电子管功放设计和装调技术

内容简介

本书的写作目的是将电子管音频放大器知识作一系统介绍，为新一代的音响迷提供有价值的参考资料。毕竟电子管和晶体管属于控制概念完全不同的两类电子器件，电子管放大电路也必然有其独特之处，若按半导体器件的放大理论来理解电子管放大器，倒是画虎不成反类犬，这也许是目前国内部分胆机效果不尽如人意的原因之一。为了紧跟当前国际胆机回潮风的步伐，本书编写过程中参阅了大量的国外胆机资料，并结合国内情况收入其中。

电子管功放优点

1、电子管功放输入动态范围大，转换速率快。

2、电子管功放大多是采用分立元件、手工搭线、 焊接 ，效率低，成本高。这在发达国家尤为明显。

3、电子管功放的开环指标优于晶体管，不需加深度的负反馈，不加相位补偿 电容 也能稳定地工作，因而其动态指标较优。

4、电子管功放的音质总体来讲是柔和动听，更具体一点说，电子管功放低频声柔和清晰，高频声纤细嫩雨而洁净。表现人声是其强项。

5、电子管机的高音较平滑，有足够的空气感，具有一种相当部分人所喜欢的声染色，柔和而稍带模糊的声音是很美丽的。

6、电子管放大器引起的主要是偶数的二次谐波，这种谐波成份非常讨人喜欢，恰如添加了丰富的泛音，美化了声音。

电子管功放缺点

1、电子管寿命较低，使用一两千小时后某些技术指标明显下降。

2、电子管放大器耗电高，又常常工作在甲类状态，更降低了效率，但基本不存在瞬态互调失真、 开关 失真及交越失真等有害音质的因素。

3、电子管放大器在重量、效率、寿命方面相比晶体管放大器一点都不占优势。

4、使用上，电子管要有良好的通风散热，温度的过热必然缩短电子管寿命，所以要尽可能使电子管保持较低的温度。

5、电子管怕振动，所以采取防震措施尽量避免振动也是很重要的。

使用电子管功放寿命的延长

在使用上，电子管要有良好的通风散热，温度的过热必然缩短电子管寿命，所以要尽可能使电子管保持较低的温度。电子管怕振动，所以采取防震措施尽量避免振动也是很重要的。若做到这两点，电子管的使用寿命至少可提高一倍。为此，电子管设备的周围要有适当的空间，尤其是它的上方，以便有良好的对流通风，可能的话可用风扇帮助散热。

电子管阴极在尚未达到要求温度即加上高压电源时，它的阴极将受到损害，同样会缩短电子管寿命。所以电子管设备若有预热装置的话，一定要使用，例如先开灯丝低压电源预热，后开高压电源。假如没有预热装置，那你不要急着将输入信号接入，可将音量关到最小，待先开机20～30分钟进行温机再使用。如果使用旁热式整流管供给整机高压，那正好提供了简单又有效的高压延时。另外，在正常使用时，不要频繁开关电源。

当然，如果对电子管电路进行正确的设计，避免错误运用，就能使电子管不致“英年早逝”，电子管使用数以千计的聆听时数应是正常的。电路设计中最常见的错误有电子管灯丝与阴极间的电位差过高、电子管屏极或帘栅极电压运用至最大值、电子管灯丝电压过低或过高、电子管安装位置不当造成电极过热及高压电源没有延时装置等.

功放的性能指标

功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。

输出功率

输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。

音乐功率

音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。

峰值功率

峰值功率：是指在不失真条件下，将功放音量调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率。

额定输出功率

额定输出功率：当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说，峰值功率大于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。

频率响应

频率响应：表示功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝（db）表示。家用HI-FI功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。

失真度

失真度：理想的功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。用百分比表示，其数值越小越好。HI-FI功放的总失真在0.03%--0.05%之间。功放的失真有谐波失真，互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，瞬态互调失真等。

信噪比

信噪比：是指信号电平与功放输出的各种噪声电平之比，用db表示，这个数值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。

输出阻抗

输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗。

一台功放的性能指标完好不一定证明有好的音色，这是初烧友必须认识到的。这也是众多发烧友苦苦探索追求的。

功放特点

1、 尽量大的输出功率由于功率放大器要向负载提供足够大的功率，功放管在安全工作的前提下工作电压和工作电流接近极限值，即管子工作在极限值状态。

2、 尽可能高的功率转换效率功率放大器的输出功率是通过晶体管将直流电源的直流功率转换而来，转换时功率管和电路中的耗能元件都要消耗功率，用P0表示负载所得功率，PE表示直流电源提供的总功率，η表示转换效率，则 η＝（Po/PE）*100% ，η的大小反映了电源的利用率。例如，某放大器的效率 η＝50％，说明电源提供的直流功率只有一半转换成了输出功率传给了负载，另一半消耗在电路内部，这部分电能使管子和元件等温度升高，严重时会烧坏晶体管。要重视功放管的散热问题，为了保证功率管的安全工作，一般给大功率管加装散热片。如何提高效率、减小功耗是功率放大器的一个重要问题。

3、 允许的非线性失真功放管工作在大信号状态不可避免地产生非线性失真。同一功放管的输出功率越大，其非线性失真就越严重。在不同场合对功率放大器非线性失真的要求是不一样的，在测量系统和电声设备中必须把非线性失真限制在允许范围内，在驱动电动机或控制继电器中非线性失真就降为次要矛盾。此外，分析功率放大器只能用图解法，微变等效电路法已不再适用。为了获得较大的输山功率和效率，功率放大器与负载要匹配，传统的功率放大器与负载之间采用变压器耦合，这类功率放大器的优点是便于实现阻抗匹配、输出功率大等，但出于变压器体积大、笨重、频率特性差，而且不利于集成。在现在生产的功率放大器中已很少采用，逐渐由互补对称功率放大器所取代。互补对称电路省去了笨重的变压器，具有电路结构简单、效率高、频率响应好、易实现集成化等优点。互补对称功率放大器有两种形式：一种采用单电源及大容量电容器与负载耦合，称为OTL电路；一种采用双电源而个需电容器的直接耦合互补对称功率放大器，称为0CL电路。

电子管胆机功放和普通功放的区别

1、制作材质不同，前者采用电子管、后者采用半导体三极管。

2、音色：前者动态范围宽广，显得音色厚实。后者不同功放的动态范围差距很大，有的声音显得单薄。

3、体积：前者体积大，后者体积小。

4、效率：前者由于由灯丝发热激发电子，效率低，费电。后者效率高，省电。

5、寿命：前者电子管寿命以千小时为单位，后者半导体器件寿命以万计。

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