近年来各种电子管机以它独特的韵味与柔顺温暖的音色被誉为音响界的新贵族,也成为广大音响爱好者们追求的热点。对于年轻一代的音响爱好者来说,对电子管机发展的经历了解甚少,如果追溯到电子管机的发展概况确实有一段曲折而有趣历程。
电子管机的主要部件是电子管,它的历史要追溯到1883年,美国大发明家爱迪生。他发现金属和某些金属氧化物在真空管中被加热以后,会产生奇妙的发射电子的现象,人们将此发现称为“爱迪生效应”。
到了1904年,英国科学家弗莱明根据爱迪生效应在一只真空玻璃外壳的白炽灯内,加入了一块金属板,当灯丝点燃以后,即获得从金属板流向灯丝的单方向流动的电流,这个新发现的灯泡可将不断变化的交流电变为单向的直流电,
这样世界上第一只真空二极电子管就诞生了。
1906年,美国无线电工程师福雷斯特又在二极管的基础上,在发射电子的灯丝与金属板阳极之间加入了一个栅网形状的栅极,并发现它有对电子流的控制作用,利用控制栅极上的电位变化,即可控制灯丝阴极电子发射。当在栅极上加上微小的信号电压后,即能引起阳极电流的很大变化,这样即制成了世界上第一只具有放大作用的真空三极电子管。
1912~1920年之间,美国WE西电公司(Western ElectrIC)开始研制出世界上具有实用性的球形电子三极管,其中有101、102、104D、205D系列三极电子管,现代发烧友称之为“洋葱头”式电子管。
到了1924年,美国RCA无线电公司(Radio Corporation of AmerICa)研制出放大效率较高的三极真空电子管,其中有VT-25、45、50、62、252A等系列三极电子管,并将球形管的外形改为茄形管,这些效率较高的电子管在第一次世界大战中的电话机中得到了应用。如今,这些古典管已在现代最豪华的胆机上崭露头角。
1930年,美国西电公司开始研制新型功率电子管,并将电子管的外形由古典的球形管与茄形管,改成了具有流线型式的玻璃管。
在试制过程中按编号排列为250~300系列,灯丝电压为2.5V~5V,灯丝电流有1A、1.2A、1.4A等几种,电子管的功耗有6W、8W、10W、12W等多种档次,并根据使用寿命长短进行测试,最后按照西电公司WE技术鉴定数据以250~300编号中,选定了最佳品300B定型。
WE300B直热式三极功率电子管问世至今已经有70多年的历史,由于该电子管内部结构设计合理,管耗适中,内阻较低,放大线性极佳,使用寿命长,故采用该管制成的现代各种高保真功放,其音质细腻,清澈通透,深受各国音响界人士的钟爱。
1933年以后,世界各国在直热式三极电子管的基础上,又开始研制旁热式的多极电子管,即在原始的直热式钨丝上涂覆上一层钍、钡等金属氧化物的阴极,灯丝加热后由阴极来发射电子,即组成了旁热式电子管。
旁热式电子管的效率大为提高,一般可达到70~100mA/W,而且发射温度降低,使用寿命长,但发射稳定性不如直热式电子管。
三极电子管的效率低,主要由于内阻低,放大倍数小,需要的栅极推动电压较高等,所以对三极管改进以提高效率成为了一个课题。后
来发现,在三极管中加入一个帘栅极,并将它接在高电压下,即组成了一只四极电子管,但由于四极电子管内部存在二次电子发射,实用性较差。
为了消除二次电子的发射,后来进一步研制出具有实用型的束射四极管,采用束射屏电子聚集的方法,以较大的电流强度来抑制二次电子,形成比较完善的束射四极管。
在四极管的帘栅极与屏极之间加入第五个电极,即绕得比较稀疏的抑制栅极,通常与阴极相连,这样可更有效地防止二次电子的形成,即制成了五极电子管。
束射四极管与五极电子管共同得益于帘栅极的隔离作用,其特点是内阻高,放大倍数也高,极间电容小,比三极管容易推动,在同样功耗下,其输出功率可达三极管的三倍。而存在的主要问题是输出特性曲线不好,失真主要以奇次谐波为主,故现代胆机使用该管时较少采用标准接法,而改进为超线性接法与三极管接法,使放大线性趋于理想。
直热式三极电子管虽然放大线性好,工作稳定性也好,但输出功率不足,故在1940年以后世界各国为了提高电子管的效率,进一步研制出高功率电子管,这些电子管的屏极电压一般升高至1000V以上,为了有利于散热,体积一般均比较庞大,比用于电压放大的花生管大好多倍,目前常用的高功率电子管有211、212、572、805、811、813、845等。
上世纪50年代是电子管发展的鼎盛时期,各种电子管机层出不穷,如威廉逊、超线性、麦景图、Altec、Dynaco
、Marantz、Quad、Sherwood、Telefunken等各种电子管机,其中许多经典电路已成为历史的里程碑,至今许多电子管功放仍采用这些经典电路。
上世纪60年代是晶体管的江山,晶体管以体积小、重量轻、耗电省等特点,很快地取代了各种电子管机,由于晶体管的迅速崛起,使电子管机一落千丈,直到几乎被人们所遗忘。
到了上世纪80年代以后,音响领域内人们不再考虑体积与耗电等因素,而注重音色与音响效果,电子管放大器又以它独特的魅力重返江湖,由旧爱变成了新宠。
近年来人们对放大器的品质提出了更高的要求,由于晶体管功放工作于低电压、大电流状态之下,在导通与截止的瞬间产生脉冲尖峰,包含有许多高次谐波,同时还有瞬态互调失真,表现为生硬刺耳的晶体管声,而电子管功放则工作于高电压、小电流状态之下,有着极佳的物理特性,其放大作用是在真空管内部进行的,以阴极发射电子以600Km/Sec的惊人速度飞向阴极。而晶体管内部是由电子与空穴来运载电荷的,其电导速度较低,加上极间电容大,漏电性能差,从物理特性上无法与电子管相媲美。
目前世界各国又兴起了电子管机的热潮,生产电子管的厂商日益增多,其中比较著名的有WE、GE、RCA、Sylvania等美国公司,它们出品的主要电子管有6L6、6CAT、1625、5881、6550等。
还有Philips、Telefuken、Siemens、Sovtek、Mullard、Valvo、Ultron等欧洲公司生产的电子管,其中主要有:KT66、KT88、KT100、EL34、EL37、EL156等。
我国从上世纪四五十年代也开始试制各种电子管,品种也日益增多,现已成为世界上生产电子管的大国。目前国内生产电子管的厂家很多,如:长沙的曙光、桂林的桂光、天津、北京、上海、南京、成都等地均有电子管厂,生产的型号也比较广泛,如6L6、6P3P、6P14、2A3、300B、805、807、811、211、845等。
在数码音源兴起的今天,音响爱好者对音质与音色的要求更高,其中单端A类电子管功放含有丰富的偶次谐波,对刺耳的数码声能起到润色与柔化的作用,能使音色变得温顺柔和,音乐韵味浓郁,使人百听不厌,这也是电子管功放重出江湖的独特原因所在,可以这样说:电子管机已成为现代音响界中的新贵族。
