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9月 29, 2021

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今天就搞懂擴大機原理--揚聲器最強大的後盾(二)

復古真空管 預熱再聽歌 

 

先前就有預告過今天要介紹管機VS晶體機,已經忘記的朋友可以回去複習一下:今天就搞懂擴大機原理--揚聲器最強大的後盾(一);現代使用於揚聲器的擴大機元件不是真空管就是電晶體,簡述兩者的差異,真空管的優勢在於極佳的線性(也就是原音重現的表現較好);電晶體的優勢在於擁有很大的放大倍率、輸出功率高、壽命長,以及較低的雜訊(也就是耐操又可以很大聲)。以下再進一步分析兩者的工作特性。

真空管是一種電子元件,在電路中控制電子的流動,因為參與工作的電極被封在一個真空的容器之內,因此被稱為「真空管」。在20世紀中期前,基本上所有的電子器材,舉凡電視、收音機、揚聲器、無線電、雷達、早期的電腦、電子設備等,都是使用真空管製作而成的。但因為真空管需要一段時間加熱,等待陰極放射出電子才能運作,所以使用真空管的電器必須預熱,才能正常工作。一般的真空管通常使用1,000至3,000小時之後就需要更換。無論任何時間,只要開機後,計時器便開始計算。因為這個壽命極限,促使許多玩家在不聽的時候就會關掉機器,藉以延長管子的壽命,但由於電子線路無法馬上展現出最佳聲音,往往得等到開機半小時以上才能完全發揮功率,因此真空管可說是一種需要帶著優雅態度賞玩的機器。此外,因為一般高級的真空管多半是由手工完成,所以不論生產製程上如何管控,二支編號一樣的真空管在儀器上測試的數值一定會有些許不同,誤差值從±1%到±10%,甚至更大的情況皆有可能發生,價位也就有所不同。真空管在沒有配對的狀況下,容易發生音場偏向的問題,越靈敏的系統越會發生這種狀況。

 

歷史的開端:優雅的真空管(VacuumTube)

而更換真空管的價格帶也很大,從10美元到100美元(約台幣300元至3,000元);甚至有些玩家會額外付費購買配對的真空管,以求得同樣的增益(放大的量),確保一個聲道的聲音,不會高於另一個聲道。不過,這個充滿歷史性的元件,由於體積稍大、占空間、功能低且容易燒毀等缺點,也激發了後續擴大機研發者尋找真空管替代品原動力。

自然界的物質依照其導電性可區分為三類:導體、半導體、絕緣體。電晶體屬於半導體的一種,是由矽或鍺為主要原料所組成的物質。

 

跨世紀的發明:萬用的電晶體(Transistor)

電晶體被認為是20世紀最偉大發明之一,是所有現代電器裡面最重要的元件,它可以被大規模製造、生產,成本低廉、品質優良、熱度低、輸出效率高等優點,促使所有電子儀器都改用電晶體作為主要組成元件。在音響設備的世界中,早期主要使用的真空管也在電晶體的出現後,逐漸被市場遺忘,不過近幾年管機有捲土重來的趨勢。 

在擴大機的製造上,電晶體主要的功能為「放大」信號與「開關」電壓。以收音機為例子,將空中所接收到極微弱的類比訊號放大後,驅動揚聲器進行發聲,便是電晶體的「放大」作用,它可以不用改變輸入訊號的波形,只會將電壓跟電流值放大。而在電腦中,也有電晶體的存在,電腦所使用的數位訊號,電晶體則發揮「開關」的作用,在0(低電壓)與1(高電壓)之間進行切換。 

 

了解「管機」與「晶體機」的差別之後,預告一下,下一次第一個要介紹的是前級VS後級VS綜擴,敬請期待! 

 

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音響入門誌 Soundbody
音響入門誌 Soundbody

作者

德川音箱為減少消費者盲目摸索的過程,提供音響入門者的科普知識與音響設備資訊整合,所規畫的一系列音響入門雜誌。每期都結合了專業嚴謹的音響科學小知識與富含童趣感的音響玩具。一套共三集,分別是揚聲器、藍牙擴大機、DAC耳機擴大機,內容循序漸進,淺顯易讀,幫助您更輕鬆地進入音響世界。


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