电子管放大器
电子管放大器{:soso_e100:}电子管的话筒前置放大器往往可以得到更丰富更有质感的声音,所以很多高品质录音都采用电子管的话筒前置放大器。
那电子管是如何美化声音的呢?下面是一个简单的说明。
电子管放大器的谐波能量的分布,二次谐波最强,三次谐波渐弱,四次谐波更弱,直至消失。
晶体管放大器的谐波能量的分布,直至十次谐波以上几乎是相等的量,其高次谐波量减少极小。
可见,电子管放大器引起的主要是偶数的二次谐波,这种谐波成份非常讨人喜欢,恰如添加了丰富的泛音,美化了声音,而晶体管放大器产生的谐波中,奇次谐波份量相当大,这就会引起听感的不适。
此外,当放大器处于过载状态,发生削波时,电子管的波形较和缓,而晶体管则是梯形的平顶状,造成声音严重恶化。所以电子管放大器的音色一般比较甜美温暖,特别是中频段更是柔顺悦耳。
胆机常用电子管
12A6 12AQ5 12SC7 12SN7 4683 6550 6M5 6N6
6N7 6P6P 6P9 6U6 6V5 FU-7 6M6 EL30L
EL34 5932 6005 6067 6V6 7025 7534 ECC40
5930 5932 5963 5AQ4 5AQ5 5AR4 5AR5 5AU4
5AZ4 6AQ5 6JC6 6JM6 KT33C KT61 KT63 N397
N729 PP6BS 电子管管脚的识别
电子管的管脚数有4、5、6、7、8、9、11、12、14、20、25个等,但一般常用的大多是4、7、8、9脚管。其中7、9脚管又有大、小之分。管脚的编号是将电子管反转过来,管脚朝上,从最大缺口(小型管)或管钥凸起部分(8脚管)的左边第一个管脚数起,按顺时针方向,依次为1、2、3、4、……,(如图示)如果是管脚粗细不一样的电子管,就从粗管脚左边沿圆周按顺序时针方向数起,两只粗管脚是专接灯丝用的,其他七脚管的3、4脚接灯丝,九脚管4、5脚接灯丝。
绝大部分类型的电子管都有与之配套的专用插座,插孔数与管脚数一般是一致的,不过四脚管也能用八极管的插座。插座的中间有一个接地用的管座隔离芯,使用中一般都要接地,以减少工业干扰和交流声。
电子管的基本参数:
1.灯丝电压:V; 2.灯丝电流:mA; 3.阳极电压:V; 4.阳极电流:mA; 5.栅极电压:V; 6.栅极电流:mA; 7.阴极接入电阻:Ω; 8.输出功率:W; 9.跨导:mA/v; 10.内阻: kΩ。
几个常用值的计算:
放大因数 μ=阳极电压Uak/栅极电压Ugk
表示在维持阳极电流不变的情况下,阳极电压与栅极电压的比值。
跨导 S=阳极电流Ia/栅极电压Ugk
表示在维持阳极电压不变的情况下,栅极电压若有一个单位(如mV)的电压变化时将引起阳极电流有多少个单位的变化。
内阻 Ri=栅极电压Uak/阳极电流Ia
表示在维持栅极电压不变的情况下,阳极电流若有一个单位(如mA)的电压变化时将引起阳极电压有多少个单位的变化。
上面的几个值也可以表述为 放大因数 μ=跨导S乘以内阻Ri 电子管之父----李·德福雷斯特
真空三极管除了可以处于放大状态外,还可充当开关器件。电子管的这一特性被计算机研制者所利用,计算机的历史也由机械时代而跨进了电子时代。电子管的发明者就是李·德福雷斯特(Lee de Forest,1873~1961)。
1883年,发明家爱迪生为寻找电灯泡最佳灯丝材料,曾做过一项实验:在真空电灯泡内部碳丝附近安装一截铜丝,希望铜丝能阻止碳丝蒸发。他发现,没有连接在电路里的铜丝,却因接收到碳丝发射的热电子而产生了微弱的电流。爱迪生只是把它记录在案,申报了一个未找到任何用途的专利,称之为“爱迪生效应”。
1885年,30岁的英国电气工程师弗莱明博士经过反复试验发现,如果在真空灯泡里装上碳丝和铜板,分别充当阴极和屏极,则灯泡里的电子就能实现单向流动。1904年,弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡——“热离子阀”,也就是人们所说的真空二极管。然而,直到真空三极管的发明后,电子管才成为实用的器件。
德福雷斯特1873年8月26日出生于美国爱荷华州。孩提时期的德福雷斯特并不出众,被老师认为是个平庸的孩子。他的惟一爱好是拆装各种机械小玩意,20岁那年他考取了耶鲁大学,但在学校除了电学、特别是电磁波传播之外,他似乎对其他事都不感兴趣。1899年,他获得物理学哲学博士学位。
1899年秋,德福雷斯特正在撰写博士论文《平行导线两端赫兹波的反射作用》。在此期间,一年一度的国际快艇比赛就要在纽约揭开序幕,恰逢意大利无线电发明家马可尼来访。那天清晨,马可尼登上了停泊在港口的一艘军舰,及时地把比赛的消息用无线电报拍发回来。整整5个小时,《纽约先驱论坛报》的总部收到了马可尼发来的4000多字的新闻报道,使美国新闻记者们叹服。人们要求“无线电之父”马可尼在港口为他们做一次现场演示。德福雷斯特自大胆走到马可尼的身后,仔细研究起无线电设备来。马可尼告诉他,由于“金属屑检波器”的灵敏度太差,严重影响收发效果。
1902年,他在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋,创办了德福雷斯特无线电报公司。
当英国弗莱明发明真空二极管的消息传来,德福雷斯特也选择了一段白金丝制作灯丝,也在灯丝附近安装了一小块金属屏板,把玻壳抽成真空通电后,果然也“追寻”到电子的踪迹。他抓起一根导线,弯成“Z”型,小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。德福雷斯特极其惊讶地发现,Z型导线装入真空管内之后,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上,就能在金属屏板上接收到更大的变化电流,其变化的规律完全一致——德福雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来,他又把导线改用像栅栏形式的金属网,于是,他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅极。1907年,德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管的发明专利。
帕洛阿托市的德福雷斯特故居,至今依然矗立着一块小小的纪念牌,写着一行文字:“李·德福雷斯特在此发现了电子管的放大作用。”用来纪念这项伟大发明为新兴电子工业所奠定的基础。德福雷斯特是一位多产的发明家,一生获得了多达300余项专利。他的发明为他赢得“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”的称号. 关于电子管的制造,因为我不是专业的,所以只是略知一二,在这里献丑,谨供作为饭后的谈资而已。
电子管的制造是一门相当的学问,涉及到物理、化学等等很多方面,其中蕴含的知识非常宽泛,冰棍在此从材料的制备和管子的装配两个层面上简单地来谈一下电子管制造的问题。
首先要有制造的材料,电子管制造之中使用的大都是高纯度的金属材料以及各种无机、有机原料,RCA手册R-13版的附录之中,RCA公司曾经自豪地介绍过一些电子管之中的复杂技术。材料科学是一门复杂的学问,我只能简单地说两句而已,以下以简单的旁热管为例来说明。你可以想象成为是6P1或者6A2这类型的管子。
材料制备:
1。热丝制备:
用硝化纤维、丁醇、醋酸乙酯的混合液体中,加入细腻的纯净刚铝石粉末进行研磨,形成悬浊液(美国雷声公司的配方)。
纯净的钨丝或者钼丝,表面用喷涂的办法,喷上一层刚铝石悬浊液,然后在900度的温度下加热几分钟,自然冷却。然后将热丝在20%的氢氧化钾溶液中煮几分钟,然后用蒸馏水冲洗烘干,在空气中加热到100度几分钟,蒸发溶剂。然后在高温氢气炉中以1600-1650度高温加热几分钟,就可以备用了。
2。阴极制备:
用硝化纤维、丁醇、醋酸乙酯的混合液体中,加入碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙,在球磨机之中研磨7小时(美国雷声公司的配方)。
在镍制的圆筒上进行喷涂或者刷涂。
3。电极制备:
根据计算所采用的材料,比如屏极用的镍片或者敷铝铁等等材料,预先经过适当的黑化(按照需要),冲制成适当的形状。
在自动绕丝机上绕制栅极丝(在20年代已经采用了自动绕丝机),形成栅极。栅极所用金属丝以及绕制工艺都是极其严格,尤其是高跨导的宽频带电压放大管的栅极丝的直径和间距都非常非常小(普通中放大系数三极管的栅极丝大概是0.00009英寸,高放大系数管还要小一些,而宽频带电压放大管的栅极丝直径还要小一个数量级以上,一些山寨厂之所以只能制造205 101之类老旧型号,就是他们制造不了其它的管子)。
根据计算裁制云母片成为一定的形状。
根据计算,准备适当的玻壳和芯柱。
对于金属材料进行化学清洗,然后进行烧氢处理,对于在高温中和氢气有反应的金属在真空炉中进行高温处理。
管芯装配:
将不同的原料装配到芯柱上,采用的是点焊工艺,采用多种方法来固定电极。如同大家透过玻璃看到的一样,或者砸碎一个管子,你可以看的更加清楚。
排气工艺:
1。设备:
通常有机械泵(大部分是活塞泵+旋片泵)作为第一级抽气。然后是多级扩散泵(油扩散泵或者水银扩散泵)作为次级抽气,并且配有冷凝器和加热器,检查真空度用电离规表。
2。工艺:
连接电子管和接头部分,开动机械泵,在半个小时以内气压表应该达到1/1000到1/10000个大气压。此时可以开启电离规表测量真空度。
然后开动扩散泵,在半个小时以内,让气压表达到1/200000个气压。然后拉下来烘箱,像烤面包一样烤电子管,温度为450到500度,此时真空度会下降,仍然抽气。同时加热主冷凝器。直到气压表重新为1/200000个气压。
关闭烘箱,电子管自然冷却到100度以下,此时真空表应该在1/200000到1/500000个大气压左右,拉上炉子。
对于电子管的灯丝逐渐加上电压,观察电离表的读数,直到灯丝在550度左右,气压表在1/2000000大气压以下。用液态氮冷却主冷凝器,用光测高温表测量灯丝温度,一般在900度老练,1100闪练,经过一个比较长的复杂的过程之后,氧化物阴极便已经激活。
然后可以用感应加热的办法蒸发消气剂,此时气压表的应该在1/50000000大气压以下,用煤气火焰封口电子管。
此时抽气系统还在继续工作,然后停止向主冷凝器中注入液氮,冷凝器逐渐恢复到室温。关闭扩散泵的加热器。当扩散泵的油温在60度以内时候,关闭扩散泵到机械泵的阀门,然后关闭扩散泵风扇和机械泵。
经过以上工艺制造的电子管的品质肯定是极其优秀的,但是对于机械化制造的电子管而言,通常比上述的工艺要有所简化,主要是排气部分工业化生产的时候,是连续工作而不是上述的断续工作,不过它们的质量仍然是有保证的。值得注意的是,不同的电子管厂家的配方是不相同的,这也就是不同电子管的使用寿命会有差异的缘故,当然对于大型的生产厂而言,他们的电子管质量是有所保证的。对于山寨厂而言,质量当然不能保证。美国的RCA公司号称它们电子管真空度可以达到1/100,000,000大气压,我相信这是比较可信的。起码我遇到的RCA公司的电子管,即使是比较早期的产品,性能仍然相当不错。而天津山寨厂的产品能达到什么技术水平,因为我从来没有用过,这里不得而知。不过,曾经很早以前,有些朋友买过天津的300B,在很短时间以内损坏的例子很多。
在这里我要附带说明一下电子管内部出现蓝光的问题。出现蓝光的原因很多,有些是电极之间的蓝光,有些是玻璃壳上面的蓝光。通常,电极之间出现蓝光的原因是电子管内部的电位差过高,导致出现电弧,这在一些工作电压高的功率管之中常常能见到。当然如果是因为电子管的真空度降低也会出现电极之间的蓝光现象,不过一般而言真空度缓慢降低的管子,它的消气剂通常会出现减少的情况。还有一种情况是玻璃外壳上面出现了蓝光,这在一些透明玻璃外壳管常常见到,比如6P3P 300B都有,这是电极构造造成的原因,通常设计优良的电极系统中,杂散电子轰击玻璃壳的情况很少,但是有些管的结构设计上或者装配上有问题的情况下,会出现一定的电子轰击玻璃壳的情形,此种情况下,轻则容易引起杂音并且管子的电流特性变得不平均,在严重情况下,对于大功率管而言,会导致玻壳电位梯度改变,引起玻壳电解或者甚至于炸裂,所以一般而言,玻璃外壳上没有蓝光是正常的。有些功率管都采用了喷碳的办法,一则功率管容易散热,二则外壳电位是平均的,不会引起各种问题。有些大师们鼓吹的“飘逸、神秘……”的蓝光,完全是胡说八道没有任何依据。我特别喜爱6P6P这只管子,通常我看到的都是喷碳的,仔细观察下可以看到,喷碳管和没有喷碳的比较而言,蓝光少了许多。 20世纪,人类的发明创造可谓灿若星河,但真正能对人类文明产生重大影响的发明创造却寥如晨星,其中收音机、电视和计算机三件发明可谓使人类文明和生活方式都发生了重大改变,而它们都得益于100年前的今天的一项发明———真空二极管。
1904年11月16日,英国科学家弗莱明为自己发明的电子管弗莱明“阀”申请了专利,它标志着人类历史上第一只电子管的诞生,世界也从这里迈向电子时代。
弗莱明的专利代表着电子管的正式诞生,但说起电子管产生前的“阵痛”还要从“爱迪生效应”谈起。
见到电子管的人都会觉得,它像一只小灯泡,令人不禁想起电灯的发明人爱迪生。电子管的诞生也确实和爱迪生有一定的关系。
1883年,当时的爱迪生正在致力于改善白炽灯的工作寿命。在研究中,他注意到在抽出空气的灯泡内放置灯丝和一块小金属片,当灯丝加热时,虽然灯丝和金属片不接触,会有负电子流向金属片,就像真空会导电一样。
爱迪生当时感到很迷惑,但他当时正在潜心于城市的电力系统,也就没多花心思研究其中的奥妙。但他还是把这一现象记录下来,并申请了一个没有说明任何用途的专利,这一现象后来被称为“爱迪生效应”。
也许是发明发现太多了,爱迪生很快将“爱迪生效应”忘在脑后,但它却引起了一位英国年轻的工程师弗莱明的注意。弗莱明在马可尼电报公司工作时,为找到一件可靠的检波手段而烦恼。这时他想起了“爱迪生效应”。他认识到,在灯泡里加块金属片,就可以成为一个有效地检测微弱电报信号的检波器。经过多次试验,他终于取得了成功,发明了一个能对交流电整流和无线电检波的特别“灯泡”。弗莱明当时把这项发明称为“阀”,并在1904年为它申请了专利,这就是现在所称的“真空二极管”。
弗莱明发明的“真空二极管”是人类电子文明的开端。但如果只有二极管的话,人类也许只能停留在电子时候的开端阶段。所幸的是弗莱明的工作为一个叫德弗雷斯特的人所发展。1906年,德弗雷斯特在二极管的基础上发明了三极管,使电子管才成为能广泛应用的电子器件。
现在人们玩电脑看电视,很少有时间再听收音机了。但收音机在二十世纪上半叶对人类的影响,丝毫也不亚于现在的电脑和电视。那时人们每天定时收到节目,成为日常重要的一个生活内容。早期的收音机就是电子管收音机。这种收音机虽然体积大,功耗多,并且开机后需要等一段时间才等正常工作,但它却给几代人带来了欢乐。
二战期间,美国军方要求宾州大学为它们设计一种以真空管来取代继电器来计算炮弹弹道的机器。1946年2月14日,这种机器正式投入使用了,它用了18800只真空管,占地1500英尺,重约30吨,每小时耗电20万千瓦。运算速度只有每秒5000次。这就是人们通常所说的世界首台电子计算机。
电子管虽然使人们进入了电子时代之门。但今天,我们已经不再生产电子管收音机和电子管计算机了。因为随着科技的进步,发明创造也不断推陈出新,到了20世纪40年代晶体管出现后,它以体积小、功耗低、可靠性高、寿命长,迅速取代了电子管在电子时代的地位,成了电子科技发展的支柱。不过,如果我们看看周围,还是能发现以电子管为主要部件的产品,微波炉就是一例。
最早发现微波加热现象的斯宾瑟是美国军方的一位工程师。他在一个试验室参观磁控电子管的一个试验时,发现口袋中的糖果融化了。他决定试验一下是不是磁控电子管产生的微波的效应。于是他就拿一袋爆米花靠近磁控电子管,发现爆米花爆开了。第二天他又拿了个鸡蛋进行试验,发现鸡蛋也被加热。于是,他就把它发现的加热食品的新方法进行改进,这就是人们所说的微波炉。今天的微波炉,比起斯宾瑟刚发明时,可谓花样百出,但千变万变,里面的磁控电子管不变,它还是微波炉的主要器件。
流水淘沙不暂停,前波未灭后波生。随着科技的进步,电子管这个百岁“老人”,也失去了往日的辉煌。但人们永远不会忘记这项曾为人类文明发展做出巨大贡献的发明。 本帖最后由 蓝色经典 于 2010-12-15 19:53 编辑
看西电原装91B 蓝版不仅上图上文章,感情还收藏如此宝贝{:soso__15032546070266901754_4:} 嘿嘿,可惜图上的机器不是我的,我有就圆满了!{:soso_e113:} 没有不要紧,蓝版可以复刻呀{:soso__7730229231126649945_2:} 学习了{:soso_e160:}
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