中輕霧裡的鮮花,沒有透亮感。石機就不一樣了:它有著寬闊的音域,透亮的音色。把高音的透亮、中音的雄壯、低音的混厚,各個層次都表達得淋漓盡致。比如沙拉布萊曼的《斯卡布羅集市》一曲,用膽機放,其效果很平淡。但用高品質的石機放,效果大不一樣了:它的高音表達得淋漓盡致,中音有力度,低音很豐滿。它會給發燒友有一種衝動的感覺。


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功放的功率,幾種說法,1 整機耗電功率,2 最大功率,也就是峰值功率,3額定輸出功率,4 不失真輸出功率,要想得出功放機的輸出功率,看配的楊聲器,阻抗,通過計算才能得出。大多數廠家標的是峰值,和整機耗電功率。怎麼計算功率機輸出功率自已去百度。


用戶名無較


真空管與晶體管相比,一,線性範圍較小,因而同樣最大功耗的器件,真空管的設計額定功率只能小一點;二,晶體管過載立即燒燬,真空管過載不大時,能忍受一段時間而不造成永久性損傷。大概是這兩個原因讓你有這個感覺吧。


按一下會響的蟲


這是在音頻放大器上功率標註的不同而巳,電子管機(膽機)採用的是額定輸出功率,後期晶體管機(石機)採用的是峰值功率,兩者同樣輸出,在標值上相差10多倍,也即說,膽機10w機可相當石機100多w。


手機用戶5889917914


不論什麼功放,在二三十平的房間內聽音樂,有實實在10W就足夠了,而現在是設計難推的箱子,再生產大功率功放,家用嚴重耗能,我測試過一部號稱每聲道180W的五聲道AV功放,靜音功耗90W,開大音量103W,用於發聲的功率也就十多瓦!


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