電子管功放設(shè)計(jì)和裝調(diào)技術(shù)概述

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)的寫(xiě)作目的是將電子管音頻放大器知識(shí)作一系統(tǒng)介紹，為新一代的音響迷提供有價(jià)值的參考資料。畢竟電子管和晶體管屬于控制概念完全不同的兩類電子器件，電子管放大電路也必然有其獨(dú)特之處，若按半導(dǎo)體器件的放大理論來(lái)理解電子管放大器，倒是畫(huà)虎不成反類犬，這也許是目前國(guó)內(nèi)部分膽機(jī)效果不盡如人意的原因之一。為了緊跟當(dāng)前國(guó)際膽機(jī)回潮風(fēng)的步伐，本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中參閱了大量的國(guó)外膽機(jī)資料，并結(jié)合國(guó)內(nèi)情況收入其中。

電子管功放優(yōu)點(diǎn)

1、電子管功放輸入動(dòng)態(tài)范圍大，轉(zhuǎn)換速率快。

2、電子管功放大多是采用分立元件、手工搭線、 焊接 ，效率低，成本高。這在發(fā)達(dá)國(guó)家尤為明顯。

3、電子管功放的開(kāi)環(huán)指標(biāo)優(yōu)于晶體管，不需加深度的負(fù)反饋，不加相位補(bǔ)償 電容 也能穩(wěn)定地工作，因而其動(dòng)態(tài)指標(biāo)較優(yōu)。

4、電子管功放的音質(zhì)總體來(lái)講是柔和動(dòng)聽(tīng)，更具體一點(diǎn)說(shuō)，電子管功放低頻聲柔和清晰，高頻聲纖細(xì)嫩雨而潔凈。表現(xiàn)人聲是其強(qiáng)項(xiàng)。

5、電子管機(jī)的高音較平滑，有足夠的空氣感，具有一種相當(dāng)部分人所喜歡的聲染色，柔和而稍帶模糊的聲音是很美麗的。

6、電子管放大器引起的主要是偶數(shù)的二次諧波，這種諧波成份非常討人喜歡，恰如添加了豐富的泛音，美化了聲音。

電子管功放缺點(diǎn)

1、電子管壽命較低，使用一兩千小時(shí)后某些技術(shù)指標(biāo)明顯下降。

2、電子管放大器耗電高，又常常工作在甲類狀態(tài)，更降低了效率，但基本不存在瞬態(tài)互調(diào)失真、 開(kāi)關(guān) 失真及交越失真等有害音質(zhì)的因素。

3、電子管放大器在重量、效率、壽命方面相比晶體管放大器一點(diǎn)都不占優(yōu)勢(shì)。

4、使用上，電子管要有良好的通風(fēng)散熱，溫度的過(guò)熱必然縮短電子管壽命，所以要盡可能使電子管保持較低的溫度。

5、電子管怕振動(dòng)，所以采取防震措施盡量避免振動(dòng)也是很重要的。

使用電子管功放壽命的延長(zhǎng)

在使用上，電子管要有良好的通風(fēng)散熱，溫度的過(guò)熱必然縮短電子管壽命，所以要盡可能使電子管保持較低的溫度。電子管怕振動(dòng)，所以采取防震措施盡量避免振動(dòng)也是很重要的。若做到這兩點(diǎn)，電子管的使用壽命至少可提高一倍。為此，電子管設(shè)備的周?chē)羞m當(dāng)?shù)目臻g，尤其是它的上方，以便有良好的對(duì)流通風(fēng)，可能的話可用風(fēng)扇幫助散熱。

電子管陰極在尚未達(dá)到要求溫度即加上高壓電源時(shí)，它的陰極將受到損害，同樣會(huì)縮短電子管壽命。所以電子管設(shè)備若有預(yù)熱裝置的話，一定要使用，例如先開(kāi)燈絲低壓電源預(yù)熱，后開(kāi)高壓電源。假如沒(méi)有預(yù)熱裝置，那你不要急著將輸入信號(hào)接入，可將音量關(guān)到最小，待先開(kāi)機(jī)20～30分鐘進(jìn)行溫機(jī)再使用。如果使用旁熱式整流管供給整機(jī)高壓，那正好提供了簡(jiǎn)單又有效的高壓延時(shí)。另外，在正常使用時(shí)，不要頻繁開(kāi)關(guān)電源。

當(dāng)然，如果對(duì)電子管電路進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，避免錯(cuò)誤運(yùn)用，就能使電子管不致“英年早逝”，電子管使用數(shù)以千計(jì)的聆聽(tīng)時(shí)數(shù)應(yīng)是正常的。電路設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的錯(cuò)誤有電子管燈絲與陰極間的電位差過(guò)高、電子管屏極或簾柵極電壓運(yùn)用至最大值、電子管燈絲電壓過(guò)低或過(guò)高、電子管安裝位置不當(dāng)造成電極過(guò)熱及高壓電源沒(méi)有延時(shí)裝置等.

功放的性能指標(biāo)

功放的主要性能指標(biāo)有輸出功率，頻率響應(yīng)，失真度，信噪比，輸出阻抗，阻尼系數(shù)等。

輸出功率

輸出功率：?jiǎn)挝粸閃，由于各廠家的測(cè)量方法不一樣，所以出現(xiàn)了一些名目不同的叫法。例如額定輸出功率，最大輸出功率，音樂(lè)輸出功率，峰值音樂(lè)輸出功率。

音樂(lè)功率

音樂(lè)功率：是指輸出失真度不超過(guò)規(guī)定值的條件下，功放對(duì)音樂(lè)信號(hào)的瞬間最大輸出功率。

峰值功率

峰值功率：是指在不失真條件下，將功放音量調(diào)至最大時(shí)，功放所能輸出的最大音樂(lè)功率。

額定輸出功率

額定輸出功率：當(dāng)諧波失真度為10%時(shí)的平均輸出功率。也稱做最大有用功率。通常來(lái)說(shuō)，峰值功率大于音樂(lè)功率，音樂(lè)功率大于額定功率，一般的講峰值功率是額定功率的5--8倍。

頻率響應(yīng)

頻率響應(yīng)：表示功放的頻率范圍，和頻率范圍內(nèi)的不均勻度。頻響曲線的平直與否一般用分貝（db）表示。家用HI-FI功放的頻響一般為20Hz--20KHZ正負(fù)1db.這個(gè)范圍越寬越好。一些極品功放的頻響已經(jīng)做到0--100KHZ。

失真度

失真度：理想的功放應(yīng)該是把輸入的訊號(hào)放大后，毫無(wú)改變的忠實(shí)還原出來(lái)。但是由于各種原因經(jīng)功放放大后的信號(hào)與輸入信號(hào)相比較，往往產(chǎn)生了不同程度的畸變，這個(gè)畸變就是失真。用百分比表示，其數(shù)值越小越好。HI-FI功放的總失真在0.03%--0.05%之間。功放的失真有諧波失真，互調(diào)失真，交叉失真，削波失真，瞬態(tài)失真，瞬態(tài)互調(diào)失真等。

信噪比

信噪比：是指信號(hào)電平與功放輸出的各種噪聲電平之比，用db表示，這個(gè)數(shù)值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。

輸出阻抗

輸出阻抗：對(duì)揚(yáng)聲器所呈現(xiàn)的等效內(nèi)阻，稱做輸出阻抗。

一臺(tái)功放的性能指標(biāo)完好不一定證明有好的音色，這是初燒友必須認(rèn)識(shí)到的。這也是眾多發(fā)燒友苦苦探索追求的。

功放特點(diǎn)

1、 盡量大的輸出功率由于功率放大器要向負(fù)載提供足夠大的功率，功放管在安全工作的前提下工作電壓和工作電流接近極限值，即管子工作在極限值狀態(tài)。

2、 盡可能高的功率轉(zhuǎn)換效率功率放大器的輸出功率是通過(guò)晶體管將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換而來(lái)，轉(zhuǎn)換時(shí)功率管和電路中的耗能元件都要消耗功率，用P0表示負(fù)載所得功率，PE表示直流電源提供的總功率，η表示轉(zhuǎn)換效率，則 η＝（Po/PE）*100% ，η的大小反映了電源的利用率。例如，某放大器的效率 η＝50％，說(shuō)明電源提供的直流功率只有一半轉(zhuǎn)換成了輸出功率傳給了負(fù)載，另一半消耗在電路內(nèi)部，這部分電能使管子和元件等溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞晶體管。要重視功放管的散熱問(wèn)題，為了保證功率管的安全工作，一般給大功率管加裝散熱片。如何提高效率、減小功耗是功率放大器的一個(gè)重要問(wèn)題。

3、 允許的非線性失真功放管工作在大信號(hào)狀態(tài)不可避免地產(chǎn)生非線性失真。同一功放管的輸出功率越大，其非線性失真就越嚴(yán)重。在不同場(chǎng)合對(duì)功率放大器非線性失真的要求是不一樣的，在測(cè)量系統(tǒng)和電聲設(shè)備中必須把非線性失真限制在允許范圍內(nèi)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或控制繼電器中非線性失真就降為次要矛盾。此外，分析功率放大器只能用圖解法，微變等效電路法已不再適用。為了獲得較大的輸山功率和效率，功率放大器與負(fù)載要匹配，傳統(tǒng)的功率放大器與負(fù)載之間采用變壓器耦合，這類功率放大器的優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、輸出功率大等，但出于變壓器體積大、笨重、頻率特性差，而且不利于集成。在現(xiàn)在生產(chǎn)的功率放大器中已很少采用，逐漸由互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器所取代。互補(bǔ)對(duì)稱電路省去了笨重的變壓器，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、頻率響應(yīng)好、易實(shí)現(xiàn)集成化等優(yōu)點(diǎn)。互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器有兩種形式：一種采用單電源及大容量電容器與負(fù)載耦合，稱為OTL電路；一種采用雙電源而個(gè)需電容器的直接耦合互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器，稱為0CL電路。

電子管膽機(jī)功放和普通功放的區(qū)別

1、制作材質(zhì)不同，前者采用電子管、后者采用半導(dǎo)體三極管。

2、音色：前者動(dòng)態(tài)范圍寬廣，顯得音色厚實(shí)。后者不同功放的動(dòng)態(tài)范圍差距很大，有的聲音顯得單薄。

3、體積：前者體積大，后者體積小。

4、效率：前者由于由燈絲發(fā)熱激發(fā)電子，效率低，費(fèi)電。后者效率高，省電。

5、壽命：前者電子管壽命以千小時(shí)為單位，后者半導(dǎo)體器件壽命以萬(wàn)計(jì)。

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