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電子管與晶體管功率放大器有什么不同？

發(fā)布時間： 2016-06-30 10:43:23 關(guān)注量：1915

60年代以前，在聲頻領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的一直是用電子管裝置的各種音響設(shè)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(tài)，尤其是在國內(nèi)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(zhì)的音源CD機發(fā)明后，隨著制約電子管放大器的輸出變壓器技術(shù)的進步，電子管放大器能“中和”CD唱機生硬的“數(shù)碼聲”，電子管放大器的地位在提高。加之老年發(fā)燒友當年均領(lǐng)略過其優(yōu)美的放聲，它的復出首先得到了這些人的歡迎。在國內(nèi)外，電子管放大器有時甚至是一種身份的象征。

晶體管放大器即相對于膽機的石機，通過晶體管放大。

下面從以下具體幾點來談這兩種放大器的不同？

1、工作特點與電路結(jié)構(gòu)

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(nèi)，而電流達數(shù)安或數(shù)十安。電路設(shè)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(shù)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(tài)下工作。末級功放管的屏極電壓可達到400V-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(tài)范圍大，轉(zhuǎn)換速率快。

電子管放大器均采用分立元件，手工搭線、焊接，效率低、成本高。而晶體管放大器是采用晶體管和集成電路相結(jié)合方式，廣泛使用印制電路板，效率高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，電性能指標高。

2、功率儲備與抗過載能力

高保真放大器動態(tài)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(tài)范圍為3:1，因功率與電壓平方成正比，所以其功率動態(tài)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(xiàn)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(fā)生過載，其音樂信號巔峰只是變得比正常波形圓滑，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(xiàn)削波，音質(zhì)明顯變壞。

3、開環(huán)指標與瞬態(tài)特性

電子管功放的開環(huán)指標優(yōu)于晶體管，不需加深度的負反饋，不加相位補償電容也能穩(wěn)定地

工作，因而其動態(tài)指標優(yōu)于晶體管功放。晶體管功放的開環(huán)增益量(未加負反饋前的增益量)往往很大，它的優(yōu)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(tài)互調(diào)畸變，嚴重地影響音質(zhì)。

4、效率、壽命與成本

電子管放大器在質(zhì)量、效率、壽命方面比晶體管放大器不占優(yōu)勢。電子管壽命較低，使用一兩千個小時后某些技術(shù)指標明顯下降。而晶體管及集成電路壽命卻要長得多。另外，電子管放大器耗電多，又常常工作在甲類狀態(tài)，更降低了效率，但其不存在瞬態(tài)互調(diào)失真、開關(guān)失真及交越失真等有害音質(zhì)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(chǎn)工藝不易自動化、生產(chǎn)效率低等。這在發(fā)達國家尤為明顯。

5、放大器與揚聲器的匹配

晶體管放大器的輸出內(nèi)阻往往比電子管功放小得多，它的阻尼系數(shù)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(shù)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(tài)響應會變劣,音質(zhì)明顯下降。反之，適合高阻尼系數(shù)的揚聲器接在電子管功率放大器上，則由于欠阻尼，音質(zhì)也不會好?？傊?，阻尼系數(shù)一定要合適，即要求放大器與揚聲器得到合理匹配。

6、音質(zhì)

由于以上提到的以及未提到的種種原因，電子管功放音質(zhì)明顯優(yōu)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(fā)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(xiàn)象就更加明顯。但晶體管功放的動態(tài)大、速度快，特別適宜于表現(xiàn)“聲音沖”一類的音樂。至于表現(xiàn)槍炮和雷電聲當然更優(yōu)于電子管功放了。

電子管功放的音質(zhì)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，高頻聲纖細而潔凈。

7、選購時的考慮

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(yōu)越性存在。而晶體管放大器采用的新技術(shù)似乎明顯優(yōu)于電子管。因而到目前為止，晶體管放大器在聲頻領(lǐng)域仍然占有明顯優(yōu)勢，而且由于其自身缺點的存在，而正在設(shè)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。

與此同時，電子管放大器更不甘落后，除以音質(zhì)取勝外，它常常以不銹鋼的銀光裸露的姿態(tài)而招徠顧客，在微弱照明下，電子管發(fā)出一團團橙紅色的光芒實在可增加不少溫馨氛圍。

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沈錦飛

1955年出生，現(xiàn)任江南大學物聯(lián)網(wǎng)學院教授、碩士生導師。主要從事電力電子電路、裝置與電能質(zhì)量控制的研究和教學工作，發(fā)表學術(shù)論文30多篇，其中EI檢索5篇，獲得教育部科技進步獎、江蘇省教學成果獎、無錫市科技進步獎，多項發(fā)明專利，主編本科教材；被評為無錫市優(yōu)秀教師、市級先進個人。是中國自動化學會會員、江蘇省電工協(xié)會自動控制系統(tǒng)專委會委員、無錫市自動化學會理事、無錫市電機工程學會理事。

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