谁能详细介绍一下电子管?
电子管和灯泡是近亲。
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本人是电子管放大器爱好者,希望多交流。
自爱迪生时代以来,有无数的曲折。没有多少人谈过本世纪真空管的历史。我们试着看看它在本世纪的蜕变过程吧!
1880年初,爱迪生改进了白光灯泡(在此之前是一个未完成的锡纸放电系统)。爱迪生在研究灯泡的过程中,有了一个意想不到的发现(他当时是这样认为的),那就是如果在灯泡上加一个电极,接上钨丝的电源,加热的钨丝就会向电极放电,在电极的电路中就会产生电流。这种物理现象今天被称为“爱迪生效应”。
发射的电子只会流向电源电位高的一侧(即电极),另一侧不会产生电流。这意味着爱迪生当时并没有注意到这个具有纠偏作用的重要发现,只是稍微申请了一个专利权,所以完全忘记了。在爱迪生的众多发明中,科学原理的发明只有这个“爱迪生效应”。他发明了之后没用的惊人发现,我相信就这一次!
爱迪生不得不“委托”别人发明真空管,但他在1883年发明的留声机却是今天HiFi音响设备的前身。作为发烧友,我们值得向他老人家致敬!
1904年,曾经担任英国Malcony公司顾问的J.A.Fleming先生发明了无线电信中检波器使用的二极管真空管。这个发明最初的概念来自于十年前爱迪生发明的“爱迪生效应”。他是伦敦爱迪生电灯公司的顾问,所以他参加了爱迪生做的实验。离开爱迪生电灯公司后,他继续进行更深入的研究。弗莱明将发明的二极管真空管命名为灯泡,或称阀门(电流只向一个方向流动,而不是像“阀门”一样向相反的方向流动)。目前通俗的叫法就是真空管,都是一个东西。
此后,弗莱明灯泡奠定了真空管技术的基础,但后来并没有完全应用到无线电通信设备上。
两年后,也就是1906年。美国的Forest公司将一个额外的栅极放入二极管真空管中,成功地发明了一个可以有效探测和增益的三极管真空管(Orthicon)。网格是指额外电极的形状与烤架非常相似,所以也叫网格。
因为弗莱明声称自己拥有真空管发明的优先权,英国的马尔康尼也不声不响地做出了三极管,什么都不管。俗话说肥水不流外人田。去吧。美国森林公司大为不满,因此与马尔康尼公司就三极管问题对簿公堂。这场长达十年的官司于1916年结束。法院裁定Do的晶体管。Forest侵犯了二极管专利权,Malcony生产的晶体管也侵犯了Do.Forest注册的晶体管专利权,结果两家都输了,没有好结果。两家公司都不被允许继续生产晶体管。
法院的裁决极大地阻碍了真空管的发展。第一世界结束后,也就是1920年后,开始正式使用真空管制造放大器。
HiFi时代真空管放大器演变的前后
首先,(高保真)这个词的使用是从20世纪30年代中期开始的,这期间美国西部电气公司的WE300A和RCA公司的2A3同时出现。这两只“渭水”三极管真空管,在声学史上写下了光辉的一页。
WE300A用来做WE86功放,专门用在当时会说话的电影院。2A3安装在RCA的豪华“衣柜”电唱机——Electroller D22(自动换唱片)。因为WE300A是用在专业设备上的,大部分人连看都没见过,所以对它毫无概念。以消费留声机形式上市的2A3,就是这样被看的。当时很多发烧友用这个功率进行推挽放大,制作出了22瓦的“大功率”放大器,让当时的发烧友们为之着迷!
1939年,美国哥伦比亚公司为了获得更安静的古典音乐重放效果,率先使用漆大师雕刻胶片。在第二次世界大战中(1944年),英国的迪卡还发明了一种更新的录音方法,称为FFRR(全频率范围录音)。(这种录音方法是研究敌方潜艇的声音分辨方法演变而来的,录音频率要从30 Hz扩展到14000 Hz,这也是78 rpm SP唱片的最大极限频率范围。)
另一方面,战争中发明的电子技术也在战后发展成为平民的日常使用。1948年,第一张LP专辑公布。声音技术在这个金色的夏天大放异彩。第一个在美国上市的真空管放大器是在二战结束后的同年10月推出的,制造商是费希尔。早在LP模拟唱片问世前一年(1947年),HIFI时代的序幕就已经拉开。当时最引人注目的放大器电路包括1982年去世(享年81岁)的RCA公司Harry F.Orson博士设计的Williamson电路和Orson电路。
欧美真空管放大器的黄金时代
威廉姆森放大器电路是当时HIFI放大器的代名词,发表在英国HIFI杂志(无线世界)1947年4、5月刊上。虽然放大器电路加负反馈是众所周知的(有的原子粒子机加40 dB的负反馈),但威廉姆森电路当时却大胆地加了20 dB的负反馈,让全世界的粉丝都惊呆了。
负反馈原理的发现早在1927年8月2日。发明者是美国贝尔研究所的设计工程师哈罗德·布莱克。那天他坐了一艘游轮,在俯瞰自由女神像时突然想到了这个主意。他马上拿了一份当天的纽约时间新闻,第一时间记录下了设计理念。但是直到几年后,也就是1933年,实际的研究才获得成功。电话用的放大电路是1936年的,当时输出变压器很差。虽然负反馈放大器电路被用来减少失真,失真仍然是惊人的(与目前的标准相比)!
因为当时的输出变压器没有今天那么宽广的频响,虽然威廉姆森放大器巧妙地利用了20分贝的负反馈,但后来被很多设计师指出。即便如此,变压器的重要性还是可以第一次被认识到,这极大地影响了后续的放大电路技术。负反馈的发明没有白费!虽然威廉姆森在功放中使用了KT66四极管,但由于其与三极管的推挽连接,输出能量高达10W。
另一方面,奥森放大电路采用对称排列方式,平衡连接6F6和三极管,完全没有负反馈。这款放大器的设计思路是将其作为家用HIFI放大器考虑,使其频响特性、失真、输出和生产成本达到最佳协调,并设定额定范围。有一种理论认为奥森博士不使用负反馈。虽然加入负反馈可以拓宽功放的带宽,但是会花费很多钱,所以不适合普通家用功放。使用无负反馈的三极管,是一种简单理想的音效,比较适合普通家庭!
1949年《音响工程》杂志12月刊,首次刊登了麦敬涛线。该线路是一个单端“相变”推挽放大器,连接6L6G四极输出管和一个特殊缠绕的输出变压器。这种特殊的绕组变压器叫做bifilar,可以消除乙类推挽放大器的交叉失真,所以可以有50瓦的输出,全带失真低于1%。随着这个电路,麦陶晶50W-I专业放大器正式上市!
1955年推出了第一个来自同一工厂的放大器,它一生都深受发烧友的喜爱。这是MC60,变压器外壳中带有方形圆角的铬铁外壳。光是外观就很迷人,个性十足(当时业余爱好者组装的功放只是在一个普通的角形外壳上安装了真空管和变压器)。后来上市的MC-75也用了同样的电路。推挽放大6550的60瓦输出放大器换成KT-88(也是KT-88的首次亮相),输出提高到75瓦。后来甚至立体化了,公布了MC275。
前置放大器的介绍
步入LP时代后,前置放大器应运而生。之前提到RCA在1934年推出的D22豪华留声机并不是LP专辑,只是看到了带有音量扩展器的附加放大器,但并不是真正的前置放大器。进入LP时代后,由于雕刻前的频率均衡(增强高频,降低低频),重放时需要前置放大器来还原(降低高频,增强低频)。但是每个唱片公司的均衡标准都不一样,所以如果使用同一条放音线,每张唱片的放音曲线可能会不均匀,有时候甚至是同一张唱片,但是A和B两边的放音频响曲线不一样!
当时有很多代表性的均衡标准,如欧洲规范的AES、NAB、RCA、Columbia、FFRR、CCIR等,所以当时的前置放大器都配备了选择系统,用于选择不同的均衡标准。直到1955年,这个平衡标准才被统一,成为国际通用标准——RIAA。
HIFI放大器的祖先
1950年后,各种放大器陆续推出。1950年,英国的Quad被P.J.Walker复兴,引入了I型前置放大器和功率放大器。1951年,一款真正优秀的放大器问世(正式名称为扩展甲类放大器,四极和三极使用相同的偏置,是少有的甲类和丙类组合工作放大器),6L6栅极接在输出变压器的顶部(输入端),具有超平坦的线性响应;设计者之一是D.Hafler,他在日后创立了Dynaco公司。同年,Quad还推出了II型功率放大器。主放大器采用FE86五极管,输出采用四个KT66四极管。电路简单,输出变压器由Quad制作,输出15瓦。
1955年,GE公司的Petersong和Syncrea发明了单端推挽放大电路,消除了变压器引起的泄漏。电感引起的开关失真。这个放大电路虽然也使用了输出变压器,但是工作量大大省略,然后发展到OTL电路,所以可以称之为今天晶体管放大器使用的SEPP电路的原型。说到OTL线路,第一台OTL放大器也在同年上市,制造商是Stewarts。
1953年,Borgan Amp,White Powerton Amp,Crosschart PP,Multi Feedback Amp;五四时期,直线、标准安培、BTL线、无限负传输线等无数线路如雨后春笋般相继出现。同年,英国的Leak公司也推出了一系列“Point One”功放,失真率只有0.1%不到,因此被称为Point One。当时这种低失真放大器一度成为佳话!电路方面,只是用KT66和三极管连接的推挽电路,没有什么值得一提的优势!可以与麦陶晶并列的马兰士也在同年推出了#1前置放大器,随后在1955年推出了#2功率放大器,以方便工作。
日本放大器的历史
这一时期所谓的“日式放大器”主要是指业余无线电爱好者手工制作的放大器。我记得“威廉姆森”放大电路最早发表在昭和25年(195o)的《无线电技术》3月刊上。“麦敬涛”路线于次年(1951年)8月首次发表在《无线电科学》上。也就是在国外出版两年后才被(日本人)认可。虽然认识了两年,但当时的情况是激动人心的!
昭和26年(1951年),日本哥伦比亚公司首次发行了首张日本制造的LP专辑。当时大部分的技术杂志都发表了一些改进留声机的方法,前面提到的各种HIFI放大电路都是在随后几年才在杂志上发表的。
昭和二十七年(1952年)十二月,第一届全日本音响展宣告成立。同年,Lux凭借一款采用宽频响输出变压器制成的“X”系列真空管放大器,成为HiFi电声领域的热门话题。其实力士厂早在战前(1936年左右)就已经生产出了753型的好真空管放大器(输出10瓦,有HiFi倾向的高级胆机)。相信很多人还能记得这款机器,但无论如何,Lux是凭借这款高品质的宽频输出变压器一举成名的。
大厂制造的真空管放大器的出现,是从昭和二十九年(1954年)才正式开始的。山水首创功率放大器(HF-2A3S)和前置放大器(HRR-100)。Lux随后在昭和三十年(1955年)推出了“KMV6”和“KMR5”封装功放。山水在东京,力士在大阪。这两个大厂分别位于东部和西部,当时的国产功放分为两类,确实引起了当时对功放的极大兴趣。
我们光看型号也能猜出这些国产胆机用的是什么真空管,比如山水的2A3,力士的6AR5,6V6。同年,先行者还用6V6作为输出管建造了功放HF10M。至于国外的线路,多采用KT88、KT66、6550等四极,6V6应用广泛。
你看看这些真空管的价格差,就更清楚了。以1980年的市场价计算,一辆KT88售价约八至九千日元(约300港元),一辆KT66售价约七千日元(250港元),一辆6550售价约四至五千日元(约160港元)。而6V6不到2000日元(不到60港币)就能买到。上面是四极管,下面的三极管大概8000日元左右。至于已经是“名器”的“滋补品”,平均价格大概在3万到5万日元(约1000到1700港币)!
至于最早用这种“补音”真空管上市的功放(只用了一个WE300B),大阪的“立体声画廊-Q”是1944年(1969年)在昭和推出的,据说设计者是Lux以上的源氏。但此后,用300B推出市场的传闻不攻自破。
力士是胆囊放大器的老字号品牌,相信大家都会认同!即使HiFi已经全面进入晶体管时代,Lux也没有忘记勇气机的魅力,不断推出以音色取胜的勇气机新品。昭和五十年(1975年),在NEC工厂的配合下,力士以独特的制造方法和规格生产了自己的真空管。“6240G”用于驱动级,“8045G”用于输出级。用这两种“铁胆”造成的功放是MB3045。
当然,除此之外,Lux还有很多代表作。mono刚开始的MA7A以功率大(60瓦)著称,后来改进成MB8A,后来变成了MB88。在晶体管时代的过渡时期,没有输出变压器的OTL型胆机——MQ36是力士众多“名器”之一。
SQ38系列是前置放大器中最“威风水”的!该系列勇气机采用的6RA8和50CA10,可以算是HiFi时代诞生的“美丽勇气”。Lux还是用这个50CA10做负反馈放大器(M68C)投放市场。
上面每个力士的勇气机都是在上原指导下制作的,完全摆脱了国外勇气机的影响,有着独特的自我性格。在复古勇气机的热潮中,力士勇气机真的让人听着很开心很开心!据说还有很多新型的勇气机已经推出。在这个数字化的世纪,勇气机器的地位似乎与日俱增。
电子管屏幕
小功率显像管屏的主要材料是镍和镀镍铁,不同屏的区别就是基于此。而镍和镀镍铁在外观上明显难分伯仲,性质也非常相似,没有必要详细区分。我觉得从经济角度来说,大部分都是镀镍铁的。我们经常看到的6N2银屏就属于这种材质,国产的6N11银屏也是如此。但6N2 6N11的电镍铁屏应该是经过精细打磨的,可以看出并不是极其光亮。RCA 71A电子管的纯镍屏幕极其明亮,可以清晰地反映出人物。磨砂屏的辐射能力略好于亮屏。这些屏都是用于小功率电压放大管或者是旧的大壳小功率管(112 171之类)。同时,很多屏蔽材料、束屏等部件也是用电镀镍和铁制成的。
可以看到一些小功率电子管,比如6F6(苏联新西伯利亚工厂等。)由灰白色金属制成,这种金属是磨碎的氧化镍或磨碎的氧化铁。它的辐射特性比上述材料要好,但还是不是很高。已用于低功耗五极管6F6 6K6等型号。
曙光在上世纪70年代生产的5Z3P电子管,有着闪亮的黑屏,是一种经过抛光和石墨涂层的电镀镍铁屏,比单纯的氧化屏有着好得多的辐射特性。
有些进口的6SN7屏幕是黑色亚光材料,是碳氢化合物高温分解后使氧化镍变黑的材料。它的散热特性比纯石墨抛光的要好,因为6SN7的工作电流比较大,但是屏幕很小,两个晶体管在一个外壳里,用这种材料做屏幕散热比较好。
古代功率管屏UX-250,UX-210等。是一种带有丝状石墨的屏蔽电极。这种材料由石墨粉混合物研磨而成,其辐射特性非常好,因此用于制造高级功率管的屏。但是由于工艺复杂,用这种材料制作的电子管价格非常昂贵。
这些都是电子管屏材料的传统制造工艺。二战后,材料技术突飞猛进,特别是镀铝铁材料的应用,彻底改变了电子管屏的材料。什么是镀铝铁材料?目前我们看到的电子管大部分都是用这种材料制成的。比如大家见过的6P1的屏幕电极,铝铁镀膜。这种材料价格便宜,散热性能好,所以在电子管中应用广泛。普通的电子管是由这种材料制成的。比如目前常用的6A2 6U1 6K4 6P1 6G2 6Z4的收音管都是镀铝铁屏,常见的功率管6P6P146P15Fu-76N5p,电压放大管6n 8 p 69 p 16j 1也是镀铝铁。在国产接收放大电子管中,有6p 6 p 6n 26n 116e 16e 2等部分不使用镀铝铁屏的限量管型号。
铜基Al-Fe涂层是制造功率管屏幕的良好材料,Telefunken El 156 El 150等著名电子管的屏幕都是用这种材料制成的。实验表明,相同几何尺寸的铜基渗铝铁的网屏温度比相同网屏用量的碳化电镀镍铁低50度。优质的铜基镀铝铁材质,外观与6P1屏幕材质相似,但颜色明显偏黄。因为含铜量不同,颜色也不同。一般来说,颜色越黄,含铜越多,散热性能越好。
随着材料科学的不断进步,石墨乳化技术逐渐出现,很多功率管都使用了石墨乳化技术,比如国内的一些型号300B,就是用来制造屏幕的。
另一种阴极材料是石墨。75-100瓦功率管中有石墨阴极FU5 211 845等。国内有些300B也是石墨阴极。有人认为石墨阴极管的音质不如金属阴极管,这是完全没有根据的。石墨屏电极的制造工艺和组装工艺非常复杂,但其效果很好。当然,小功率电子管没有石墨屏。
另一个需要澄清的问题是,有“大师”听到了所谓的新WE300B使用钛作为屏幕电极的道听途说,这完全不可信。新的WE300B太贵了,我连看的机会都没有。但目前在很多技术材料中,并没有使用钛作为屏电极的记录。大中型发射管只用钼作屏极,喷钛或锆代替钛。超大型发射管的屏电极由钨、钽或铌制成。实际上,钛对于镍基氧化物阴极来说是一种“有毒”金属,会导致阴极过早老化。“大师”从哪里得到的消息不得而知,当然也不排除材料科学或者at & amp;有了新的进展;t的电子管厂进行了新的研究。所以我只在理论上研究WE300B。如果以后有机会看新的WE300B,我可以得出正确的结论。从图片来看,新WE300B的屏幕材质绝对不是什么新奇的材质,应该属于传统材质。毕竟300B这管已经定型生产了半个多世纪,完全没必要再想出什么新颖的设计。
通过以上,大家对电子管屏电极有了一个大概的了解,其他的就不用我说了。最后指出,现在广泛使用的镀铝铁屏材料的效果并不比传统材料差,追求材质不同并不是本质。音质的问题要从电路设计上解决。至于我们在高频下使用电子管,就不用去关注这些问题了。
屏电极的结构问题主要包括屏电极的形状和样式。最大的问题是开放形式和封闭形式的区别。比如6N5P的屏幕是两块组成的,很多6n 1也是,但其他的6n 1都是闭屏(上海产)。这些问题涉及到电子管计算中的一些问题,并与电子管的使用有一定的关系。这次就不细说了。
最无聊的问题之一就是网筛。有些电子管有网屏,这被认为是好的。网筛通论的书很少。个人觉得最大的好处就是加工方便,网状材料加工比板材容易很多。另外,我实在想不出网状材料在电参数方面有什么优势。但是,在大型发射管中却是个例外。比如英国MULLARD公司的3万瓦短波发射管,采用全应时结构,这是战前首屈一指的先进技术,采用网状钨丝屏电极。因为钨不能压成薄板,只能用钨丝编织成屏蔽电极,没有办法。在小功率的电子管里,真的没必要用这种屏。TELEFUNKEN VOLVE TUNGSRAM RFT等公司有屏整流管。如果这些管真的是钨丝编织的屏幕,那真的是非常好,但是你看看这些小功率的整流管,多大的屏幕才能耗散功率?真的有必要用钨丝屏吗?然而,大多数屏幕发烧友并不寻求技术上的答案。他们需要的是来自屏幕小孔的一点光。我一直不明白这一点。如果用户真的需要灯丝发出的“光”,多装一个灯泡怎么样?价格便宜,而且比屏幕上的点点星光要亮很多。
还有一些高手连管内屏蔽都不知道。用WE310或者EF80对着屏幕大吼简直是蠢到家了。更蠢的是把WE310分成“粗网”和“细网”,然后“细网”的音质是什么。太可笑了。
以前是技术引导市场,现在是市场导向的技术。以300B为例,曙光刚开始抄300B的时候,还是符合技术规范的。而且为了提高300B的性能,曙光也下了很大的功夫,比如研制了300C的电子管,带石墨屏(灯丝钩不算改进,300B可以用螺旋弹簧或者钩式),柳州贵光也出了5300 6300等改进型号,可以说是300。然而好景不长,天津一家山寨厂应运而生。天津s管300B推出,电镀镍铁网筛网电极300B问世。这些都是天津山寨厂做出来的噱头。但是曙光其实走了很多“歪路”,开始学习做S管300B,多款屏幕产品问世。曙光的工程师不会对电子管技术理论一无所知,但这只是一个以市场为导向的经济。赚钱才是硬道理,其他都是多余的。原来曙光还是害羞,不肯让别人知道,现在是彻底豁出去了。......