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[功放] 胆机的常识

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发表于 2016-7-13 11:10:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于胆机的常识
发展历程
  石机,指的是用晶体管(运放)的放大器等,石机的声音素质很高,解析高,声音层次好,速度快,但是声音比较生硬,不如胆机有味道,在晶体管产生后,由于其体积小,耗电省很快便取代了电子管,技术的进步,导致电子管从兴旺走向衰败,令人大有“无可奈何花落去”之感,但是由于近年来人们对电声技术的提高发现电子管放大器能够发出晶体管所不能比拟的音色,所以时至今日电子管在音频领域又迅速走红。   由于电子管是电压控制放大器件,其失真成分绝大多数均为偶次失真,这在音乐表现上刚好是倍频程谐音,故而即使用仪器实测谐波失真较大(一般在2%以上),听起来非但没有生硬刺耳的失真感,反而有一种黄玫瑰般温柔厚实、甜腻动人的韵味,特别适合于播放田园诗般舒缓优雅的古典乐和中国民乐。尤其在表现如(高山流水)、“渔舟唱晚”,“胡笳十八拍” 、“平沙落雁”等古筝古琴的空灵、通透、饱满、飘逸上,确有一种超凡脱俗、纤尘不染,甚至靓到不食人间烟火而返朴归真的感觉。   随着现代科技的进步,电子管(特别是一些老牌子电子管厂如长沙曙光、北京、PHILIPS以及前苏联生产的优质名管)的寿命得以数倍延长,更使得听厌了冷硬、干涩的数码的老一辈发烧友对电子管那种久违了的甜润柔美倍加怀念。加上众多生产厂家的因势利导、推波助澜,终于使这个已有大半个世纪生命的耄耋老人重振五十年代的赫赫声威!
胆机常识
一、胆机与晶体机比较
  胆机与晶体机的比较,这里只谈以下两个问题,即性能价格比和音质特点,在一千元人民币(每台)以下的价格,因胆机无法用此价格生产,人们也不可能用此价格买到好的胆机产品,在此价格虽然能买到晶体机,但也很难买到很好的产品。就音质而言,一般来说在三万元以下同等价格的放大器,胆机的音质通常优于晶体机;在三万至伍万元这个价位上是各有千秋;在伍万元以上,一般是晶体机有相对优势,此时晶体机优的是全面,胆机优的是特点;在伍万元以下价位的晶体机,一般来说除了在低音的力度、速度上和高音的明亮度上能优于胆机外,在音质、音色、音乐性、耐听性上均难以与胆机媲美,这是许多人共同的认识与经验。
二、关于国外胆机和国内胆机
  国外胆机的起步和历史都远远超过我们中国。再说胆机产品本身具有一定的艺术性和具有很浓厚的文化背景,这反映在产品的声音的调校,品牌的定位,市场的策略,外观的设计,产品质量的稳定等等方面,应该说在这些方面与国外某些优秀品牌相比,我们在一些方面不同程度的与它们有距离;但经过近几年的努力,这种距离正在缩小。而与一些国外的杂牌比,我们的一些较好的产品肯定还比它们强,而且在价格上我们有极大的优势。在同等水平的产品上,我们的价格比进口机至少低1/2--1/5或更多。现在我们的个别产品在较低的价位上与国外的某些名牌产品在音质音色上相比甚至有过之而无不及,这已不是什么奇怪的事了。我们国内产品的努力方向是树立品牌意识,加强产品质量和艺术水准。三、关于胆机的造型(外形)   胆机的外型多数均是把电子管(胆),变压器这些部件裸露在机壳外,这与人们传统观念中的箱式机有区别。是不是胆机一定要这样做而不能做成箱式的呢?不是的,事实上现在已有部分胆机产品做成箱式机,那么为什么在国内外还是流行“裸”机呢?这与设计者和使用者心理审美观念有关,现代胆机的设计犹如工业艺术设计,讲究起伏变化,色彩对比,线条明快,材质的体现。一台精美的胆机造型与加工都犹如一件艺术品,箱式机在这些方面的体现较难,裸机的自由空间就大多了。再之,胆机工作之后电子管的灯丝被点亮给人一种温暖感,而与之比较箱式机则显得冷竣一些,没有“裸机”那种“人情味”,这是裸机较箱式机流行的原因之一。还有,裸机也更能体现胆机之特色。虽然在使用中裸机往往没有箱式机方便,比较难“伺候”,这样就出现了裸机与箱式机并存的局面。从比例上来看,裸机的量要大于箱式机的量。  
四、关于胆机的技术指标和标准
  坦率的说,胆机的技术指标除了静态互调失真一项能与晶体机相比外,其余均不如晶体机,其实胆机的生存与发展并不是因为其技术指标才有今天的,若要讲究技术指标,胆机早就没市场了。事实上,电声技术至今还很不完善,现有的技术指标只能从一个方面说明问题,但还不能从本质上反映问题。例如,现有放大器指标测量,都是在假设负载为纯阻性(线性)负载情况下测量的,而实际的负载是复阻性(非线性)负载。又如对音箱的测量是在1M的距离1W的功率下测量,而实际听音又不可能是1M/1W的条件下,因此这样的测量指标只能作参考,而不能做为选择放大器的标准。可以这样说:一台技术指标好的产品它的听感可能会不好,而一台听感很好的产品,它的技术指标可能只是平平而已(当然不会很差)。一个大量生产的电子产品要保证它的统一性和一致性,就必须有一个相应的生产标准(技术文件、生产工艺文件和检验文件),这在一些较正规的产品生产中采用已是常见的事,但是这些标准只是指导生产和保证产品质量的一致性和统一性用的,而无其它意义,一个企业的生产标准只对本企业的具体产品有用,而对其它企业无用,对产品的艺术性和声音的音质也无意义。准确的说艺术品是没有什么标准可衡量的。在现实中,往往音响产品档次越高而产品的生产标准越不严格。
五、关于胆机中的几个技术问题
(1)关于单端与推挽   在胆机末级中有采用推挽工作方式的,有采用单端工作方式的,由于采用推挽方式较容易取得大功率,所以是一种很常见的电路形式,但是由于推挽的工作方式是一种叠加方式,故客观地存在有一些失真,而且在推挽叠加中有加有减,在这加减中也可能会增加一些原来没有的细小的东西,同时减去了原本有的一些细小东西。而若在末级电路中采用单管在单端甲类状态下工作就不存在推挽工作方式所无法避免的问题。因此,在听感上单端的要比推挽的好许多,特别是在一些微小的细节上。但是,单端的很难在功率上做得很大,比如用同一型号的管子,在单端时只能做到10W,而在推挽时很容易做到30W,功率做大就要付出一些代价,同时在工艺上,单端机比推挽机要难处理一些。因此,单端电路往往在高档机中采用,推挽电路在普及机中采用。   
(2)末级推挽电路中电子管不同接法的区别   在末级推挽电路中使用的电子管往往是四极管和五极管,因此在使用这些管子时有三级管接法,超线性接法和标准接法。它们的区别从理论上讲,三极管接法失真最小,输出功率也最小;标准接法的失真相对较大些,功率也最大;超线性接法介于两者之间。在听感上各有千秋,相对来说三极管接法要稍好一点。但三极管接法因对电子管寿命有损失,故在工业化生产中较少采用。   
(3)推动电路对音质音色的影响   一般来说推动电路和结构对音质音色的取向有很大的作用,在声音的低频力度上,中高频的速度感和中频的密度感上均可通过推动电路的不同而获得不同的效果。推动电路有很多种,很难从推动电路的区别去判断产品品质的高低,选什么样的电路完全是设计者的一种对音色取向的选择。   
(4)不同型号电子管对声音的影响   前级推动电路常用的电子管有ELF82、6F1、EF86、12AX7、12AU7、12AT7、12BH7、6DJ8、6SN7、6SL7、6SJ7、6N1、6N2、6N3、6N6等等。原则上这些管子用在胆机中都可能做出好声来,但每款型号均有自己的特点,设计者们会根据许多因素决定选用哪一型号,一般来说ELF82、6F1、EF86、12AX7、12AU7、12AT7、12BH7、6DJ8、6SN7、6SL7、6SJ7是国外最常用在音响中的电子管,而且许多厂家都有生产,因此互换性较好,故出口机或国外机常用。在末级电路中常用的电子管有:KT88、6550、EL34、6L6GC、2A3、300B、211、845。前四种电子管为傍热式四极管或五极管,常在功率较大的推挽电路中采用。后四种电子管为直热式三极管,较多的用在单端甲类中(2A3、300B也常在推挽电路中使用)。相对来说直热式三极管的音色较傍热式的四、五极管要稍好一些。不过同样是三极管或四极管但是每款型号的音质音色均有一些差异和各有特点。由于胆机是插接器件,方便直接代换,所以换胆玩机又成了胆机使用过程中的一大乐趣。   
(5)输出变压器对音色的影响   输出变压器对整机的指标和听感均有较大的影响,优秀的推挽用输出变压器的频宽在10Hz-100KHz,失真在1%以下完全没有什么问题。可以说变压器目前已不是影响胆机指标的关键元件。但是变压器的结构、工艺、材料对整机的声音影响还是很大的。事实上,变压器的指标超过一定的范围后,指标越高却不一定越好,假若胆机没有输出变压器,如OTL,它的听感就与传统胆机不同了。因此胆机的音色与输出变压器有极大的关系。   
(6)关于合并式放大器与前后级放大器   合并式放大器有如下特点:1、当信号源在一定输入电平时,放大器的输出可达满功率;2、该放大器有多组讯源输入选择;3、该放大器具有电平控制功能;4、左右声道合为一体,还可设有高低音调控制装置。早期由于信号源的输出电平都比较低,一般在0.2V左右,因此合并式放大器的输入电平均要在0.2V以下,而现代的信号源已发生很大的变化。如CD机已被广泛使用,现代信号源的输出电平均在0.5-1V之间,因此现代放大器的输入灵敏度要求相应也有变化。当然不管怎么变化,只要满足合并式放大器的前三条就是合并式放大器。前后级放大器是将1讯源选择2电平控制3电压放大这三部分独为一体(有第3项者为有源前级无第3项者为无源前级),纯后级是将电压放大和功率放大独为一体(或两体)有左右各一路输入,无电平控制和讯源选择(输入电平在1-2V之间),这种做法可在结构上、分布上、用料上更合理,因此在档次上前后级分体式放大器比合并式要高一些,价格也可能要高不少。
六、关于胆机的使用寿命
  胆机的寿命原则上说是半永久的,与晶体机相比而言,胆机的相对寿命决定于电子管,电子管的理论寿命是不太长,一般来说只有上千小时,但好的电子管使用上万小时的也很常见,如电视机的显像管就是一特殊的电子管。当然许多音响用电子管还不能与显像管的寿命去比。一般来说音响用电子管有运输失效和早期失效。失效可在使用后1-2个月内发现,或在工厂生产中发现,对质量较稳定的电子管而言每天使用2-3小时,用上2-3年应该不是问题,再说现在的电子管又不贵也不难买,加上良好的售后服务,胆机的使用寿命应不是问题,而且胆机换胆之后,又可重新焕发新的活力,犹如新机一样.事实上现在许多古董胆相名品在市场上还高价出售,不就从另一面说明了胆机的寿命问题吗,加胆机与晶体机比,高过载能力强,晶体机在遇到一些故障时可能在千分之一秒钟便损坏而胆机则可以数分钟内不被损坏。

使用胆机的注意事项
1、接通电源前应先接好负载(音箱),切忌接通电源后,送信号而不接负载,或负载短路。   
2、使用电源不要太高或太低,电源电压最好能在规定电压的5%以内,使用市电经常超过此电压值的最好能配合使用交流稳压电源。   
3、胆机工作时温度较高,摆放注意通风、散热。   
4、在开机中或刚关机一段时间内(30分钟内)不要把液体洒在电子管上。
   在使用中一般中注意上述几个问题,胆机是能可靠工作的。

胆机与音影器材的搭配
  使用胆机搭配什么样的音箱非常重要,但是很难找出一个搭配原则,一般来说搭配英国箱和意大利等灵敏度超87db的欧美音箱最佳。如英国的HARBETH、ROGERS、SPENDOR、PROAC、B&;W、KEF、TANNOY、TDL、EPOS、MISSION法国的JMLAB意大利CHARIO、SOUNS FABER的有些灵敏度低的小音箱用胆机推音色也特别好如LS3/5A、PROAC TABELETTE III另有些高灵度的号角箱如:ALTLC、KLIPSCH、WESTLAKE等用小功率的单管甲类胆机推也有特别的韵味。国产箱可选“美之声”“小旋风”的一些型号。音箱的搭配在无经验的情况下,可以找些已有搭配的例子或实际搭配试听后再确定。

故障及修理方法
  胆机故障一般来说不外乎以下六大种类。
一、输出功率变小,声音变得软弱无力
1,功率管老化。可以测量功率管的屏流。用100mA的直流电表,负表笔接屏极,正表笔接输出变压器,开启高压就能从电表中读出屏流数。在偏压正常情况下,如测得屏流小于正常值,就可以说明功率管衰老。如测得的屏流大于正常值,则可能有几种情况:A、功率管屏压过高,特别是帘栅极压过高;B、功率管本身质量有问题,本身屏耗大,输出功率势必减少。如果测不到屏流,说明功率管已经损坏。   
2,栅偏压不正常。在自给栅偏压的功放电路中,常见栅偏压的故障有:A、无偏压,造成这种情况的原因有功率管失效无屏流、阴极电阻两端无电压降,阴极旁路电容器被击穿等几种。B、偏压小,原因为功率管衰老或屏压低。C、偏压高,原因有屏压增高、特别是帘栅压增高使屏流增大、阴极电阻阻值增大、栅极交连电容器漏电或击穿使栅极上加有正电压等几种。此外,阴极电阻开路也会使偏压增大,此时屏流很小,线路存在寄生振荡。   
3,输出变压器局部短路。将造成屏流增大,而使屏极发红、输出减少且失真增大。如果是初级局部短路,那么在空载时输出电压不会减少,在接上负载或负载很轻的情况下,只要栅极激励电压达到额定值时,则功率管全部屏极发红,这是个典型现象。检查输出变压器初级是否局部短路时,可将输出变压器初次级接线与电路全部断开,从初级端上送进220V市电,用万用电表交流挡测量两个初级端与B+中心头的电压,正常时,两线端电压相等。有局部短路时,则一线端电压低于另一线端电压。如果一接上220V市电就立刻烧毁保险丝,则说明局部短路很严重,必须更换输出变压器。   检查输出变压器次级有无短路故障前,首先要检查次级上并联的高频抑制电路和负反馈电路元件有无变质、失效和击穿等情况,然后再检查次级线与铁芯之间有无击穿短路。   
4,推动级激励电压(或功率)不足。功率管栅极激励电压(或功率)不够,无论功率管工作状态怎样正常,仍不能有额定的功率输出。   
5,多管并联推挽工作,其中一只或数只管的屏极抑制电阻或栅极抑制电阻开路,此时不仅失真大,而且输出功率小。   
6,自给栅偏压的阴极旁路电容器失效形成开路,产生电流负反馈,对某些胆机来说,可能影响输出功率。
二、功率放大级高压加不上
  高压加不上有两种情况:一是通电时,保险丝立即烧断,二是胆机在工作过程中突然发生烧断保险丝而切断高压电源。将放大器的输出变压器中心头高压B+与高压电源连线断开,然后开启高压,如果此时仍然烧断保险丝或不能启动高压,则故障不在功率放大电路,而在电源电路;若断开高压B+连线后,能启动高压,那么可以肯定故障在功率放大级。   功率放大级的高压电源加不上应从以下几方面着手检查:
1,观察或测试功率管内部是否各电极相连。   
2,检测输出变压器是否击穿短路。常见是初级或次级线圈间被击穿短路。  
3,负载过重或负载短路。负载过重或短路能致使屏流增大而过载,烧断保险丝或加不上高压。
三、寄生振荡
  放大器出现如“嘶啦嘶啦”的高频振荡和“扑、扑”的低频振荡等寄生振荡声时,轻则屏耗增大,屏极发红,输出减少,重则不能工作。产生寄生振荡的原因有以下几种:   
1,负反馈电阻等元件变质或损坏。   
2,输出变压器次级并联的旁路电容器开路或击穿引起高频振荡。   
3,多管并联推挽工作的屏、栅极电阻损坏或变质也容易引起振荡。置换栅极电阻,千万不可用线绕电阻,因为它的电感将引起振荡。   
4,功率管尤其是高互导式功率管及抑制振荡电路中的元件使用日久后参数变化,也容易产生振荡。   
5,电源电压过高。因供电电压过高,破坏了功率管正常工作状态也能引起振荡。
四、功率管屏极发红
  放大器在正常工作时,如果在较明亮的环境中看到屏极发红,就是不正常的现象。引起屏极发红的原因可能是:   
1,负载过重引起屏流过大。这种现象比较常见,主要是由于扬声器阻抗配接不当,或外线有短路、或输出变压器初级线圈局部短路。   
2,负栅偏压减少,或无负栅偏压,或出现正栅偏压。负栅偏压减少的原因可能是:负偏压电源滤波电容器失效或容量减少;分压负载电位器中心滑片调得过低;整流管衰老;偏电源变压器次级局部短路;自给栅偏压的阴极旁路电容器漏电严重;输入变压器的初级和次级(或耦合电容器)轻微漏电等问题。 无负栅偏压的原因可能是:输入变压器中心抽头断路;偏压电源滤波电容器短路;偏压负载电阻损坏。整流管或偏压电源变压器损坏;自给负栅偏压阴极旁路电容击穿;栅极电阻或输入变压器次级断路;管座损坏,使栅极管脚与管座脱离。   
3,后级功率管的屏压或帘栅压升高,使屏流增加,屏极发红。屏压升高的原因可能是:A、高压电源变压器初级线圈局部短路,使次级高压线圈的交流电压升高;整流后输出直流电压增加;B、泄放电阻断路,输出电压升高。C、滤波扼流线圈局部短路,电感量减少,降压减少,输出电压升高。   帘栅电压升高(指采用束射四极管和五极管做功率放大级的机器),吸收电子的能力增强,使屏流增加,屏极发红。其中的几种原因可能是:A、高压电源变压器初级局部短路,使次级高压升高,整流输出直流电压增加。B、次级高压电位器调整不当。C、次级高压滤波扼流圈匝间局部短路,使输出电压升高。D、泄放电阻断路,输出电压升高。  
4,超音频或高频寄生振荡,致使屏极发红。这两种寄生振动荡是由于后级的总寄生电容的正反馈引起的。有效的判断方法是,当屏极发红时,将负载阻抗换成放大器输出功率1/20左右的电阻,阻值等于输出阻抗。开机不送入讯号,几分钟后,手摸电阻如果感到发热,那么就存在高频寄生振荡了。  
5,推挽管衰老,破坏推挽平衡,引起屏极发红。在推挽功放中,尤其是在并联推挽(如150W的扩音机中一般用KT-88管每两只并联)中,其中一边的管子衰老,内阻增加屏流减少,没有衰老的管子负担过重,屏流增加,屏极发红。   
6,输出变压器的初级线圈的一边局部短路,破坏了推挽平衡,使该边的屏流增加,屏极发红。   
7,输入讯号过大,使输出电流和电压超过额定值,引起屏极发红。   
8,有些放大器本身设计不当。因屏压、帘栅压、灯丝电压过高,或负栅偏压太小,静态屏流过大,甚至静态时,也会使屏极发红。
五、失真
  所谓失真,是指经放大器的输出与输入波形相差过大,放大器放大出来的声音与原来输入的声音不一样。主要几种原因分析如下:   
1,推挽功率管或推动级推挽管有一只衰老(或损坏),使两管的增益不一样,或者输出变压器初级(或输入变压器的次级)一边局部短路或开路;屏极和栅极的防振电阻变值,也会破坏推挽平衡,引起失真。   
2,有的放大器推挽与前级是用阻容耦合的,当一边的耦合电容器变值(容量变小、失效、漏电等)时产生失真。如果该电容漏电,还会使下一级电子管的负栅偏压变小,甚至变成正电压,产生栅流,引起失真。   
3,固定负栅偏压过高或过低,使电子管的工作点发生变化,或输入讯号过大等,都能使电子管工作于非线性部分,引起失真。 4,小功率放大器功率管一般都工作于AB1类(或A类)推挽放大,如果输入讯号电压峰值大于负栅偏压时,功率管将出现栅流,由于这类工作状态的栅路内阻较大,因此容易引起失真。   
5,在中功率以上的放大器中,功率管一般都工作于AB2类(或B类)推挽放大,如果推动级的输出功率不足或由于推动管衰老使内阻太大时,会引起失真。推动级要用内阻小的电子管,并用降压变压器进行倒相,才能获得稳定的输出电压。   
6,屏极负载电阻、阴极电阻或帘栅极电阻变值,使电子管的工作点变化,工作于非线性区,引起失真。栅极电阻断路,引起阻塞失真。同时负载阻抗太轻或太重,使电子管的输出阻抗不匹配引起失真或音轻等。   
7,电源电压不稳定或过高过低,都会改变各级电子管的工作点,引起失真。
六、交流声
  一般来讲,由于后级电压放大倍数不大,因此,由功率放大级故障引起的交流声不十分明显,但有几种故障却能出现明显交流声。   
1,功率管内部栅阴两极短路或漏电,阴极与灯丝连极短路,灯丝电源变压器接地不良。  
2,固定偏压滤波不良。  
3,推动变压器初次级间漏电,或栅极交连电容器漏电使栅极带正电等。  
4,整机接地不良。特别是搭棚焊接和灯丝用交流电供电的胆机对接地要求很高,在调试过程中要不断试用各个接地点以获得最佳信噪比,另外接地点的电阻越小越好。

发表于 2016-7-13 13:56:45 | 显示全部楼层
胆机音质关健取決于输出变压器品质,
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发表于 2016-7-13 18:48:07 | 显示全部楼层
感谢楼主分享
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发表于 2016-7-13 20:52:55 | 显示全部楼层
晶体管技术比电子管强大很多,改变生硬己不是什么难事,电子管除了音色实在没什么可取。
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发表于 2016-7-14 09:10:49 | 显示全部楼层
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发表于 2016-7-14 10:11:25 | 显示全部楼层
其实,只要试听时觉得不厌烦的配置就对了,自己的感觉是最主要的。
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发表于 2016-7-14 10:58:43 | 显示全部楼层
好长篇的文章!下载学习了!谢谢楼主的分享~~~
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发表于 2016-7-14 11:34:45 | 显示全部楼层
电子管功放使用麻烦,尤其胆的寿命是软肋
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发表于 2016-7-14 12:32:56 | 显示全部楼层
喔唷,还有这么多知识在里面,学习了!
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发表于 2016-7-17 00:12:04 | 显示全部楼层
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发表于 2016-7-17 12:47:30 | 显示全部楼层
怎么觉得以前看过...
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发表于 2016-7-18 23:01:33 | 显示全部楼层
写的不错!!!!
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发表于 2016-7-19 11:34:23 | 显示全部楼层
说的很详细,学习了。
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发表于 2016-7-19 15:28:00 来自手机 | 显示全部楼层
楼主太有才了!好好学习中!
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发表于 2016-7-22 21:40:34 | 显示全部楼层
胆机的 保养也应该比较麻烦
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