胆机

hjlljh · 发表于 2006-10-29 08:25:00

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众所周知，胆机在９０年代后重新兴盛，完全是依靠变压器技术的突破．胆机的听音效果之所以使人感到温暖、醇厚，主要取决于电子管器件本身的优点：
１．电子管是一种工作在高电压小电流状态的电子器件，其输入阻抗[1]较晶体管大得多，和多种信号源都能达到较佳的阻抗匹配，声音较为舒展自然；由于工作在数百伏的高压下，用它制作的放大器具有电压动态范围大，不易产生削波失真，声场延伸性好的特点。
２．电子管承受过载能力强，即使在使用中不慎输入极强的信号，也不易瞬间击穿短路而损坏电子管，只要外围电路不损坏，其工作状态会自动恢复；在输出过大的情况下，电子管产生的失真递增较缓慢，在听觉上不易察觉，使声场表现不会生硬刺耳，比较细腻温和；另外，相同型号和批号的电子管的特性曲线和参数的一致性较好，即使发生损坏，互换也非常方便。
３．电子管在正常工作状态时温度特性很稳定，因此其放大电路也远比晶体管电路简单，符合简洁至上的原则，一些经典胆机电路均采用人工搭棚制作，现代优质的阻容器件加上名胆的独特音色，使得这类胆机具有难以抗拒的魅力。
４．由于胆机通过输出变压器和扬声器相连，输出变压器可以看成一个电感线圈，在输出变压器阻抗端选择正确时，和喇叭的音圈（也等效为一个电感线圈）容易达到较佳的信号耦合，即使**的喇叭也能得到较丰满的声音，因此，一些效率很低晶体管机难以驱动的小型书架箱用胆机推动却十分靓声。
在港台的发烧友里，大多数胆机爱家都是玩进口胆机，这些胆机的价格动辄数万数十万元，因此在港台的不少有经济实力的发烧友眼里，玩胆机也被称为上一个奢侈的爱好。这是因为在香港和国外人工费是相当昂贵的，对于胆机这种需要人工逐台制作矫正音色的产品来说，其耗时费力，价格自然高得惊人；在国内，人工费用远低于国外的情况下，胆机的价格可以稍稍降低下来，让我们广大的国内发烧友有机会欣赏到。

[1]输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。因此，我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题。）。由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U×[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。
[2]无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。本来，对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大。输出阻抗在电路设计最特别需要注意。现实中的电压源，则做不到这一点。我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）的内阻了。当这个电压源给负载供电时，就会有电流I从这个负载上流过，并在这个电阻上产生I×r的电压降。这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”）。同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大，但实际的电路是不可能的。输出阻抗是在出口处测得的阻抗。阻抗越小，驱动更大负载的能力就越高。
[3]阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)=U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{ [(R-r)2/R] + 4×r }。对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R]，当R=r时，[(R-r)2/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变（是对于最大输出功率而言的），就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R；如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。

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