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電子管音頻設備音色揭秘

文字:[大][中][小] 發布時間:2013-11-22  瀏覽次數:4468

  電子管音頻放大器又被稱為“膽機”。近兩年,“膽”的概念逐漸被引入pc多媒體音頻領域,不少電腦音頻玩家僅知道電子管音頻放大器的聽感溫暖、醇厚,卻不了解這種誕生于一個世紀前的古老電子元器件,當被用于音頻設備時為何會顯現特殊效果。因此,本文將針對此問題進行深入探討。
  電子管器件又名真空管器件(以下簡稱電子管),誕生于1904年。直至現在,電子管還在某些領域保持著其特有的利用價值,尤其是在傳統音響領域的音頻放大器中,電子管仍大量被使用。而且它的許多特性是晶體管所無法比擬的。如果僅從電子技術的角度來看,我們能從電子管和晶體管的對比中發現不同之處。本頁下方特別標注的,就是它們與音頻放大器有關的幾方面。
  僅以這幾個特點,我們很難想象為什么電子管會適合于音頻設備,而且能讓人在聽音時感到柔和、溫暖、醇厚。所以,還須聯系以下幾個相關知識點進行理解。
  1、音色
  音色即聲音的特點,由聲音波形的諧波頻譜和包絡決定。聲音波形的基頻所產生的聽得最清楚的聲音稱為基音,各次諧波的微小振動所產生的聲音稱泛音。而在泛音當中,唯有二次、三次諧波產生的泛音強度相對最大,直接影響到聽覺感受。人耳對于偶次諧波是歡迎的,基音的偶次諧波越多,表現出的聽覺感受就越“柔和、溫暖、醇厚”,就是人們常說的“討好耳朵”或者“聽感好”;而對于奇次諧波來說,人耳則很排斥,基音的奇次諧波成分越多,表現的聽覺感受越“刺耳、生硬”,即我們常說的不耐聽。電子管所具有的特性,恰恰能迎合人耳的喜好,對聲音進行許多修飾。因此,我們會更喜歡電子管音頻放大器的聲音,這就是俗稱的“膽味”。
  2、人耳感知力
  對于聲音波形的不同包絡,人耳的感知能力也不同。人耳感知的能力隨著包絡的變化性增強而增強。簡而言之,就是人耳對于曲線的聲音波形感知能力超過直線的聲音波形。而上面我們講到的電子管過載失真時,產生的是曲線的波形,而晶體管產生的是直線的削波。這樣,人耳就能感知更多的電子管的聲音信息,細節也就變得豐富起來。
  3、兩種放大器的主要區別
  晶體管(包括分立器件電路和集成電路)功放的電聲技術指標(主要是靜態指標)已經明顯超過電子管功放,但事實上晶體管功放的音質卻不如電子管,總覺得聲音硬一些,特別是高頻發刺、發燥,其中存在著一種“晶體管聲”或“金屬聲”。這是數十年來音頻領域長期爭議的問題,現在已基本澄清。
  電子管功放與晶體管功放所需的功率儲備很不相同,后者需要很大的儲備功率量。電子管的過載曲線比較平緩,而晶體管功放在過載點后非線性畸變迅猛增加,而對信號產生嚴重削波。換言之,對同等功率的功放而言,電子管功放可以保證回放的音質,而晶體管功放的音質相比之下就顯得較差了。
  另外,晶體管功放的開環增益量往往很大,開環指標往往不如電子管功放。而它的優良的電聲指標是依靠施加了很大的負反饋達到的,為了抑制寄生振蕩,晶體管功放中往往采用滯后補償。這使得晶體管功放存在著發生明顯瞬態互調畸變的機會,造成音質變壞。
  4、聲音的軟與硬
  電子管放大器的核心部件是電子管,電子管放大是通過控制柵極上的電壓變化從而改變由陰極到陽極上電子束大小而實現的,我們可以改變電子管的陽極電壓對電子束“加速”或“減速”,在外加電場不斷變化的作用下,電子束大量電子的頻繁碰撞增加了運動的復雜性,某一信號在某一時刻作用下脫離陰極的電子束,當到達陽極時速度和其濃度已非原樣,而且在柵極信號電壓作用下,電子束到達陽極時一致性變差,最終表現為換能速度慢,聽覺上表現為一種“軟”態。而晶體管放大器就不同,晶體管的放大是通過基極控制由發射極到集電極的載流子量來實現放大的,相對電子管來說由發射極到集電極的載流子是基本不需要“渡越時間”的,集電極電壓也是影響不了載流子的速度的(晶體管的恒流特性),這一點可以從電子管和晶體管的特性曲線上一目了然地看出,同時,由發射極到集電極“漏掉”的載流子也是極少的,聲音在聽覺上不會有“軟化、柔和”的表現。
  總結
  通過上述分析,電子管音頻設備音色溫暖、醇厚的原因已完全展現在您面前。電子管多媒體音頻設備具有平滑波性的特性,可以降低多媒體聲卡的數碼味,使聲音順滑;而且中頻表現突出,在播放人聲、室內小品樂曲時,具有晶體管(或集成電路)組成的多媒體設備無法比擬的感染力;不過,播放大動態的交響樂、打擊樂,或現代搖滾樂就不是電子管音頻設備的強項了。

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