真空管與晶體管傻傻分不清,快來看一下
發(fā)布日期:
2019-11-26

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作為一名單端電子管的發(fā)燒友,,經(jīng)常聽到的電子管與晶體管的爭論在消費(fèi)者和音樂雜志的頁面,其描述性但不精確的語言是“溫暖”,“液體”,“平滑”和“動態(tài)”。

真空管與晶體管傻傻分不清,快來看一下

但是,實(shí)際設(shè)計(jì)設(shè)備的工程師在客觀科學(xué)和測量方面對電子管與晶體管的看法如何?


在這個(gè)問題上最多能說的兩個(gè)專業(yè)協(xié)會是IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)和AES(音頻工程協(xié)會)。這兩個(gè)專業(yè)協(xié)會均出版同行評審期刊,其文章由從事專業(yè)和消費(fèi)音頻行業(yè)以及前沿學(xué)術(shù)研究的工程師和科學(xué)家撰寫。如果您在這場辯論中尋求平衡的觀點(diǎn),請把自己引向這兩個(gè)社會中的一個(gè)或兩個(gè)。


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下面我們?yōu)槟峁┮恍┈F(xiàn)成的IEEE和AES出版物,這些出版物將幫助您更好地了解固態(tài)電子管和真空管電子器件之間的區(qū)別,它們的性能以及最終的聲音。


IEEE-電子管的酷音,


IEEE 在其1998年8月發(fā)行的IEEE Spectrum中發(fā)表了“電子管的酷音”。在同一篇文章中,在管與晶體管失真之間還有一個(gè)有用的側(cè)邊欄。最后,有一張有用的表格,從聲音和設(shè)計(jì)的角度總結(jié)了電子管和晶體管的優(yōu)缺點(diǎn)。由于該表僅可作為圖形圖像使用,因此我們從下面的摘要表抄錄了文本,同時(shí)突出顯示了一些直接影響音質(zhì)的關(guān)鍵點(diǎn):


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真空管–優(yōu)勢:


高度線性,沒有負(fù)反饋,特別是一些小信號類型

削波很平滑,被廣泛認(rèn)為比晶體管更具音樂感

耐受過載和電壓尖峰

高度獨(dú)立于溫度的特性,大大簡化了偏置

由于具有較高的工作電壓,因此與典型的晶體管電路相比,動態(tài)范圍更廣

設(shè)備電容隨信號電壓的變化很小

電容耦合可以使用低價(jià)值,高質(zhì)量的薄膜電容器來完成

電路設(shè)計(jì)往往比半導(dǎo)體設(shè)計(jì)更簡單

通常在A類或AB類中運(yùn)行,以最大程度地減小交叉失真

功率放大器中的輸出變壓器可保護(hù)揚(yáng)聲器免于電子管故障

維護(hù)趨于容易,因?yàn)橛脩艨梢愿鼡Q管子

真空管–缺點(diǎn)


體積大,因此不太適合便攜式產(chǎn)品

需要高工作電壓

高功耗,需要加熱器供應(yīng)

產(chǎn)生大量廢熱

功率效率比小信號電路中的晶體管低

低成本玻璃管在物理上易碎

比半導(dǎo)體更容易產(chǎn)生麥克風(fēng),特別是在低級階段

陰極電子發(fā)射材料用完了,導(dǎo)致使用壽命縮短(功率管通常為1-5年)

高阻抗設(shè)備,例如揚(yáng)聲器,通常需要使用匹配的變壓器來實(shí)現(xiàn)低阻抗負(fù)載

通常比同等晶體管的成本更高


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晶體管–優(yōu)勢:


通常成本比電子管低,特別是在小信號電路中

比等效管小

可以組合在一個(gè)芯片中制成集成電路

與等效電子管相比功耗更低,尤其是在小信號電路中

比等效管少廢熱

可以在低壓電源上運(yùn)行,安全性更高,部件成本更低,間隙更小

低阻抗負(fù)載不需要匹配的變壓器

通常比管子更堅(jiān)固(取決于底盤結(jié)構(gòu))

晶體管–缺點(diǎn)


趨于比等效管更高的失真

復(fù)雜的電路和低失真所需的大量負(fù)反饋

由于通常使用的相當(dāng)大的負(fù)反饋,以一種被廣泛認(rèn)為不具有音樂性的方式進(jìn)行尖銳剪裁

器件電容往往隨施加的電壓而變化

關(guān)鍵參數(shù)(如增益和閾值電壓)之間存在較大的單位變化

電荷存儲效應(yīng)增加了信號延遲,這使高頻和反饋放大器的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜

器件參數(shù)隨溫度變化很大,從而使偏置復(fù)雜化并增加了熱失控的可能性

冷卻效率比管道冷卻效率低,因?yàn)樾枰^低的工作溫度才能確??煽啃?/span>

功率MOSFET具有很高的輸入電容,非常適合電壓

B類圖騰柱電路很常見,會導(dǎo)致分頻失真

過載和電壓尖峰的容忍度低于燈管

幾乎所有晶體管功率放大器都具有直接耦合的輸出,即使具有主動保護(hù)功能,也可能損壞揚(yáng)聲器

電容耦合通常需要高價(jià)值的電解電容器,這在音頻極端情況下的性能會較差

由于低壓二極管結(jié)或壓擺率效應(yīng)的整流,引起射頻干擾的可能性更大

維修比較困難;用戶不容易更換設(shè)備

20年后通常無法使用較舊的晶體管和IC,因此更換困難或不可能


經(jīng)常在某寶看到賣晶體管的商家說:這臺功放好有膽機(jī)的味道,這真是怪人說的怪語,要是喜歡膽味又怎么會買你這一臺只是言語上說:很有膽味的晶體管功放呢,而不直接買電子管功放呢?他們的描述才會讓人覺得絕對的不精確。

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