音響技術 “膽”機與“膽”味

      

　　隨著聲頻放大器的晶體管化，性能指標雖然非常高，但音響愛好者卻對其音質并不滿意，鑒于電子管放大器的音色一般比較甜美溫暖， 特別是中頻段更柔順悅耳，所以電子管放大器得以在70年代末東山再起，與晶體管放大器分庭抗禮。加上早期激光唱機的聲音較冷硬，正需要這種放大器作補償，于是人們開始尋覓五六十年代的經典電子管放大器設計，并成再度熱門。

　　電子管放大器在港臺地區又稱“膽”機，晶體管放大器在港臺地區又稱“石”機，由于晶體管和電子管傳輸特性的不同，造成兩種放大器的聲音有一定差異。晶體管功率放大器的長處在于大電流、寬頻帶，低頻控制力，處理大場面時的分析力、層次感和明亮度要比電子管功率放大器優越，但電子管功率放大器的高音較平滑，有足夠的空氣感，具有一種相當部分人所喜歡的聲染色，甜美潤厚，盡管聲音細節和層次少了些，但那種柔和的聲音卻是美麗的。

　　電子管功率放大器的諧波能量分布，是 2次諧波最強，3次諧波漸弱，4次諧波更弱，直至消失。晶體管功率放大器的諧波能量分布，則直至10次諧波以上幾乎是相等的量，其高次諧波量減少極小?？梢?，電子管功率放大器引起的主要是偶次的 2次諧波，這種諧波成分非常討人喜歡，恰如添加了豐富的泛音，美化了聲音。而晶體管功率放大器產生的諧波中，多次諧波分量相當大，這就會引起聽覺的不適。而且當放大器處于過激勵而進入過載狀態時，晶體管放大器的諧波失真和互調失真會急劇增大，波形被削成梯形的平頂狀，聲音嚴重劣化，而電子管放大器則比較平緩，只是波形頭部變圓或略呈彎曲，聲音雖失真，但還能接受。

　　電子管功率放大器的負載阻抗—輸出功率特性與晶體管功率放大器不同。三極電子管輸出有一個最大輸出阻抗值，大于或小于此值都會使輸出功率減小，多極電子管輸出在一定范圍內，隨著阻抗值增大輸出功率也增大。晶體管單端推挽輸出則隨著負載阻抗值的增大，輸出功率相應減小。鑒于作為負載的揚聲器阻抗，是隨著頻率的不同而變化，所以在相同條件下，電子管功率放大器的低音和高音重放聲壓級要比晶體管功率放大器為高。

　　此外，由于晶體管放大器比電子管放大器的過載性能差，所以同功率或同電平等級的晶體管放大器比電子管放大器要求有更多的功率儲備量。如電子管放大器的最大輸出功率是其平均使用功率的3倍以上，而晶體管放大器就要求在10倍以上。

　　電子管功率放大器輸出端的輸出變壓器，由于鐵心的磁滯作用，會降低放大器的瞬態響應特性，丟失部分聲音細節，但它使重放聲變得比較“甜美溫暖”。晶體管功率放大器輸出端沒有電抗性元件。電子管的內阻大，晶體管的內阻極小，故電子管功率放大器的阻尼系數遠比晶體管功率放大器為小對揚聲器機械運動系統的控制能力較差，對低音表現不利。此外，電子管放大器需用高壓電源、效率低、熱量大、抗震性差、體積大、成本高、低頻及高頻上段較薄弱等都是它的弱點。不過電子管放大器有一個獨特的好處，就是換插不同牌號或不同時期生產的電子管，會有不同的音色表現，可盡享玩“膽”之樂趣。

　　“膽”味是電子管放大器特有的一種音色，那種甜甜的、平滑而泛音豐富的聲音，聽起來非常悅耳。這種音色是因為一定量的 2次諧波造成的修飾，由于大多數電子管放大器難以利用適當的負反饋提供良好的線性，加上輸出變壓器鐵心的磁滯作用降低了瞬態響應，遂提供了這種 2次諧波造就的泛音。實質上是電子管改變了原來音樂的色調，但老式電子管放大器雖溫暖柔和，但稍現朦朧的聲音，難免有些軟綿綿，現代電子管放大器則都有較高透明度、良好的聲場、較少的電子管聲染色。

　　電子管放大器的通病是有味無力，“膽”味不足，聲音粗糙。好的電子管放大器具有醇厚的“膽”味，明快的速度以及寬闊的頻響。電子管放大器以其微妙的“膽”味，充分體現了電子管的魅力，使不少音響愛好者為之癡迷、傾倒，并引發出“膽”“石”之爭，歷數十年而不息。自己動手制作電子管放大器，尋求斯中的韻味奧秘，更是音響發燒之最大樂趣所在。

　　換管調聲須知

　　每個把玩電子管放大器的音響愛好者都知道，電子管具有個性，換用不同廠牌或者同廠不同時期的同型號電子管，會有不同的音色表現，有時其差異可以很大，所以有人以換管調聲，實行升級，可謂其樂融融！

　　不同廠家制造的同一型號電子管，盡管他們的技術參數都一樣，但由于電極機械加工尺寸和陰極化學性能都有著微小差異，加上電極材料或制造時處理的不同，使他們在放大聲頻信號時的各種諧波并不一致，從而產生出有差異的音色，也造就了他們的不同個性。同一廠家在不同時期制造的電子管，由于生產工藝的變化，同樣也會有不同的音色表現。

　　換管調聲對放大器音色的改變，并無太多規律可循，須經試驗才能確定。但一般前級電子管常在放大器的高頻延伸、細致順滑感方面產生變化，對分析力、透明度、生動感影響較大；一般后級電子管常在放大器的動態范圍、質感、控制力方面產生影響，對力度、速度感影響較大。鑒于歐美優質電子管制造廠已停止生產幾十年，雖仍有庫存，但已不可能批量供應給電子管放大器制造廠使用，各廠只能使用等級較一般的電子管作配套，這種隨機電子管雖能保證穩定的工作，但并不能保證聲音最好，也就給愛好者留下了較大的換管調聲空間。

　　換管調聲對不同放大器會有不同的敏感度，有的音色變化較大，有的音色變化較小，這是由于不同放大器中電子管實際運用時工作狀態的不同（如工作電壓、工作電流），外圍元件性能的不同（如耦合電容器），以及采用電路的不同等因素所致。

　　有不少電子管的早年產品要比后期產品的音色好，但某些年代較早的電子管，是開發早期產品，其某些特性參數常低于后期生產的同型管。如40年代生產的 6V6GT、50年代末生產的KT88等功率放大電子管的最大屏極電壓，最大屏極耗散功率都比后期生產的要低，又如40年代生產的5Y3GT及5U4G等整流電子管的峯值屏極電流較后期生產的為小。故而如若設備原是按后期管的最大參數設計，在換用功率電子管時，就要考慮是否超過極限值，以免損壞或縮短電子管壽命。不同外形尺寸的同型功率電子管，也有不同的音色表現。如 6L6（φ33×95mm金屬管）、6L6G（φ52×116mm瓶形玻殼管）、6L6GA（φ46×98mm瓶形玻殼管）、6L6GB／GC（φ40×94mm筒形玻殼管）、5881（φ37×74mm筒形玻殼管）等。換用這類電子管時，必須注意他們之間外形尺寸的差異是否有不良影響，除外形較大的電子管在空間有限時不能安裝外，特別要關注功率放大電子管和整流電子管的通風散熱不能因空間限制而受到影響。著名廠牌電子管常有其特有的聲音特點，但并非某一個品牌所有型號電子管用在音響設備中都能有同樣的上好表現，所以對品牌選擇決不能簡單地一概而論。不同放大器的最佳適配電子管品牌并無定規，不同品牌電子管搭配使用，?？善鸹パa作用而獲出人意料之效果。軍用、工業用、通信及特殊用途電子管，都屬特殊品質電子管范疇，他們與普通接收電子管（應用在電視機、收音機等消費類產品）相比，雖具有壽命長、一致性好、長期工作特性穩定、耐沖擊和振動等特點。但特殊品質電子管與普通電子管互換時，由于電氣特性基本一致，通常對音色并無特別之處。

　　改進管和原型管一般僅在最大電極電壓及最大電極耗散功率等方面作提高，基本參數不變，外形尺寸可能不一樣，改進管和原型管在換用時必須注意到這些問題。

　　使用于前置放大器的前級電子管，若螺旋形加熱絲露出陰極管者，噪聲較大，同型號管熱絲露出少者噪聲更小。電子管工作時輕扣管殼，應不發生“噹噹”樣噪聲。

　　換管調聲時，必須將放大器充分預熱，使其進入最佳工作狀態，并反復比較試聽。對一些長期庫存的電子管，重新使用的預熱時間最好長一些。全新的電子管必須先煲一定時間（通常在數十小時以上），才會進入穩定的狀態。

　　在選用電子管時，外觀及管腳應無缺陷，全新小型電子管的管腳應是筆直的，外力只會造成傾斜，不會彎曲，使用過的舊管，所有管腳由于長期插在管座而致中間同一部位都有個向內彎曲點。使用較長時間的玻殼舊管，會在陰極相對的頂端玻殼上出現一個鏡面斑，越舊則斑越大，小型管則整個玻殼的透明度會降低發灰，猶如用舊的電燈泡般，甚至出現鏡面斑。若電子管玻殼頂部或側底部銀白色或棕黑色吸氣劑是暗白色，表示該管已漏氣失效。

　　真實聲音重現的條件

　　人的聽覺系統對聲音的感受具有一定特性，在高保真重放技術中需要考慮。響的聲音在較寬的頻率范圍內，聽起來都具有很好的保真度，音量減小時，人耳對高音和低音有衰減，對中音則仍有成比例的響度。正常的聽覺系統具有方向性。人耳的聽覺響度隨聲強的變化并不線性，而是接近對數式。

　　聲音是由聽覺器官隨著心理的作用感覺到的結果，所以用一般物理量來測量非常困難，而必須依據聽覺感受加相關物理數據來決定，為了得到聲音的真實重現，對聲頻放大器就要滿足一定技術條件。

　?、倨教沟念l率特性：聲音的頻率范圍是 16～20000Hz，聽覺好的人通常能聽到30～16000Hz間，老年人則通常在50～10000Hz間，高保真放大器的頻率特性，至少應能在32～18000Hz范圍內，增益變化不超過±2dB，因為該頻段復蓋了音樂和語言的全部頻率。對頻率特性最重要的是不能在某些頻率上出現尖峰，整個頻率范圍內要平坦無起伏。

　　人耳可分辨的頻率響應不平坦度，因人、因節目內容而異，大多數人對同一節目的頻率響應變化如小于2～4dB就不易覺察。高保真放大器在所需的頻率范圍，其頻率特性變化以不超過±ldB（以1000Hz為基準）為好。

　　負反饋能改善頻率特性，使它更寬闊、更平坦，好的放大器在額定輸出時，仍有良好的頻率特性。不標明平坦度的頻率響應特性是無意義的。

　　頻率特性與音質密切相關，功率放大器實際使用狀態下的頻率范圍可用功率帶寬（PWB）表征，它是功率放大器在失真度一定時，額定輸出功率降低一半（-3dB）時的高頻上限和低頻下限范圍，在功率帶寬范圍內，所有頻率的失真度均低于中間頻率（1kHz）。

　?、谛〉氖д娑龋悍糯笃鞯姆蔷€性不僅使信號波形混亂，產生很多諧波，還會在同時存在很多頻率時產生互調作用，諧波失真的各高次諧波的含有量，即總諧波失真（THD），是衡量放大器非線性失真量的標準。諧波失真不允許大于10％，因人耳對音樂節目的 2次及3次諧波失真分別在5.2％及4.4％時就能覺察，而語言節目則分別為9.6％及2.l％時可覺察。一般電子管放大器以小于1％的總諧波失真系數作為低失真的界限。晶體管放大器的總諧波失真大多低于0.1％。

　　存在非線性失真時，信號中高頻率信號會被低頻率信號所調制，產生兩頻率和及差的信號，這就是互調失真（ IMD），它與原信號無諧波關系，若能減小諧波失真，互調失真就能消除，互調失真與音質有較大關系，一般與總諧波失真接近。

　　另外，信號在通過放大器時，不同頻率分量相互間的時間關系不對所形成的失真，稱為相位失真。相位失真會降低聲像定位準確性和使放大器不穩定。放大器對瞬間變化信號的跟隨能力，即是它的瞬態響應，瞬態響應可用轉換速度（SR）表征，它是放大器輸出電壓對時間的變化率，即放大器對瞬間變化信號的跟隨能力，單位V／μs，轉換速率越高，瞬態響應越好，處理猝發脈沖信號能力越好，高頻響應越好，聲音的清晰度和層次感越好，重現細節越多。為了實現高保真，放大器的轉換速率應大于 10V／μs反映瞬態失真的還有瞬態互調失真（TIM），這兩種瞬態失真都和各個聲頻電路的響應時間有關，強負反饋環造成的信號延遲也會引起瞬態失真。瞬態特性可用低頻及高頻方波對放大器進行測試。

　　好的放大器直至最大輸出，其非線性失真仍然極小，而且相位漂移小，瞬態響應好。

　?、鄣偷妮敵鲎杩梗弘娮庸芄β史糯笃鞫加幸粋€固定的負載阻抗，其輸出阻抗由它的阻尼系數表征，輸出阻抗越小則阻尼系數越大。功率放大器輸出阻抗越小，其阻尼系數越大。功率放大器阻尼系數越大，對揚聲器機械運動系統的阻尼作用越好，低音的清晰度越好，層次感和力度越好。通常希望多極管輸出時阻尼系數大于1，一般認為放大器要大于4才能滿意，若阻尼系數在10以上，放大器對大部分音箱的低音重放的影響已可忽略。

　?、芰己玫男旁氡龋悍糯笃饔性肼晻r，弱音將被掩蓋而使聲音不悅耳，還會與聲音信號產生互調，降低聲音清晰度。高保真放大器的信號對噪聲之比應大于60dB，好的放大器應在80dB以上。

　?、葑銐虻妮敵龉β剩弘m不能要求功率放大器的輸出功率越大越好，但考慮到音質還是以大小適當為宜。音樂廳適當位置聽交響樂團演奏的最大聲壓約為100dB，一般認為家庭音樂欣賞的平均聲壓為75dB，為此必須要使聽音點（距離音箱2m位置）的平均聲壓在75dB左右，重放音樂的峰值因數取15dB，峰值聲壓為90dB，喜歡大音量的人，則要達到100dB。一般情況下家庭聆聽音樂用1～2W平均電功率就能得到足夠的音量，考慮到功率儲備量，在大多數情況下電子管功率放大器取10～15W是合適的，較大房間和使用靈敏度較低的音箱時，放大器要具有35W以上的功率。

　　低音（150Hz以下）是基礎，要豐滿深沉，中低音（150～500Hz）是力度，要渾厚有力，中高音（500～5000Hz）是亮度，要明亮透徹，高音（5000Hz以上）是色彩，要纖細潔凈。低音段含能量大，對音量影響較大，如缺少會使放聲單薄，高音段含能量小，對音量影響不大，但對音色影響極大，如缺少會使放聲特征喪失，高音或低音不良時，音樂的均衡感就將被破壞，使保真度降低。過度的分析力，過多的細節，會掩蓋作為欣賞主體的音樂，破壞平衡度。

　　重放某些已知其音質的語言或音樂節目，是判斷音響系統重放聲音質量的重要依據。聽音時特別要加以確認的重點為：①音樂有無能量充沛感；②是否給聲音附加了色彩：③信噪比是否良好；④動態范圍是否能很寬。

　　

　　摘自　　 作者：唐道濟 著名音響器材評論家、作家