電子管簡介: 電子管,是一種最早期的電信號放大器件。被封閉在玻璃容器(一般為玻璃管)中的陰極電子發(fā)射部分、控制柵極、加速柵極、陽極(屏極)引線被焊在管基上。利用電場對真空中的控制柵極注入電子調制信號,并在陽極獲得對信號放大或反饋振蕩后的不同參數信號數據。早期應用于電視機、收音機擴音機等電子產品中,近年來逐漸被半導體材料制作的放大器和集成電路取代,但目前在一些高保真的音響器材中,仍然使用低噪聲、穩(wěn)定系數高的電子管作為音頻功率放大器件(香港人稱使用電子管功率放大器為“膽機”)。 電子管介紹: 基本電子管一般有三個極,一個陰極 (K) 用來發(fā)射電子,一個陽極(A)用來吸收陰極所發(fā)射的電子,一個柵極(G)用來控制流到陽極的電子流量。陰極發(fā)射電子的基本條件是:陰極本身必須具有相當的熱量,陰極又分兩種,一種是直熱式,它是由電流直接通過陰極使陰極發(fā)熱而發(fā)射電子;另一種稱旁熱式陰極,其結構一般是一個空心金屬管,管內裝有繞成螺線形的燈絲,加上燈絲電壓使燈絲發(fā)熱從而使陰極發(fā)熱而發(fā)射電子,現在日常用的多半是這種電子管(如圖所示)。由陰極發(fā)射出來的電子穿過柵極金屬絲間的空隙而達到陽極,由于柵極比陽極離陰極近得多,因而改變柵極電位對陽極電流的影響比改變陽極電壓時大得多,這就是三極管的放大作用。換句話說就是柵極電壓對陽極電流的控制作用。我們用一個參數稱跨導(S)來表示.另外還有一個參數μ來描述電子管的放大系數,它的意義是說明了柵極電壓控制陽流的能力比陽極電壓對陽流的作用大多少倍。 為了提高電子管的放大系數,在三極管的陽極和控制柵極之間另外加入一個柵極稱之為簾柵極,而構成四極管,由于簾柵極具有比陰極高很多的正電壓,因此也是一個能力很強的加速電極,它使得電子以更高的速度迅速到達陽極,這樣控制柵極的控制作用變得更為顯著。因此比三極管具有更大的放大系數。但是由于簾柵極對電子的加速作用,高速運動的電子打到陽極,這些高速電子的動能很大,將從陽極上打出所謂二次電子,這些二次電子有些將被簾柵吸收形成簾柵電流,使簾柵電流上升導致簾柵電壓的下降,從而導致陽極電流的下降,為此四極管的放大系數受到一定而限制。 為了解決上述矛盾,在四極管簾柵極外的兩側再加入一對與陰極相連的集射極,由于集射極的電位與陰極相同,所以對電子有排斥作用,使得電子在通過簾柵極之后在集射極的作用下按一定方向前進并形成扁形射束,這扁形電子射束的電子密度很大,從而形成了一個低壓區(qū),從陽極上打出來的二次電子受到這個低壓區(qū)的排斥作用而被推回到陽極,從而使簾柵電流大大減少,電子管的放大能力得而加強,這種電子管我們稱為束射四極管。束射四極管不但放大系數較三極管為高,而且其陽極面積較大,允許通過較大的電流,因此現在的功放機常用到它作為功率放大。電子管發(fā)展歷史: 1883年,發(fā)明大王托馬斯·愛迪生正在為尋找電燈泡最佳燈絲材料,曾做過一個小小的實驗。他在真空電燈泡內部碳絲附近安裝了一小截銅絲,希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā)。但是他失敗了,他無意中發(fā)現,沒有連接在電路里的銅絲,卻因接收到碳絲發(fā)射的熱電子產生了微弱的電流。當時愛迪生正潛心研究城市電力系統(tǒng),沒重視這個現象。但他為這一發(fā)現申請了專利,并命名為“愛迪生效應”。 1904年,世界上第一只電子二極管在英國物理學家弗萊明的手下誕生了,這使愛迪生效應具有了實用價值。弗萊明也為此獲得了這項發(fā)明的專利權。 1907年,美國發(fā)明家德福雷斯特(De Forest Lee),在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板,從而發(fā)明了第一只真空三極管。 1947年,美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發(fā)明了晶體管——一種三個支點的半導體固體元件。 1904年,世界上第一只電子管在英國物理學家弗萊明的手下誕生了。弗萊明為此獲得了這項發(fā)明的專利權。人類第一只電子管的誕生,標志著世界從此進入了電子時代。世界上第一臺計算機用1.8萬只電子管,占地170m*2,重30t,耗電150kW。 說起電子管的發(fā)明,我們首先得從“愛迪生效應”談起。愛迪生這位舉世聞名的大發(fā)明家,在研究白熾燈的壽命時,在燈泡的碳絲附近焊上一小塊金屬片。結果,他發(fā)現了一個奇怪的現象:金屬片雖然沒有與燈絲接觸,但如果在它們之間加上電壓,燈絲就會產生一股電流,趨向附近的金屬片。這股神秘的電流是從哪里來的?愛迪生也無法解釋,但他不失時機地將這一發(fā)明注冊了專利,并稱之為“愛迪生效應”。后來,有人證明電流的產生是因為熾熱的金屬能向周圍發(fā)射電子造成的。但最先預見到這一效應具有實用價值的,則是英國物理學家和電氣工程師弗萊明。 弗萊明的二極管是一項嶄新的發(fā)明。它在實驗室中工作得非常好??墒?,不知為什么,它在實際用于檢波器上卻很不成功,還不如同時發(fā)明的礦石檢波器可靠。因此,對當時無線電的發(fā)展沒有產生什么沖擊。 此后不久,貧困潦倒的美國發(fā)明家德福雷斯特,在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板,從而發(fā)明了第一只真空三極管。這一小小的改動,竟帶來了意想不到的結果。它不僅反應更為靈敏、能夠發(fā)出音樂或聲音的振動,而且,集檢波、放大和振蕩三種功能于一體。因此,許多人都將三極管的發(fā)明看作電子工業(yè)真正的誕生起點。德福雷斯特自己也非常驚喜,認為“我發(fā)現了一個看不見的空中帝國”。電子管的問世,推動了無線電電子學的蓬勃發(fā)展。到1960年前后,西方國家的無線電工業(yè)年產10億只無線電電子管。電子管除應用于電話放大器、海上和空中通訊外,也廣泛滲透到家庭娛樂領域,將新聞、教育節(jié)目、文藝和音樂播送到千家萬戶。就連飛機、雷達、火箭的發(fā)明和進一步發(fā)展,也有電子管的一臂之力。 三條腿的魔術師電子管在電子學研究中曾是得心應手的工具。電子管器件歷時40余年一直在電子技術領域里占據統(tǒng)治地位。但是,不可否認,電子管十分笨重,能耗大、壽命短、噪聲大,制造工藝也十分復雜。因此,電子管問世不久,人們就在努力尋找新的電子器件。第二次世界大戰(zhàn)中,電子管的缺點更加暴露無遺。在雷達工作頻段上使用的普通的電子管,效果極不穩(wěn)定。移動式的軍用器械和設備上使用的電子管更加笨拙,易出故障。因此,電子管本身固有的弱點和迫切的戰(zhàn)時需要,都促使許多科研單位和廣大科學家,集中精力,迅速研制成功能取代電子管的固體元器件。[2] 電子管的替代產品叫晶體管。 隨著科技的發(fā)展,人們對生產的機械在體積上向體積越來越小的方向發(fā)展,由于電子管的體積大,而且在移動過程中容易損壞,越來越多的表現出其的弊端,于是人們開始尋找和開發(fā)電子管的可替代產品。隨著后來的晶體管的出現,已越來越多的機械不再使用電子管。晶體管的出現是人類在電子方面一個大的飛躍。 早在30年代,人們已經嘗試著制造固體電子元件。但是,當時人們多數是直接用模仿制造真空三極管的方法來制造固體三極管。因此這些嘗試毫無例外都失敗了。 1904年,英國人弗萊明發(fā)明的具有劃時代歷史意義的電子二極管標志著人類進入了無線電時代。在半導體器件未得到廣泛應用之前的半個多世紀中,膽管在無線電廣播通訊、音頻放大、儀器儀表和其他工業(yè)自動化控制方面扮演著“獨一無二”的角色,為人類的文明進步立下了“赫赫戰(zhàn)功”。許多人可能不知,1946年美國人發(fā)明的世界上第一臺電子計算機ENIAC就是由18000多個膽管構成的。今天,用著擺在桌面上的電腦,不禁浮想聯翩。恰巧今年是膽管誕辰一百周年的日子,理應慶賀一番才是。 西歐是膽管的發(fā)源地之一,也是世界上生產膽管最集中的地方。據不完全統(tǒng)計,鼎盛時期的西歐膽管品牌過百,每年生產的各類膽管遍及世界各地,多不勝數。隨著半導體器件的廣泛應用,西歐的膽管生產廠早在二十多年前已陸續(xù)停產。眾多的著名膽管品牌也因此或改弦易轍,或隨之消失。幸好如今還能在NOS管上一見其昔日的風采。膽管逐漸淡出絕大部分應用領域后,一般的人只能在音頻這塊“綠洲”中還能見到膽管的“靚影”。 就音頻用管而言,人們公認西歐上世紀五六十年代(凡“年代”均指上世紀,下同)生產的膽管品質超群,無與倫比,一些發(fā)燒友更非“西膽”不聽。也許有人會問,隨著科技的進步,越近期的產品其質量應越好才是。其實不然,膽管的生產工藝在那時已達到了爐火純青的地步,改進的余地很有限。加上當時正值膽管火紅的年代,各品牌之間競爭激烈。在某些領域如國防、儀器儀表也需要高質量的膽管。從七十年代起,膽管需求已逐漸衰落,生產成本能省則省,品質控制也大不如以前。在西歐各膽管生產廠相繼關閉后,一些品牌雖還在發(fā)行膽管,但產品已非原廠產,而是來自“五湖四?!?,難循其蹤,質量更是無法保證。這種情況連一些著名品牌也未能幸免。因此,玩膽者在搜羅膽管時,把目光投向早期的產品不無道理??上б蛲.a多年,這些NOS管存貨日減而價格年復一年不斷上漲。某些牌子響、年份早的音頻用管已屬“古董”,不少擁有者只作收藏而不舍得上機。其“天價”也并非一般膽友所能承受。這也提示膽友,買NOS管時除了留意品牌外,還需看年份和產地。膽管年份遲或產地不正宗,盡管是著名品牌,其價格也低一大截。幸好西歐大部分產品的包裝和管身均會標出產地如“Made in West Germany”、“British Made”等字樣供辨認。有些同品牌同型號的膽管,雖屬早期產品,其內部結構(如屏極、除氣環(huán)、支撐材料數量等)和外觀卻不盡相同,價格也有差異。此外,著名品牌常有贗,各位膽友需留意。 1904年英國佛萊明在橫越大西洋無線電通信發(fā)報機中,才首次利用「艾狄生效應」發(fā)明了佛萊明管(二極檢波管)。佛萊明出生于英格蘭的蘭卡斯特,在倫敦大學與皇家化學學院畢業(yè)后,1892年到1898年間先后擔任了艾狄生、Swan、Ferranti電力公司的工程師與顧問。佛萊明在白熱燈、電表、發(fā)電機等方面有許多改良,并且發(fā)明了佛萊明左手定律。1899年起擔任馬可尼無線電電報公司顧問,1901年馬可尼首次進行橫越大西洋傳送,當時所使用的器材大部份都是佛萊明制作的。1904年他尋找一個可靠的無線電偵測器,想到「艾狄生效應」,于是制作了一個在燈絲與真空管四周有金屬圓筒的制品,這是真空管的原型。當時的佛萊明管只有檢波與整流的功用,而且并不穩(wěn)定。耶魯大學畢業(yè)后即進入西屋公司WE服務的美國年輕工程師Le de Forest,對「艾狄生效應」同樣感興趣,1899年他的畢業(yè)論文是「由并行線終端赫茲波的反射」,而在1900年就開始著手研究真空管,1906年申請到二極管的專利(使用電池)。同時他提出許多新的構想,例如在燈絲兩邊加入白金側翼,燈絲材料指定用白金、鉭和碳絲,因為鎢絲當時還未上市,他認為佛萊明管可用在整流,而自己的真空管可作為繼電器。1906年底,他在二極管中多加入一個閘極極,讓真空管具有放大與振湯的功能,他同時委托燈泡工廠生產,稱為Audion。此專利在1908年2月18日透過,但我們通常認定1906年是真空管元年,而Le de Forest就成了「真空管之父」。 真空管的改良最早的真空管都是采用直流電,只能在業(yè)務與及少數業(yè)余玩家間流通,因此真空管的第一次改良就是讓它省電。不過電池實在不方面,而且價格也高,所以第一次大戰(zhàn)后就有人嘗試讓真空管以交流電來工作。為了解決哼聲問題,包括使用鎢氬燈管、燈絲DC點火,用大型管如210發(fā)射射線以高周波點火等,都被拿出來實驗。GE公司為了提升電話線安定性,從1913年起著手研究交流真空管,終于在1923年獲得專利。西屋公司也在1921年獲得不同樣式的專利,并由McCullough在1925年推出第一號成品。之后兩年,有許多改良式收音機推出,但基本上還是電池式,只是加上旁熱式變壓器與線路,方便直接使用AC插頭而已。西屋公司早于1913年開始研究旁熱管,并在1915年提出申請,不過一直到1927年,RCA才推出旁熱管UY-277(成為美國旁熱真空管的標準規(guī)格);英國MOV也在同年推出Cosmos AC/R(建立世界旁熱式真空管的標準制造模式),使交流器材得以普及化。最早GE從事電燈泡制造,藉此之便,他們將鎢絲混入少量的二氧化釷。有一次,這個配方被誤用在真空管中,結果卻使放射能力大增。1921年Irvin Langmuir開發(fā)出釷鎢燈絲,大大的提升了電子發(fā)射能力,但是用了這種燈絲,如果管內有殘余氧氣,效果立即打折,最后又研究出各種收氧劑來改良真空效果。當時西屋推出的UX-245、250與245,都已經不是球型燈泡管了,而是氣泡狀的玻璃管,之后再改良才變成后來所看到的可樂瓶型形狀ST管。多極管陸續(xù)出現另一波改良是多極管的出現。 德國西門子很早就開始動作,希望推出電壓更低、動作更有效率的空間電荷閘極極管(Space Charge Grid),西門子的蕭特基博士發(fā)明雙閘極極管,一次大戰(zhàn)后1923年正式推出作為手提收音機的檢波管。馬可尼公司則為了減低閘極極與屏極間容量,提升放大率,開發(fā)了廉閘極極(Screen Grid)高頻放大用四極管。四極管可用于高周波放大,卻無法用在低周波上,荷蘭Philips在1927年實驗將廉閘極極和陽極中間插入另一條閘極極,成功開發(fā)五極管。第一號產品是B443,為電池式收音機的輸出管,和該公司的2502型收音機一起銷售。得力于B443的成功,Philips在1929年推出AC電源用的C443直熱管,鞏固了其輸出管的領導地位。1926年德國Loewe發(fā)表了2HF與3NF的復合管,成為復合管的鼻祖。所謂復合管是把兩個或兩個以上的真空管裝入一個管子內,同時各自有其獨立的功能。由于德國使用收音機必須課稅,課稅標準以真空管數量為標準,為減低管數,所以有了復合管的誕生。此外英國的Ediswan、美國埃默森的Multi Value也都生產復合管。一次大戰(zhàn)后英國的MOV開始開發(fā)金屬管,希望改善玻璃管易碎的缺點,第一支發(fā)信管CAT的推出是一項重大突破,美國RCA從CAT偷學技術,1935年也推出金屬管,之后還有GE與許多小廠加入,但金屬管復雜且昂貴,所以很快就消失了。 英國真空管發(fā)展 1838年,英國法拉第對1mm/Hg低壓空氣放電、發(fā)光、電導度等加以研究,可以說開啟了真空管技術的序幕。二極管的發(fā)明人佛萊明也是英國人,他在馬可尼公司從事橫越大西洋傳訊實驗時,收信裝置相當原始。他試制作磁石收信機,但無法使用︰佛萊明的聽覺不佳,所以還開發(fā)了把收信機訊號記錄,用眼睛解讀的裝置。當時感度最高的電流指示計為德遜保指示計,為了利用它,必須有能將高頻率電流轉換成直流的整流機,但他嘗試過各種低周用整流器都沒有用。1904年他把艾狄生實驗用裝有電極的電燈泡拿來改裝,發(fā)明了二極管(他稱為振湯管),現下英國以Valve稱呼真空管,即引用佛萊明的命名。當時已經知道管內的真空度越高,整流作用越佳,但只能以加熱模式排出管內空氣。最初佛萊明檢波器與礦石檢波器一樣沒有陽極,不久就加入電陽極,可惜提出專利的時間比Le de Forest稍晚,把真空管之父的美譽拱手讓人。由于英國不像美國那么迫切需要長途電話,所以真空管的開發(fā)腳步并不急。1911年馬可尼公司的蘭尼首度開發(fā)出三極管,多用于軍方的無線電收信機,但由于管內真空無法長期保存,工作很不穩(wěn)定,后來從美國引進球型真空管的排氣,才改良了安定性。1916年BTH推出Type R管,與法蘭西的TM管幾乎一樣。一次大戰(zhàn)中,英國海軍致力開發(fā)發(fā)信管,生產大型真空管,1917年Marconi-Osram Valve所生產的Type T1,是最早的大型發(fā)信管。 1937年,與RCA有關系的馬可尼與GEC兩家公司,發(fā)表了International Octal系列真空管,以KT(Kinkless Tetrode)這個型號加入束射功率管的行列,也為英國真空管開辟了另一片天空。不論與6V6同級的KT61,或者與6L6相近的KT66,都獲得許多人的喜愛。稍后所開發(fā)的KT88,成為與RCA 6550鼎足而立的產品。 法蘭西的真空管 1908年,Le de Forest到法蘭西宣傳他的新球型管Audion,會見當時法蘭西通信部隊負責人菲力上校,爭取到在巴黎艾菲爾鐵塔上展示發(fā)射機的機會。菲力上校對三極管很感興趣,但示范并不成功,所以沒有采用。不過法蘭西本身沒有設計真空管的經驗,而德國軍力擴充迅速,隨時有爆發(fā)歐戰(zhàn)的可能,通信部隊的需求迫在眉睫。1914年大戰(zhàn)前夕,一位美國人保羅皮森,受德律風根的指派在美國收集最新通信器材情報,當他準備返回德國而在倫敦過境時,德國已經對法宣戰(zhàn)。保羅潛入法蘭西被捕,他被引見菲力將軍,并從口袋拿出Audion真空管詳述其優(yōu)點,菲力將軍立刻安排他在通信部隊成立真空管緊急開發(fā)項目,這是法蘭西真空管的起源。保羅找到里昂一家燈泡廠Grammont合作,推出原筒型的三極管,成品稱為Fotos。雖然法蘭西很晚才加入,但Fotos中的設計精巧,充分發(fā)會法蘭西人的創(chuàng)意天分,所以推出后訂單如雪。另一家曾試做過佛萊明管的Generale des Lampes公司也緊急加入生產,產品命名為Metal,而產品編號就以負責開發(fā)的法軍通信隊的縮寫-TM(Telegraph Military)命名。TM管是一次大戰(zhàn)中公認最好的三極管,英國馬可尼公司戰(zhàn)后買下專利生產。它所采用的管座/插座設計,可輕易的分離開來,也是真空管的一大突破,四腳架構也在歐洲被長期采用。 德國真空管的起源 1903年,德國人威奈特將放電管上面涂以鋇鈣等堿性金屬氧化物,開發(fā)出氧化膜熱陰極的原型,這項發(fā)明對后來的佛萊明二極管有很大的啟示。1906年利班由Braun管得到靈感,以陰極射線Relay的名稱申請專利,日后經過多次改良,在1911年8月發(fā)表了新的真空管。新真空管在柏林大學舉行發(fā)表會,結果AEG/德律風根、西門子等公司愿一起合作進行改良,他們的完成品叫LRS Relay。LRS Relay易受溫度等外在環(huán)境與電源電壓的影響,雜音多,燈絲氧化膜也容易剝落,但一次大戰(zhàn)前卻是長距離電話線的主角。德國在1914年決定為民間電話線路開發(fā)新真空管,克服LRS Relay的缺點,最后西門子的Type A獲選。 Type A師承球型三極真空管,1916年開始發(fā)售,一部份用于戰(zhàn)場上竊聽敵軍通信用的手提放大器。之后德國真空管就由西門子與德律風根兩家公司為主導,陸續(xù)推出許多真空管。 美國西屋公司的貢獻 美國由于幅員廣闊,對長距離電話特別需要,國營的AT&T與他的制造商西屋電器WH(Westinghouse),也因此很早就投入相關研究,甚至將觸角延伸到歐洲。西屋公司曾是家電大廠也參與最早的有聲電影開發(fā),并積極介入電話相關制造業(yè)。Le de Forest嘗試把他的三極管用在低周波放大而沒有成功,直到1912年終于有些成果,他立刻把中繼放大器權利賣給AT&T/WE,并向西屋公司展示其Audion。當時Audion訊號增強會有失真,管內殘留氣體,陽極電壓提升后容易失控,燈絲壽命極短,物理特性不易維持,每個Audion規(guī)格都不固定。這個情況對電話中繼放大器并不合適,曾經在芝加哥大學研究真空技術,同時在西屋公司從事水銀弧光燈中繼器研究的阿諾博士,卻看出Audion的潛力。阿諾博士首先強化Audion電極的架構,再采用氧化皮膜燈絲,降低工作溫度,提升真空度,結果使Audion壽命提升到一千小時。1918年10月,這項成果實際用于費城、紐約、華盛頓間的電話在線,這是世界首度將真空管運用于商用通信電路中,真空管的編號為Type A。之后西屋繼續(xù)研究,推出廣為收音機使用的UV管(Unit Vacuum Tube),比歐洲的四腳管早一年。第一個附有管座的Type M,用于1915年開放的紐約-舊金山大陸橫斷電話線路中,壽命約400小時。1915年推出的Type L燈絲為Type M的兩倍長,壽命則延長為4500小時。一次大戰(zhàn)期間,美國政府責成西屋優(yōu)先投入軍用真空管開發(fā)。軍用管需承受嚴酷的溫度變化、震動、電壓不穩(wěn)等考驗,西屋公司最有名的軍用管為VT-1與VT-2。最初西屋的電話真空管稱為Telephono Repeater Element,軍用管則稱Vacuum Tube。 1920年匹茲堡成立了世界第一家無線廣播局,在KDKA開播,引起很大回響,西屋以Aeriola的品牌投入家用收音機制造。不過以西屋為名所開發(fā)的真空管數量并不多,美國主要的直熱式三極管都是Radiotron的產品,有人認為是RCA制造,實際上像112、171、250、245等都是出自西屋手中,西屋在低周波功率管方面技術領先。 通用電器與真空管 通用電器以制造直流發(fā)電機、電動機、汽車引擎等而聞名,他們介入無線電通信也是從高周波發(fā)電機開始。初期無線電公司為得到高周波連續(xù)功率而煞費苦心,最初使用電弧式發(fā)信機,但工作不穩(wěn)定。后來想到利用電力交流發(fā)電機,并委托通用電器生產,1906年完成的產品只能達到10KHz頻率。不過通用預見此后的發(fā)展,于是積極投入,1913年完成200KHz,數KW出力的發(fā)電機。另一方面,通用的研究室也很快開發(fā)出真空管,Pliotron(希臘語,多的意思)與Kenotron(希臘語,真空之意)為通用早期真空管的名字。Pliotron很快朝大型化發(fā)展,1914年使用于67KM長距離小型高周波發(fā)電機調變實驗成功;而通用也發(fā)展出200KW的大規(guī)模調變發(fā)電機。一次世界大戰(zhàn)期間,通用把技術加以活用,以克里夫蘭的工廠為中心,生產了多種真空管,大戰(zhàn)中約生產了20多萬個,而西屋責生產了50多萬個,對軍方貢獻良多。 后來居上的美國RCA 一次大戰(zhàn)期間,美國海軍征收了大西洋橫斷無限電信局(原隸屬于美國馬可尼無線電信公司),并致力擴充規(guī)模,將原來50W高周波發(fā)射機改為GE制造的200KW機器。這部機器由GE免費提供,對當時戰(zhàn)爭起了很大的作用。戰(zhàn)爭結束后,英國馬可尼等待軍方歸還電信局,并計劃在美國、歐洲設立多處據點大展鴻圖。美國海軍得知馬可尼的企圖,于是說服GE公司,干脆買下美國馬可尼,于1919年10月先成立Radio Corporation America(RCA),第二年正式并購美國馬可尼。由于這層特殊關系,RCA順利取得GE真空管銷售權,同時積極投入無線廣播業(yè)務,開發(fā)家庭用的機器。1921年RCA推出純鎢燈絲的UV-216,成為一般收音機、留聲機所用的整流專用真空管鼻祖。1920年RCA/GE聯合與AT&T/WE締結互相使用專利權的契約,次年WE加入這個Radio集團,以Radiotron的品牌銷售真空管,并努力擴展真空管的用途,使得美國成為真空管的大本營。GE制造由RCA負責銷售的Radiotron,最初型號為UV-200、UV-201,外型和GE軍用管類似,內部電極則完全更新,這些GE改良版,成為后來直熱式真空管的標準形狀。由于上述復雜的協(xié)議關系,當西屋以自有品牌銷售真空管時,引起RCA強烈不滿,經過長期協(xié)調,1925年決定AT&T與WE只能局限于民生用無線電收信機的制造和銷售,西屋則另外成立一家格雷堡公司經營一般消費用的家電。至于廣播用發(fā)信設備、錄音室用機器、電影音響系統(tǒng)、航空船舶的無線電器材,西屋另外成立Non-Associate公司來銷售真空管。 1930年美國實施反市場壟斷法律,這幾家公司組成的「Radio Group」宣布解體,有先見之明的RCA則早一步成立Radiotron Manufacturing公司,買下GE的哈里遜工廠,開始自己生產收信管。在Group解體時大家有共識,RCA在1935年以前可生產真空管,而GE與西屋在1935年后才能投入生產。RCA為避免獨占地位遭非議,1929年起開始授權給中小廠商參與制造真空管,這使得美國制真空管互換性良好,插座種類降到最低,比起歐洲真空管流通性更佳。1936年,RCA發(fā)表了最早的束射管6L6,為業(yè)界帶來一陣鼓舞。束射管新增陰極同電位之束射形成電極,同時控制閘極極與廉閘極極的結合,雖然是從四極管發(fā)展而來,但它比五極管有更低的陽極特性、更高的效率,以及廉閘極極電流低等特性,可以算是真空管發(fā)展史上的大躍進。最早的6L6是黑色金屬管,后來才變成玻璃管,被許多大型電唱機和擴大機所采用,輸出規(guī)格為6.5瓦。1937年底RCA同時發(fā)表輸出4.5瓦的小型6L6,型號為6V6與6V6G,用于一般的收音機中。 以民生為導向的Philips 1891年在荷蘭安特奧芬鄉(xiāng)下由父子共同創(chuàng)業(yè)的Philips,到1903年已經成為歐洲第四大燈泡廠。由于荷蘭并未參加一次大戰(zhàn),所以并未投入軍用管開發(fā)。戰(zhàn)后一位無線電工程師Idzerda要求替Philips制造第一號真空管,并以其名字IDZ命名,此人日后成立了無線電臺而相當著名。IDZ也是根據Audion改造而來,得到許多業(yè)余玩家的青睞,Philips在1919年改良為A、B、C三種型號,正式介入真空管制造與發(fā)展。 只做專業(yè)用真空管的WE 由于WE(Western Electric)是世界最大電話公司AT&T的制造部門,所以他們制造的真空管都以專業(yè)用途為主,幾乎沒有民生用管。九0代興起的300B熱潮,把WE的300B捧上天空,這大概也是WE始料未及的。WE很早就因應市場需求,推出104、205、211、212等三極管,同時還把205D、211D等運用在當時幾乎獨占市場的電影院擴大機上(Type 42、43、46等型號)。WE早期的直熱式三極管,陽極為金屬網(后改為黑色金屬板)、氧化膜燈絲,電極頂部有陶瓷的支撐板,制作非常堅固。1937年發(fā)表最早的超短波用真空管316A,戲劇性的將300MHz的道統(tǒng)界線一舉提升到UHF頻帶,此真空管用于飛機的敵我識別系統(tǒng),可見得WE在這方面的實力。 1938年,WE的300B問世,比RCA的2A3晚了幾年。這時已接近三極管的末期,但因累積了過去的技能,所以產生平衡性極佳的杰作。300B和同廠的252A相比,只用6W的燈絲電力,陽極最大定格(450V/80mA)時可得到將近18瓦的功率(252A輸出8瓦)。比300B稍早的300A在1933年推出,300A的接腳是刺刀式的,為了與2A3競爭因此改成四腳的300B,它們構造、尺寸、特性完全相同。由于300A/300B的優(yōu)良性能與高信賴性,還有長壽命,不僅是用在WE Type 86、91、92等擴大機上,定電壓電源等工業(yè)用、軍用器材也都有使用,直到六0年代美國太空總署內的儀器都還用300B做電源穩(wěn)壓,它是美國直熱式三極管告別世間珍存的一顆耀眼巨星。1996年WE重開堪薩斯城的生產線,重整旗鼓讓300B復出,但350美元一支的定價早已今非昔比。 其它經典真空管 除了上面提到的一些真空管外,歷史上還有許多經典名作。WE 284A,這是1937年WE為了對抗RCA的845所推出大型直熱式三極管,當時WE86使用300B推挽輸出有15瓦輸出功率;WE87則使用284D推挽輸出得到53瓦功率,是當時有名的巨無霸。WE的杰作還有軍用直熱式三極管VT52,輸出只有2瓦,但聲音與300B很像。1940年WE為6L6束射功率管所做的專業(yè)版350B,也是久為人所津津樂道,外型與6L6G相似,聲音濃密濃重。在300B推出前的十年間,WE205D擔任功率管的重責大任,它的聲音是WE管中的佼佼者,但輸出只有1.4瓦﹗比205D更早的212A,在1921年開發(fā)完成,1937年改成212E,聲音濃密又纖細,非常有特色。211E則是在1921年開發(fā)完成,26年改成211A,在WE43擴大機上推挽可得9瓦的功率,聲音快速雄壯。美國另一家大廠RCA在1935年開發(fā)的6F6五極管,推挽輸出有11瓦功率,可以說是后來6系列的開始。1936年劃時代的6L6推出,在McIntosh MC-240擴大機上有極佳的表現︰第二年推出的6V6輸出功率4.5瓦,與三極管聲音形成有趣的對比。1928年開發(fā)的RCA250可以說是世界第一支音響專用管,聲音雄壯豪邁,它的出現刺激了WE開發(fā)252A與300A。RCA845也是名管,是在VT4C(211)基礎上開發(fā)的大型直熱三極管,出力15瓦,鮮艷溫暖有力的聲音仍深受今日音響迷的喜愛。而GE開發(fā)的VT4C(211),原本作為發(fā)信用發(fā)振管,出力19瓦,聲音輝煌燦爛,與WE的211同樣青史留名。 英國部份也很精彩, GEC(The General Electric Co. of England)所推出的KT66與KT88,可以說是六0年真空管黃金時代最著名的產品之一,McIntosh MC275就以KT88為輸出管,Quad以KT66為輸出管,今天一支全新的CEC KT88可抵金價。GEC另有輸出功率達30瓦的大型直熱式三極管DA100(大小與GE211相仿),但留下的并不多。Mullard的EL84/6BQ5與EL34/6CA7同樣是杰出的高靈敏度五極管,EL84輸出6瓦,EL34輸出11瓦,甜美的音質令人難忘。Osram所生產的PX25具有陰柔透明美感,與稍早的PX4都是英國著名的直熱式三極管。德國Telefunken在1930年代開發(fā)的三極管RS237、1960年代開發(fā)的EL156(推挽輸出130瓦),代表了德意志民族理性的特質,他們的小型管6DJ8也成了音響迷追尋的目標。直熱式三極管風潮二次大戰(zhàn)后唯一使用WE 300B真空管的家庭用擴大機是Brook 10C。這部機器備有2.4V和5V的燈絲組,可以替換使用2A3與300B,由于早期RCA的2A3物美價廉,又跟300B一樣都是單一屏架構,除了輸出功率較低外,音質相差不多,所以大多時候都用2A3。后來為了降低成本,RCA把2A3改成雙屏,音質有了變化,只剩300B獨領風騷。 六0年代中期,雖然擴大機已經是晶體管的天下,一群法蘭西發(fā)燒友卻發(fā)現用單端直熱式300B推高效率的號角喇叭,用來回放爵士Big Band演奏簡直令人陶醉。這個發(fā)現只在極少數音響迷中間流傳,七0年代一位法日混血兒Jean Hiraga把WE 300B的玩法帶到日本,引起了很大的回響,1973年「MJ無線與實驗」雜志把WE稱為夢幻管球,它的地位與日遽增。1989年美國Richardern Electronics推出Cetron品牌的300B,更助長直熱式單端三極管的熱潮,連帶的805、211、845、810、811等大型直熱式三極管也從倉庫中被挖了出來。1992年大陸曙光廠也推出300B,然后九0年代重新設計的VV30B出現了,這大概是世紀末專為音響迷開發(fā)的唯一真空管了。蘇聯圣彼得堡的Svetlana加入大戰(zhàn),推出SV811三極管,特性與300B接近,加上重新生產的WE 300B,只怕這股狂勁還會持續(xù)發(fā)燒。目前有名的三極管擴大機包括意大利Unison的Smart 845(輸出功率16瓦)、英國C.R. Development的旗艦Amphion前級與Carmenta后級、美國VAC、法蘭西Jadis、美國Manley與VTL等。美國Cary則生產了很多三極管擴大機,包括一款CAD300SEI綜合擴大機。1993年Cary首先推出以三極管放大的SLP-90前級,引起很大回響,之后開發(fā)的CAD300SE,成為九0年代美國第一家推出300B擴大機的廠商,1996年的CAD211M與CAD805B,又創(chuàng)大功率三極管的新猷。英國Audion推出的Silver Night 300B可以說是現代設計的典范,金光閃閃的型式與平實的售價吸引了許多人。日本可以說是三極管擁護者的大本營,上杉研究所推出的Uesugi幾乎是當年WE擴大機的現代翻版;山本音響工藝推出的Yamamoto Sound Craft與小廠Zaika同樣也采用WE線路。此外還有新藤所推出的Shindo Laboratory、西村電機推出的NE、中村制作所推出的NS,以及Sun Audio、Sound Parts、Sound Atics、ATR、ALC、Audio Nankai、Bell Air、Fine Arts、Kanno、Highphonic、Krypton、List、Listening Device、Lotus Souns、Mejo Gran、Mactone、Milky Laboratory....等許許多多只在日本國內發(fā)售的制作。這些日本擴大機共同的特色是︰很貴、很精致、很漂亮、很稀有。真空管經典銘機單聲道代的真空管擴大機仍然保存者并不多,使用上也不太方便,眾所矚目的WE,并沒有針對家庭用戶推出過擴大機。雖然WE在聲學領域貢獻卓越,例如1924年的電氣錄音模式;1927年的NFB回路理論及有聲電影的開發(fā),1931年的錄音座的試制,1957年45/45模式刻片的發(fā)展等,但都屬于專業(yè)領域。目前可以找到的WE擴大機包括1934年為300A推挽工作所設計的WE86(使用WE274A整流,增益與反相使用了三支WE262A,輸出功率15瓦)、1936年的594A,以及1937年為300B所設計的WE91B等,它們都是劇院用擴大機,外型相當簡陋,卻非常的堅實耐用。1950年代兩大天王巨星非Marartz與McIntosh莫屬,英國方面只有Quad留下珍貴的記錄。本地二手市場偶而可見英國Leak的產品,這家公司是H.J. Leak創(chuàng)立的,他所推出的Point 1真空管前級失真率低于.01%,創(chuàng)下當時世界記錄,與Quad的產品不相上下。以后Leak成為Rank集團的一員,推出非常有名的三明治夾層式錐盆揚聲器振膜,用發(fā)泡苯乙烯制成錐形物,兩面再貼上薄鋁片,是揚聲器科技的一大突破。一九七○年代中期,這家英國廠商逐漸淡出市場,終至完全消失。至于1953年推出的Quad II,采用英國GEC的KT66推挽工作,額定輸出15瓦(實測約有25瓦),原本也是單聲道設計,但因它體積小巧,所以立體聲時代來臨音響迷寧可多買一部,也要繼續(xù)使用它。Quad II輸入級使用EF86五極管,高壓直流整流使用GZ32,再加上兩支KT66,構造非常簡單,每部重才9公斤而已。Quad早在1938年就推出第一部擴大機,輸出功率10瓦;1948年繼續(xù)推出真正有Hi-Fi規(guī)格的QA12/P,然后在這個基礎上發(fā)展成Quad II。Quad II聲音極美,一直是Quad的招牌之一,直到六○年末期才被33/303的前后級組合所取代。Marantz的輝煌記錄1952年由Saul B. Marantz在紐約創(chuàng)立的Marantz,1954年首先推出Audio Consolette單聲道前級,然后有內設RIAA等化線路與錄音帶鑒聽線路的Model 1前級。1955年Marantz推出采用超線性放大線路,輸出級使用6CA7真空管,輸出功率40瓦的單聲道擴大機Model 2。1957年幼推出基本線路與Model 2相同,輸出功率降為30瓦的Model 5單聲道后級。不過Marantz最令人懷念的產品卻是1958年的Model 7前級、輸出功率30瓦的Model 8后級,與1960年推出的Model 9后級,另外加上1964年推出的Model 10B真空管調諧器。Marantz 7采用六支ECC83/12AX7真空管,內設三級NF型均衡器與NF型階梯切換式音調控制,并設有多種唱片等化線路。1964年Marantz推出的Model 7T前級,雖然外觀依舊,卻已經變成晶體版本了。Model 8使用硅整流器,后來它的電源變壓器改良過,輸出功率增加為35瓦,成為Model 8B。Model 9同樣使用四支6CA7/EL34輸出管構成并聯推挽線路,另外只用了兩支6DJ8/ECC88與一支6CG7,就獲得70瓦輸出功率,架構比競爭者的McIntosh MC275簡單多了。Marantz的晶體擴大機始于1965年的Model 15,輸出功率60瓦,1967年推出晶體收音調協(xié)器Model 18,到1969年推出該公司第一部綜合擴大機Model 30,起碼還維持Marantz的道統(tǒng)面版,之后的Marantz產品就只剩商標而已。閑話兩句,你可能不知道Marantz也推出過喇叭吧?時間是1968年,稱為Imperial系列,至于聲音呢?很抱歉,完全不知道﹗裝甲濃重的McIntosh早于1946年成立的McIntosh,與Marantz一直是最大的競爭對手,1949年推出第一部前級AE-2與第一部后級50W-1,輸出功率50瓦。1951年繼續(xù)推出改良型號50W-2,使用6L6輸出管;另外有一部20W-2后級,輸出20瓦。1953年推出C104前級,然后有C108、C8、C4等多款單聲道前級,也有1954年使用6BG6G輸出管,功率30瓦的A116后級;1955年從A116改款的MC30后級;使用6550強放管,輸出60瓦的A121;以及從A121改款的MC60;輸出40瓦的MC40;使用KT88/6550,輸出75瓦的MC75等多部產品。McIntosh的立體聲產品在1959年才推出,第一部立體聲前級是C20推出,C20有相位切換、高低音調整與低音補強等功能。1961年C11前級問世,1962年McIntosh最后一部真空管前級C22推出,如今C22前級與同年上市的MC275后級,仍是McIntosh迷眼中的夢幻組合,也是「McIntosh Sound」的最佳代言人。后級擴大機部份,1960年推出的MC240,等于是兩臺MC40,與1962年推出的MC275,到今天都還備受歡迎。MC275使用了四支GEC的KT88/6550在輸出級,獲得75瓦的功率,輸入級為12AX7,反相用12AU7,此外還用了12BH7、12AZ7等小管子在增益級。不過造成McIntosh聲音特色的最主要原因,據稱是特殊的變壓器繞法,這項絕技差點就失傳了。McIntosh在六○年代很快放棄真空管而投入晶體管陣營,1965年的MR71調協(xié)器、1968年的MC3500后級(輸出350瓦),是McINtosh最后的兩部真空管制品。Audio Research絕地大反攻Audio Research在七○年代初期創(chuàng)立,當時已是晶體管的天下,Audio Research的頭家Bill Johnson以修改Dynaco真空管器材起家。Bill Johnson對真空管非常有研究,甚至是溺愛,在Audio Research的前身Electronic Industries他就推出一部一百瓦的真空管后級,到了1974年Bill Johnson甚至設計了一部輸出四百瓦的真空管后級,展露出他在真空管方面的技術。Audio Research有一陣子停止真空管擴大機制造而轉為晶體擴大機,因著這個機緣,他卻發(fā)現了真空管與晶體混和運用的妙處,從SP-11前級之后,Audio Research開創(chuàng)了真空管/晶體混血的新領域。從Audio Research最早的SP-1、SP-2、SP-3前級,到最后一部純真空管前級SP-10,以及混血設計的SP-11、LS-1、LS-2、全平衡的LS-5、Reference,處處留下驚艷。從第一部后級D-50開始,歷經D-51、D-75、D-76、D-150的純真空管時代,到M系列、Classic系列,以及全平衡的VT系列、輸出600瓦的巨無霸Reference,Audio Research也稱得上知音滿天下。七0年代的Dynaco PAS系列前級、Stereo 70與M-60后級,造福過許多阮囊羞澀的發(fā)燒友。其余著名的真空管擴大機還包括EAR 509、Michaelson & Austin TVA-1、Conrad-Johnson的Power Amp等。進入八0年代,后起之秀風起云涌,大家比較熟悉的有意大利Unison Research、加拿大Sonic Frontiers/Anthem、美國Quicksilver Audio、美國Cary、法蘭西Jadis與DRG、北歐Copland、美國Convergent Audio Technology、VAC、Counterpoint、Manley、VTL等。 至于在日本方面,老牌的Lux算是少數跨入國際舞臺的真空管制造商,采用OTL線路的MQ-36(輸出管6336A,功率25瓦)、1966年使用英國GEC KT88強放管的MB88、1969年采用三極管50CA10的MQ60、1984年采用WE 300B真空管的MB300,以及邀請Tim de Paravicini設計的MB3045等,都是轟動一時的名機。1986年在大阪高槻市,由三浦篤與石黑正美兩個人所成立的Air Tight,則是另一家打入國際市場的日本商家。從最早輸出使用EL34輸出36瓦的ATM-1后級、1988年使用KT88輸出80瓦的ATM-2后級,到1994年使用6L6GC,輸出24瓦的ATM-4后級,Air Tight為現代真空管制造工藝豎立了新的標竿。參考數據「Stereo Sound」 - 管球王國大冢 久著,「幻的真空管800種的軌跡,The Classic Valves」,1994「70 Years of Radio Tubes and Valves」日本墊子機械社編「電子管的歷史」,1987 歐美主要真空管廠一覽Arcturus - 美國小廠, 1927年取得RCA授權開始生產旁熱管,特色是運用了Carbon Heater。1952年創(chuàng)立者過事后仍繼續(xù)經營,以使用藍色燈管著名。Eitel McCullough - 1925年推出西屋公司的第一支交流真空管,從1930年代中期開始生產送信管。Amperex - 1936年開始制造真空管的美國公司,1955年被Philips收購。Cunningham - 1915年開始生產三極管,打破Le de Forest壟斷的局面,后來成為RCA經銷商,1931年被RCA并入旗下,而Cunningham則在1933年成為RCA Radiotron的總裁。Ken-Rad - 1926年創(chuàng)業(yè),以Archatron的品牌營銷。Sylvania - 1924年創(chuàng)立的美國小廠,曾一度停工,1980年代初期恢復生產。Tung-Sol - 1930年代開始生產真空管,1932年發(fā)售自己設計的真空管,二次大戰(zhàn)后終止。De Dorest - 真空管發(fā)明人的自有品牌,1915年開始生產,1933年被RCA并購。National Union - 1930年初由Magnatron、Marathon、Sonatron、Televocal四家公司合并成立,在紐澤西州生產舊型管與道統(tǒng)真空管,二次大戰(zhàn)中生產發(fā)射管與特殊管,1950年初停產,旋即又重開生產線。Hytron - 1926年設立,二次大戰(zhàn)后被CBS并購。McCandless - 最早的球型真空管制造商,也是1915年以前美國唯一的真空管生產商,后來成為RCA的經銷商直到1930年代。Myers - 創(chuàng)辦人曾在Le de Forest公司工作,不久即獨立創(chuàng)業(yè),但遭到多家公司控告侵權。一次大戰(zhàn)后改名為Radio Audion,被WE告得躲回加拿大;1920年后重新開業(yè),旋即被RCA控告而破產。Moorhead - 1915年開始生產,以Electron Relay品牌發(fā)售,1923年停業(yè)。GE(General Electric) - 世界最大的電機公司,也生產了許多軍用真空管。RCA(Radio Corporation of America) - 1919年設立,世界最大的真空管制造商,1977年關閉生產線。WE(Western Electric) - 世界最大電話公司AT&T的制造部門,1988年關閉真空管生產線。WH(Westinghouse) - GE的子公司,最初幫忙GE與RCA生產真空管。Ediswan - 1883年由艾狄生燈泡公司英國分公司與Swan電燈公司合并而成,世界第一支二極真空管由他們所制造,由于蒙英國皇室青睞,得以使用Royal ediswan的標志。A.C. Cossor - 1896年成立生產科學用玻璃器具,1902年起生產X射線管,1908年開始制造醫(yī)療用燈泡。一次大戰(zhàn)時加入真空管生產,開發(fā)具有頭盔型陽極的特殊管,1930年發(fā)表世界最早的高周波五極管。二次大戰(zhàn)后與美國喜萬年合作,改組為Electronic Tube,1949年被EMI收購而停止生產。Hivac - 從1932年開始生產特殊真空管的英國小廠。Mullard - 1920年成立,Mullard曾是愛吉斯奧燈泡研究所所長,最初開發(fā)了許多特殊的無線電發(fā)射管,1927年被英國Philips收購。Marconi - 1900年成立,從事與無線電有關的真空管制造。Lissen - 最早是制造收音機零件,1929年開始銷售BTH生產的真空管,兩年后自己生產,擅長電池式收音機真空管,1935年終止。BTH(British Thomson-Houston) - 1986年美國GE的前身Thomson-Houston Company的英國分公司,主要產品為重機電,也生產燈泡,戰(zhàn)后成為英國首席無線電制造商。1927年與其它公司合并成AEI,以Mazda品牌營銷。MOV(Marconi-Osram Valve) - 1911年首度生產三極管,一次大戰(zhàn)期間率先生產大型真空管,1919年與GEC合并,以MOV品牌銷售GEC產品。STC(Standard Telephone & Cable) - 1925年美國WE在英國成立的分公司,1934年后以Brimar品牌出現,最后被并入AEI。Philips - 1891年以制造燈泡起家,1917年加入真空管的生產,近年來已成世界最大的真空管生產集團。Volvo - 1924年成立的德國公司,隸屬于Muller的制造部門,后為Philips收購。Siemens - 德國AGE旗下的大廠,從事真空管與有線電話的制造。Telefunken - 同樣隸屬于德國AGE旗下的無線電部門,六○年代停止生產。Loewe - 1926年開發(fā)出復合管的德國公司。 A. Grammont - 一次大戰(zhàn)中最早制造球型三極管的法蘭西廠商,成品叫Fotos。 膽機KT88?KT94?KT100的演變 金煒杰 似乎世界上有名的膽機大廠在它們所出品的膽機當中,很少看到末級功率放大電子管使用KT100的,大多數是以KT88、6550為主。確實,KT88和6550是一只很不錯的大功率放大電子管,它輸出功率很大,效率又很高,而所需的推展電壓又不需要太大,是一只很容易伺候的電子管,因此,在各膽機生產廠的產品當中,差不多都能找到它們的芳蹤。KT88的陽極消耗為40W,在單管甲類工作狀態(tài)下輸出可達12W,由于該管設計合理,廉閘極極電流與屏流的比值較小,可達到約1/12。目前國內產的KT88品性水平已能夠與外商提供的樣品(這些樣品是國外在電子管最盛時期生產的)相近似。1994年英國PM公司總裁Peto先生到中國曙光電子管廠時,曾提出過KT88外型粗短,玻殼平頂不夠美觀及其它一些問題,希望能夠改進。于是曙光廠積極的采取了一些措施,它們將KT88原型的芯柱加長了3mm,玻殼改為圓頂,去掉了側面的吸氣劑。于是,一個變型的新膽管降生了。由于是在94年由曙光廠改良所成的,因此,新管的牌號命名為KT94。經過嚴格的各種試驗結果證明︰KT94的各項性能指針與KT88完全一樣,兩種膽管可直接換用,你只需從美學的角度來衡量選用就可以。KT100是在KT88基礎上又進一步改良而研制的新產品,因問世較晚,在電子管手冊中很難查到它的數據。很多人以為KT100是湖南長沙曙光電子管廠近幾年來研制開發(fā)出來的品種,因此并沒有引起太多的反響。其實,KT100是在膽管與晶體管交接時期的大變革年代中由西門子公司開發(fā)研制的新品種。KT100除保留了KT88的全部優(yōu)點之余,還有比KT88更大的功率,十分適合推展一些“大食喇叭”工作。一般來講,采用KT88或6550的機型,都能夠使用KT100直接換用,因幾種管子的電壓及負載阻抗都差不多。KT100與KT88不同的是︰KT88的陽極采用的是碳化鍍鎳鐵材料,與國外的同類產品是一致的。而KT100采用了近年來開發(fā)的新型材料,它的屏極使用了銅芯覆鋁鐵材料所制成,它可以改善膽管的耗散能力,在同樣的工作環(huán)境下,KT100比KT88的功耗富余量更大,工作更加穩(wěn)定。 真空管之百年步伐 四極管制造名器的誕生 每次當我聽到KT88這個編號,立刻使我聯想起美國“麥景陶”之MC275。這部在真空管時代末期聲名顯赫的功率放大器,記得是一九六二年推出上市,當年亦即是首部固體式晶體管HiFi擴大機初面世的交接時期。美國Acoustec公司就在當時推出I型原子粒功率放大器及II型原子粒前置放大器。當然,原子粒(晶體管)式掀起的熱潮是在從當時起數后十年以上的七O年代初期才正式開始。在六O年代,甚至七O年代,“麥景陶”MC275是被一致公認為最佳真空管放大器之一,稱它為“名器”,也一點都不會錯﹗MC275之誕生,使我們對這支在日本還很陌生的英制功率管──KT88,留下一個極為深刻的印象。在現下幾乎是原子粒機世界的時期,熱愛膽機的發(fā)燒友,還是頑固勢頭地繼續(xù)酷愛2A3及WE300B之類的三極真空管,雖然明知四極管有更大的功率輸出,但因音質遠遠遜色于三極管,所以一般發(fā)燒友都對四極管敬而遠之,但在四極管之中,單單只得KT88例外受到寵愛,連最高級的“名器”都使用它,地位之高,可想而知﹗當然,KT88不只是落得虛名,它之所以受到歡迎,是有其一定的魅力。這支在美國以相同規(guī)格出廠,以6550為名的四極管,當年被麥景陶的設計師(G.Gow)大膽采用,善用其獨特的特性優(yōu)點,巧妙運用它設計出一種優(yōu)異的放大線路,設計師慧眼識英雄,應記一功﹗約在一百年前開始 提到真空管放大器,從艾狄生的時代開始至今,走了無數迂回曲折的道路。真空管在這百年間的歷史沒有太多人談及過,以下就讓我們試放眼看它在這百年間的轉變過程吧﹗ 在一八八O年初期,艾狄生改良了白光燈膽(在此之前是一種未完成的錫箔式放電系統(tǒng))。艾狄生在研究燈泡的過程中,意外地有一個小小發(fā)現(當時他是這樣想),就是在燈泡里,如加入一支電極,而將它連接到鎢絲的電源去,被加熱后的鎢絲,是會向電極放電,在電極的線路里便會產生出電流來,這個物理現象,就是在今天被稱為“艾狄生效應”。 被放射出來的電子,是只會流向電源電位高的一方(即電極),另外的一方是不會產生電流,這個意味著有整流作用的重大發(fā)現,艾狄生在當其時沒有注意到,只稍作申請了專利權而已,就這樣將它完全忘記。在艾狄生無數的發(fā)明中,關于科學原理的發(fā)明,就只得這個“艾狄生效應”而已。他在發(fā)明之后又沒有利用過的驚人發(fā)現,相信就只是此次是例外吧﹗ 艾狄生需要“委托”他人才發(fā)明了真空管,但他在一八八三年發(fā)明的留聲機,就是今天HiFi音響器材的前身,身為發(fā)燒友的我們,是值得向他老人家致敬﹗在1904年,曾經一度是英國Malcony公司顧問的J.A.Fleming先生,卒之發(fā)明了用在無線電信中檢波器的二極真空管。這次發(fā)明的原有概念,就是來自艾狄生早在十年前發(fā)明的“艾狄生效應”。他由于曾擔任倫敦的艾狄生電燈公司顧問,所以當年艾狄生做的實驗他也在場,離開艾狄生電燈公司后的他,仍繼續(xù)不斷進行更深入的研究。Fleming將發(fā)明了的二極真空管取名Bulb,或稱Valve(取其電流只向單方向流,不會反方向流,像一道“活門”)現時流行的叫法是真空管,全部都是同一樣東西。 Fleming Bulb從此奠定了其后的真空管技術之基礎,反為它本身就未能在日后被全面應用在無線電通信器材方面。兩年后,即一九O六年,美國Do.Forest公司,將一支額外的電極(Grid),放入二極真空管里,成功發(fā)明出一種能有效有作檢波及增益的三極真空管(Orthicon)。Grid是指額外再更入的電極之形狀極形似燒烤用的鐵絲網(Gridiron),所以又稱Grid。由于Fleming力稱他是擁有真空管發(fā)明之優(yōu)先權,所以英國的Malcony也罔顧一切,靜悄悄地生產起三極管來。正所謂肥水不流別人田,美國Do.Forest公司大為不滿,更因此與Malcony公司為了三極管一事鬧上法庭。這場長達十年的官司,卒之在一九一六年得出結果。法庭宣判Do.Forest的三極管,觸犯了二極管的專利權,而Malcony公司出產的三極管,也侵害了Do.Forest公司注冊的三極管專利權,結果是兩敗俱傷,無好結果,兩間公司都不準許再繼續(xù)生產三極管。 法庭此次的裁判,大大妨礙了真空管的發(fā)展?;钣谜婵展軄碇圃旆糯笃?,正正式式是在第一次世界結束后才開始,即一九二O年以后的事。 HiFi時代的真空管放大器演變前后 首先,使用(High Fidelity)一詞,是在一九三O年代中期開始。在此時期,美國Western Electric公司的WE300A及RCA公司的2A3,在同一時間面世。這兩支“威水”三極真空管,在音響歷史上,寫下了光輝的一頁 WE300A是被用來制造WE86擴大機,專門應用在當時的有聲電影院里。2A3則裝在RCA之豪華型“衣柜式”唱機──Electroller D22里(自動換唱片)。由于WE300A是應用在專業(yè)器材里,一般人連看也未看過,因此對它毫無認識。以消費者留聲機模式上市的2A3,就因而被注視。當時有很多發(fā)燒友利用這支功率作推挽式放大,制造出有22瓦之“大功率”放大器,令當時的發(fā)燒友聽得如疑如醉﹗ 一九三九年,美國哥倫比亞公司為了獲得一種更寧靜的古典音樂回放效果,率先使用了Lacquer Master去刻片。在第二次世界大戰(zhàn)中(一九四四年),英國Decca亦發(fā)明了一種更新的錄音方法,稱為FFRR(Full Frequency Range Recording)全頻帶錄音。(這錄音方法由于是在研究敵方潛水艇的聲音分辨方法中演變出來,錄音的頻應可從30赫伸展至14000赫,也是78轉SP唱片時代勞最大極限頻應范圍。) 另一方面,在戰(zhàn)爭中發(fā)明的電子技術,也在戰(zhàn)后發(fā)展成為平民日??衫?,在一九四八年,首張LP大唱片宣告誕生。音響技術在此黃金暑期因此大放異彩。 首部在美國上市的真空管放大器,是在第二次世界大戰(zhàn)結束同年之十月推出,制造廠是Fisher。HIFI時代的序幕,是在LP模擬式大唱片面世之前一年(一九四七)掀起。當時的最觸目的放大器電路,計有Williamson線路及在一九八二年逝世(八十一歲)之RCA公司Harry,F.Orson博士設計的Orson線路。 歐美真空管放大器的黃金時期 Williamson放大線路是當其時HIFI放大器的代名詞,英國HIFI雜志(Wireless World)就在一九四七年四、五月號一期刊登過。雖然現下的放大器線路加入負回輸(原子粒機有些加入40分貝之負回輸)是眾所周知,但當時威廉臣線路就大膽加入20分貝之負回輸,令全世界的發(fā)燒友都看得目瞪口呆。 Negative Feedback(負回輸)原理的發(fā)現,是早在一九二七年八月二日。發(fā)明人是美國Bell 研究所之設計工程師Harold Black,當日他乘坐一艘游輪,在遠眺自由神像之時突然構思出來,他當時立刻拿來一張當天的紐約時代日報(Time News),就以第一時間將這個設計概念記錄下來。但直到數年之后才實際研究成功,時間是一九三三年。被運用在電話機的放大線路,是在一九三六年,當時的輸出變壓器甚差,雖用了負回輸放大電路去減低失真,但失真仍然是驚人之大(以目前的標準比較)﹗ 由于當時的輸出變壓器沒有今天的廣闊頻應,雖然威廉臣放大器聰明使用了20分貝的負回輸,但后來卻被很設計師不斷指出其缺點,縱使如此,變壓器的重要性能夠因此被人初次認識,大大影響其后的放大線路技術;負回輸的發(fā)明亦沒有白費到﹗威廉臣功率放大部分雖用了KT66四極管,但因與三極管以推挽式接合工作,輸出能高至10瓦。 另一方面,Orson放大線路卻用對稱式排列法,將6F6與三極管以平衡式連接,完全不加負回輸。這種放大部之設計意念,是考慮其為家用式HIFI放大器,而將其頻應特性、失真、輸出及制作費等取得最妥善的協(xié)調,定下額定范圍。Orson博士不采用負回輸是有其理論,雖則加入負回輸能將放大器的頻寬拉闊,但卻要付出龐大制作費,因此不太適合一般家用式放大器,用三極管及不加負回輸,是既簡單又能理想的音響效果,更適合普通家庭使用﹗ 在一九四九年的Audio Engineering雜志十二月號刊中,麥景陶線路被首次發(fā)表。線路是將6L6G四極輸出管與一種特別繞制的輸出變壓器連接的single ended“變相”推挽式放大。這種稱為雙絲式(bifilar)的特殊繞制變壓器,由于能夠消除B級推挽式放大的交越失真,因此能有50瓦輸出、全頻帶失真低于百分一之高水平性能﹗以此電路,麥景陶50W─I型專業(yè)放大器正式上市﹗ 首部被我們這一輩子發(fā)燒友深愛的同廠放大器,是在一九五五年推出的MC60,鉻鐵制機殼,變壓器外殼的方型圓角,單是外形已令人迷迷疑疑,性格十足(當時業(yè)余發(fā)燒友自己裝嵌的放大器只將真空管與變壓器裝在一個普通鐵造起角的機殼上)。其后上市的MC─75,是采用相同電路,將6550作推挽式放大的60瓦輸出放大器以KT─88(這也是KT─88初次出場)代替,而將輸出提升至75瓦的功率放大器。后來更將它立體聲化,MC275便宣告誕生。 前級放大器之面世 踏入LP時代之后,前置放大器便應運而生。先前曾提及過RCA在一九三四年推出之D22型豪華留聲機,雖不是唱LP大唱片,但已看到附有volume-expander之附加放大器了,但這并未真正算是前級放大器。當進入LP時代后,由于刻片前要經過頻率均衡(增強高頻、減少低頻),所以當回放時便需要一部前級放大器將之還原(減少高頻、增強低頻)。但每間唱片公司都有不同的均衡標準,所以如果用相同的重放線路,可能每張唱片都有參差不齊的重放曲線,有時甚至同一張唱片,但A、B兩面都不同的回放頻應曲線﹗ 當時具代表性的均衡標準計有AES、NAB、RCA、Columbia、FFRR及歐洲規(guī)格之CCIR等多種,因此當時的前置放大器都附設有可選擇不同均衡標準的選擇制。直到一九五五年才將這個均衡標準統(tǒng)一,成為沿用至今的國際通用標準──RIAA。 HIFI放大器的祖先們在一九五O年后,各種放大器相繼紛紛推出。一九五O年,英國Quad 被P.J.Walker重振雄風,推出I型前級及功率放大器。一九五一年,真正優(yōu)秀的放大器才面世 (正式名稱是extended class A放大器,四極管與三極管使用同一偏壓(Bias,是一種罕有的A、C級合并式工作放大器),將6L6閘極極連接在輸出變壓器之頂(輸入端),具有超平直線性響應;設計師其中一位是日后創(chuàng)辦Dynaco公司之D.Hafler。Quad也在同年推出II型功率放大器,初級放大器使用FE86五極管,輸出用四只KT66四極管,線路簡潔,輸出變壓器是Quad自制,輸出有15瓦。 一九五五年,通用電子(GE)公司的Petersong 與Syncrea發(fā)明了一種Single ended push-pull放大線路,消除了因變壓器漏電。電感所引起的開關失真。這種放大線路雖然也采用輸出變壓器,但工作量卻大大省略,其后更發(fā)展至OTL線路,所以可稱為今天晶體管擴大機采用的SEPP線路之原型。講起OTL線路,第一部OTL放大器亦在同年上市,制造者是Stewarts。 五三年,Borgan Amp,White Powerton Amp,Crosschart PP,Multi Feedback Amp;五四年Linear,Standard Amp,BTL線路及無限量負回輸線路等數之不盡的線路,有如雨后春筍,接踵而來;同年英國Leak公司也推出“Point One”系列放大器,失真率只低于百分之零點一,所以被稱為Point One,當時此部低失真放大器便曾一度成為佳話﹗線路方面也只不過沿用KT66與三極管連接而成的推挽式線路,沒有值得提及的優(yōu)點﹗可與麥景陶并排而列,名門名器之馬蘭士,也在同一年推出#1號前級放大器,跟著在五五年便于工作再推出#2功率放大器。 日本制放大器之歷史 在此段期間,所謂“日本制放大器”,主要是指業(yè)余無線電發(fā)燒友的手制放大器 。以我記憶所及,“威廉臣”放大線路是在昭和廿五年(一九五O年),首先在三月號的《無線電技術》雜志公開發(fā)表?!胞溇疤铡本€路即在第二年(一九五一年)八月之《電波科學》里首次公開。亦即在外國發(fā)表后兩年后,才被(日本人)認識。雖然隔了兩年時間才被認識,但當時的情形,是令人沒法不興奮的﹗ 日本哥倫比亞公司在昭和廿六年(一九五一年)首先推出第一張日本制LP大唱片,當時的技術性雜志,只大部分刊登一些關于改良留聲機的方法關于先前提及之多種HIFI放大器線路,是在往后幾年才在雜志上發(fā)表。 昭和廿七年十二月(一九五二年),第一屆全日本音響大展宣布隆重舉行。同年,Lux以一種采用廣闊頻應之輸出變壓器制的“X”系列真空管放大器,成為HiFi電聲界之熱門話題。其實,Lux廠早在戰(zhàn)前(一九三六年左右)已生產了一部753型不俗的真空管放大器(輸出10瓦,有HiFi傾向之高水平膽機),相信仍有很多人能記得起這部機,但無論如何,Lux是以這只高質闊頻應輸出變壓器一舉成名,聲名大噪。 由大廠制造之真空管放大器之出現,是從昭和廿九年(一九五四年)才正式開始。山水以功率放大器(HF─2A3S)及前置放大器(HRR─100)創(chuàng)先河。Lux接著在昭和三十年(一九五五年)推出“KMV6”及“KMR5”套件式功率放大器。山水設于東京、Lux設于大阪,這兩間大廠分處東、西兩面,將當時的國產放大器劃分成兩大類,確實引起廣大人士對當時的放大器產生極為渾濃的興趣。 這些國產膽機,單看型號也可推測其所用之真空管是何種型號,例如山水之2A3、Lux之6AR5及6V6,同年先鋒也使用6V6做輸出管造出功率放大器HF10M。至于外國的線路就多用KT88、KT66及6550之類的四極管,6V6就被廣泛應用。 看看這些真空管的價錢差異,大家便會更了解。以八O年的市價,一支KT88售價約八至九千日元(港幣三百元左右)、KT66售價約七千日元(港幣二百五十元)、6550售價約四至五千日元(港幣一百六十元左右);而6V6只需二千日元以下(低于港幣六十元)便可以買得到。以上是四極管,以下的三極管大約售價是︰2A3要八千日元,至于已屬“名器”之“補品”──WE300B,平均售價約三至五萬日元(港幣一千至一千七百元左右)一只﹗ 至于采用這支“補品”真空管初上市的功率放大器(只單用一只WE300B),就是大阪的“Stereo Gallery─Q”在昭和四四年(一九 |
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