HI-FI END的放大器区别

绝对风景

石机就是晶体管放大的功率放大器；胆机用的是电子管
[img]/qzone/newblog/v5/editor/css/loading.gif[/img]胆石合并机
胆[img]/qzone/newblog/v5/editor/css/loading.gif[/img]机


功放分胆机与石机,先讨论石机.石机最初的功放为甲类功放,这类功放的功放管的工作点选在管子的线性放大区,所以就算在没有信号输入的情况下,管子也有较大的电流流过,且其负载是一个输出变压器,在信号较强时由于电流大,输出变压器容易出现磁饱和而产生失真,另外为了防止管子进入非线性区,此类放大器往往都加有较深度的负反馈,所以这种功放电路效率低,动态范围小,且频响特性较差.对此人们又推出了一种乙类推挽式功率放大器,这类功放电路其功放管工作在乙类状态,即管子的工作点选在微道通状态,两个放大管分别放大信号的正半周和负半周,然后由输出变压器合成输出.所以流过输出变压器的两组线圈电流方向相反,这就大大地减少了输出变压器的磁饱和现象.另外由于管子工作在乙类状态,这样不仅大大的提高了放大器的效率且也大大的提高了放大器的动态范围,使输出功率大大提高.所以这种功放电路曾流行一时.但人们很快发现,此种功电路由于其功放管工作在乙类工作状态,所以存在小信号交越失真的问题,而且电路需使用两个变压器(一个输出变压器,一个输入变压器),由于变压器是感性负载,所以在整个音频段内,负载特性不均衡,相移失真较严重.为此人们又推出了一种称为OTL的功率放大电路.这种电路的形式其实也是一种推挽电路形式,只不过是去掉了两个变压器,用一个电容器和输出负载进行藕合,这样一来大大的改善了功放的频响特性.晶体管构成的功放电路有了质的飞跃,后来人们又改良了此种电路,推出了OCL和BTL电路,这种电路将输出电容也去掉了,放大器与扬声器采取直接藕合方式,直到现在由晶体管组成的功放电路,其结构基本上是OCL电路或BTL电路.OCL电路与OTL电路不同之处是采取了正负电源供电法,从而能将输出电容取消掉.BTL电路是由两个完全独立的功放模块搭建组成,如图C所示.IC1放大输出的信号一部分通过IC2反相输入端,经IC2反相放大输出,负载(扬声器)则接在两放大器输出之间,这样扬声器就获得由IC1和IC2放大相位相差180度的合成信号了. nj`xaMc6
不论是OCL或BTL功放电路,由于其去除了输出变压器和输出电容器,使放大器的频响得到展宽。与扬声器配接方面，当功率放大器连接一个标称阻抗低于其额定负载阻抗的音箱时,理论上将使输出功率增加,但这是有条件的,功放必须有足够小的输出内阻且必须有足够大的电流增益,电源能提供足够大的工作电流,否则不但不失真功率不能增加反而引致放大器性能下降。另一种情形是功率放大器连接一个标称阻抗高于其额定负载阻抗的音箱,这时似乎功率放大器会轻松些,其实也不尽然,如果放大器的电源电压容量不够大,重放时可能未到其额定输出功率就发生电压过载失真。另外扬声器音圈会产生感生电动势,这个感生电动势对扬声器的运动有阻尼作用,放大器的输出阻抗对扬声器所产生的感生电动势有旁路作用,从而能有效地抑制扬声器的感生电动势. g_ J7`GS
综上所述,晶体管功放要得到好的放声效果,就必须要有较低的输出阻抗,较大的电流增益,电源方面要能提供足够大的工作电流和较高的电源电压且瞬态效应好。 `?(&
为了使放大器具有较低的输出阻抗和较大的电流增益,功放的后级我们可用多对功率管并联来实现,并且选取耐压值尽可能高的功放管,使其能适应不同阻抗的负载.不过此举就要增加推动功率了,一台好的功放对电源的要求的苛刻的,为了能提高瞬态响应和提供足够的电流整流管要采用大电流开关型整流二极管(有人称为高速整流二极管),另外滤波电容要采用万μF以上的.由于功放在工作时产生的瞬态电流达10安(视功放机的功率而定)以上,后级的接触电阻和连线电阻均不能忽略,例如:电路存在0.1欧的交流阻抗,那么在10安电流的作用下就在其上产生1伏的交流电压,这个交流电压会藕合到前级,轻则产生交流干扰,重则会使放大器产生自激而损坏功放管.我们曾维修过多台大功率功放机,因整流二极管接触不良或滤波电容虚焊而造成烧坏功率管的.另外,由于大功率的功放机均具较高的增益,所以电源的去藕电路就非常重要,否则很容易产生交流声干扰.一般的功放机均要两级以上的LC滤波电路,且滤波电容的接地点的选取均有讲究.最后就是电源变压器了,现在的功放机其总体效率大概在50%--60%左右,所以所选择的电源变压器的功率的选取应为: 扩音机的最大不失真功率/0.5 例如:一台最大不失真功率为100瓦的功放机其电源变压器的功率应是100/0.5=200瓦.另外为了减少电源内阻和漏感对放大器的干扰,在电源变压器的设计上应尽量减少每伏匝数和选用高磁通率的铁芯.环牛(环形铁芯变压器)就是一种性能较好的变压器. )Fx+fPYm
在这里我还要提一提的是功放机的一个非常重要的参数---动态范围.我们知道现在高档的数字化音源如CD机,DVD机由于采取了高比特率的数字量化,其输出的音源的动态范围达90db以上较传统录音机（40--70db)大.所以,功放机如果没有足够的动态范围与之相配就很容易产生切峰失真（削波效应）,在切峰失真的信号波形中包含了极丰富的功率能量很大的高次谐波成份,它们加入到音箱中,其能量就极可能超过扬声器的承受功率而令其烧坏。所以在功率放大电路中，为了防止放大器进入削波状态，在电路上都加入了负反馈电路。负反馈电路虽然有效地防止了削波的产生，但它也使信号产生线性失真（幅度失真）和非线性失真（相移引起）。半导体器件制造在今天已经有了很大的进步，大动态范围的半导体器件已经问世，在此前提下，人们提出了无负反馈功率放大器的概念，由于不存在负反馈，放大器的保真度将进一步得到了较大的提高。 8<]mz]8O
现在来谈一谈胆机（电子管机）以其音质柔和悦耳而受众多音响爱好者的追捧。它与晶体管不同之处有下面几方面：1、晶体管的电路结构比电子管复杂；2、晶体管的集电极电流基本上不受集-射电压Vce的影响，而电子管的阳极电流和阳极电压基本上符合欧母定律；3、晶体管易受温度的影响，而温度对电子管影响较少；4、晶体管工作在低电压大电流状态，因此对电源的要求高；而电子管工作在高电压小电流状态对电源的要求相对比较低；5、晶体管是电流控制器件，输入输出阻抗低，而电子管是电压控制器件，输入输出阻抗高，因此电子管功放都必须要有一个输出变压器与负载匹配。由于输出变压器的电磁惯性和传输频带（特别是高频段）变窄的原因，音频信号被柔化了，听起来音质柔和（其实这并不是高保真）；6、电子管的过载能力比晶体管强，所以动态范围相对比晶体管高，因而声音听起来比较悦耳“胆”机是电子管机在港台地区的俗称，素以声音阴柔见长，晶体管机则以阳刚著称。晶体管机的长处在于大电流、宽频带，低频控制力、处理大场面时的分析力、层次感和明亮度等要比电子管机优越，但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，尽管声音细节和层次少了些，但那种柔和而稍带模糊的声音却是美丽的。
晶体管放大器的谐波能量的分布，直至十次谐波以上几乎是相等的量，其高次谐波量减少极小。电子管放大器的谐波能量的分布，则是二次谐波最强，三次谐波渐弱，四次谐波更弱，直至消失。可见，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，而晶体管放大器产生的谐波中，奇次谐波份量相当大，这就会引起听感的不适。此外，当放大器处于过载状态，发生削波时，电子管的波形较和缓，而晶体管则是梯形的平顶状，造成声音严重恶化。所以电子管放大器的音色一般比较甜美温暖，特别是中频段更是柔顺悦耳，这也是电子管放大器得以在70年代末东山再起，与晶体管放大器分庭抗礼的原因（当时，初期CD机的声音较冷硬，正需这种放大器作补偿）。但是晶体管也能制成线性度很高的放大器，它具有极高的指标，而且功率场效应管的传输特性极似电子管，制成的放大器失真特性与电子管相似，效率则更高。
电子管的内阻大，晶体管的内阻极小，故电子管放大器的阻尼系数远比晶体管放大器低，对扬声器的控制能力不利。此外，电子管放大器需用高压电源、效率低、热量大、抗震性差、体积大、成本高、瞬态反应慢、低频及高频上段较薄弱、寿命较短等都是它的致命弱点。可见电子管虽有其特有优点，但它比晶体管优秀则是一种误解，更没有必要把它们对立起来。电子管机和晶体管机孰优孰劣是个见仁见智的问题，它们各有所长，也各有所短。但真正性能好的“胆”机价格极其昂贵，远不是一般人士所能承受。当今世界上能雄踞一方的电子管放大器有Jadis、ARC、CT、VTL等品牌
因为电子的传递，在电子管中是在真空中高速飞行，而晶体管是在还有点养分的泥土中走动，到集成电路就只能在干巴巴的贫瘠沙漠中爬行了。
电子管功放的安装步骤
现代电子管功放除了声道分立的高档机型外，大都为合并式的立体声功放。下面即以立体声功放为例，介绍其安装程序。
按照事先设计好的地位，先将各种小零部件装上。如电子管管座、开关、电位器、输入与输出接线端子、插口、接线支架、接地焊片等逐一装好。
电子管灯座在安装时必须认清图示的方向，这样可体质走线距离最近。管脚识别，可将电子管管脚朝向自己方。功放管用瓷八脚灯座时，从中心对正缺口开始，按顺时针方向，分别为1→8号接脚；前级放大与推动管为九脚灯座时，从开档较大处开始，按顺时针方向，分别为1→9号接脚。特殊管座的管脚识别大都是在特定标志下按上述方法别。
左、右声道输出变压器、电源变压器、阻流圈等因较为笨重，在安装焊接各种零件时，底板要四面翻动，容易损伤外表漆皮，故应当在全部阻容元件和接线焊接完毕后，最后再装上。安装电源变压器与输出变压器时，必须在螺丝上加装弹簧垫片，使之不易松动，以防止变压器通电后与底板之间产生振动，从而引起涡流损耗与交流声。
合理的接地方式
电子管功放中的接地走线,对功放机的信噪比与电性能的优劣有重要影响。特别是在增益较高的多级放大器中，其接地走线的布局方式尤为重要。因为功放机中的接地线具有双重作用，既是直流电压与电流供给回路，又是音频信号的通路，其间通过的直流电压电流大小及交流信号的强弱亦不相同。
虽然用万用电表测量功放机内的所有接地回路，其阻值均为0欧，但对交流信号而言，各接地通路之间仍存着电位差。如果采用高频微伏表测量时，其间的电位差可达数微伏以上。在高增益的多级功放机中，如接地走线布局不当，在高增益的输入端如混入数微伏的交流杂波信号，经过多级放大器逐级放大后，将给功放机的信噪比带来极大的影响。
目前比较流行的执着地方式有两种：母线接地方式与单点接地方式。
功放机的母线接地方式是采用直径为1—1.5mm左右的粗裸铀丝或镀银铜丝作为接地母线，在功放机的底板上按照放大器的电子管位置就近顺序排列。一般由输入端子至第一级、再至倒相级、推动放在级、功率放大级，最后至电源变压器的接地端。接地走线的次序切不可前级与后级颠倒。立体声功为我所用接地走线必须左右声道貌岸然来格分开，并各自按照顺序排列。同时必须注意输出端的大电流接地线切不可与输入端小电流接地线直接相通。
单点接地方式一般使用在高增益放大器的输入级，或者当功放机中部分采用电路板时，其接地走线的原则也必须按照功放级的前后级顺序排列，切不可前级与后级颠倒。
单点接地方式所强调的是，每一级的通地必须接在同一接地点上（就是我们常说的“一点接地”），其中该级的栅极电阻、阴极栅负压电阻及旁路电容的通地尤为重要，两者之间不允许再有导线存在。因为导线难免存在电阻，它可能存在的电位差，对高灵敏的放大器来说，等于在放大管阴极与栅极之间串接了一个交流电源，经过逐级放大后，即会产生严重的交流声。
输入端子的屏蔽隔离层接地，也必须在前级放大管的同一接地点通地。外层屏蔽罩壳或输入端了隐瞒壳应试与功放机外壳相通。
单点接地方式与母线接地方式不是绝对分开的，一般可混合使用。如在高灵敏的前级采用单点接地方式，而在功放级、电耕牛满目波级等处可采用母线接地方式。
对于带前置放大级的功放来说，其放大级数可达5—6级。这样在MIC传声器或AUX拾音输入端的灵敏度极高，可高达3—5mV。如果在输入端混入微弱的噪声电平，即使输入端噪音电平仅为0.01mV，被放大至0.1V。这样该功放的信噪比将近50 dB，会给输出信号造成极大的干扰。
而对3—4级的功放来说，其输入灵敏度为0.3—0.5V，如果输入级同样也混入30.01mV的噪声电平，经过较少级数放大后，有用信号被放大了100倍，噪声电平即被放大至1mV。则该项朵的信噪比即达到了80dB。如此，尚可接受。
对高灵敏度的多级放大器来说，由于放大级数多，增益也高，对微弱的噪声信号决不能等闲视之。因此高品质的放大器多采取电路隔离措施。如在一台功放机内，将前级与后级分开，使前级放大与后级放大各成回路，再由芯插头将前后级相连。
此外，对灵敏度较高的MIC传导报输入端，为防止噪声电平干扰，多采用低阻抗、平衡式的输入方式，在输入端还常备有屏蔽式隔离装置，将前级放大予以独立，这样即可有效地减少噪声的干扰。
2、交流电源线的配线方法
功放机内的交流电源走线，特别是大电流的交流灯丝走线，如果布线不当，会造成电磁场向辐射，给放大器带来交流声干扰。
    50Hz交流电的波形为正弦波，当按上负载后，交流走线回路上的电流即随着交流电的周期变化。交流走线中的电流越大，向外辐射的电磁场也越大。如采用单向走线时，其外辐射电磁场将感应到功放机内的其他走线及元件产生严重的感应交流声。
如果说功放机中的交流电源线或交流灯丝走线，采用双股平行走线时，由于平行线这间存在一定的分布电容，虽然可将部分电磁场旁路，但仍不能清除干扰。
如果将功放机中的交流电走线，采用双股线绞合起来，因为绞合的两根交流走线其电流相位相反，能将交流电外辐射电磁场相互抵消，因此能消除外电场的干扰。
3、高压电源的布局
以立体声功放为例，其布线原则是左右声道貌岸然应试严格分开。接地走线置于底板是下层，采用母线拦地方式，左右声道貌的接地线分成两路，并按照放大器前后级顺序排列。交流灯丝走线与交流电源走线均采用双线绞合的方式，以减少外电磁场的辐射。
立体声功放的直流高压高达400V左右，为防止高压外电场的辐射，所以必须采用接线支架，将高压供电线置于各元器件的最上层，即采用所谓的架空接法。高压供电线还要注意尽量避开电子管栅极回路走线，以防止产生感应交流声与啸叫声。
立体声功放的直流高压电源总电流一般约0.4A左右，其静态工作电流与满信号时的工作电流波动较小，故高压滤波电容器的容量也无需要太大，一般采用几十微法至几百微法即能满期足。而晶体管功放则工作于低压大电流状态之下，而且静态与满载时电流波动极大，故必须采用几千至几万微法的滤波电容才能满足要求。
前级滤波电容通常采用100—470UF，可采用电容夹圈或粗铜丝与底板固定。经被釉电阻降压后为次高压电源，专门供前置放大与推动放大级使用，其去耦滤波电容可采用CDZ组合式，容量20—30UF即可，因前级电流仅20—30mA左右。
4、元器件的组装
布线工作结束后，即可开始安装与焊接各级管座上的电阻电容等元器件。自制功放多采用搭棚式焊接方式。搭棚方式可以就近走线，达到合理布线的要求。功放所使用连接线，为了便于识别，一般习惯上直流高压线用红色，屏极连线用黄色或橙色，栅极连线用绿色或蓝色，阴极连线用棕色黑色。
各放大级的栅极电阻、阴极电阻与旁路电容必须在就近处同一段母线上一点接地。栅极电阻由于功耗最小，为防止感应噪声，可采用体积较小的0.5W金属膜色环电阻为最佳。
电子管棚极阻抗很高，灵敏度也较高，所以栅极回路的耦合电容、电阻等元件，不能与高压回路及屏极回路的元件贴近，以防止外辐射电磁场的干扰。同时对有极性的耦合电容在焊接时必须识清，正端接电子管屏极，负端接电子管栅极。接反时会因漏电加大，耐压降低引起屏蔽病。此外，要注意耦合电容的耐压必须在400V以上。
级间耦合电容与功放的靓声有很大关系，可选用介质损耗小、转换速率快的电容，如采用CBB聚丙烯、CB聚苯乙烯、CZN油浸电容、CZ30纸介电容等。如选用WIMA、SOLEN、MKP等音响专用金属化无感电容则更好。
输入管栅极灵敏度很高，相关音量控制电位器的引线又较长，为防止杂波信号的干扰，必须采用金属屏蔽隔离线，其金属编织的外层接地，必须安排在输入管阴极处入地，切勿将接地端接到大电流的输出端子上。