音响侠客行六十五：武林旧事：胆机音响发展简史

第尾才子

杭州又称武林，武林旧事讲杭州的故事，第尾才子讲胆机的旧事。

虽说音响器材在电子管发明之前就已存在，不过当时对它的性能要求并不高也不可能高，而且主要是用声学放大，做人肉雷达比做唱机重要。另一是电磁放大器，这东西以饱和磁场变压器为核心，主要用于低音频电力推动系统，V2导弹便用它作为导向之用，但音响就无法升任，也不讲了。



<人肉雷达>

第一代电子管扩音系统限于技术，只能以201等管推动舌簧喇叭（当时舌簧喇叭已是低失真了，远比动铁号角、动铁橡皮好多了），谈不上保真度，输出只有几百毫瓦。但当时已是一大发明。



10, 50号管的出现, 形成当时的音响器材产业, 但好景不长, 1929年经济不景把大功率器才市场打残。当时一所音响公司甚至搞过双盲试验，而参与者中当中有一半人更发誓他们分不出那是音响那是真人演唱。



(1936年的30W “HiFi”)


人生如梦，岁月无情，蓦然回首，才发现一切都是过眼云烟。2A3及300B的出现是当年的里程碑，2A3单只已有3.5W输出，加上励磁式喇叭，在百人小礼堂内便用已桌桌有余，在家听唱片，一个单端2A3输出3W，5%失真，纯直流交连的第一代音响，是当年的第一流音响，这种机现在还有人在做。


<2A3单端>

对比于2A3, 300B可算是倒霉至极。本来它是当时民用的最大功率音响管，西电把它当宝贝，做成机器只租不卖。但这胆机在1938年才推出市场，因此不敌1937年推出的6L6瞬间淘汰，机器租不出就收回储仓以致于消毁，甚少流出市场，以改300B机今天是天价的器，但由于是牛推机，实际上也鲜有成功复刻（虽然好的推牛才卖200元）。当时流行束射及五极功放管6L6、6F6、6V6、47等，根本便没有人理会300B这东西。在音量及效率为先的年代， 300B失败主要原因是推动太难，峰值达七十伏，不用牛推推不动，用牛推如非神牛则送超窄频响（神牛初级要求100H以上电感，次级3倍即近300H），用6N7勉强去推就推动管变强放管用，自行奉送近10%失真。用6SN 7去推就送削顶或推不动。当时的平价300B机多用五极管6SJ 7, 这峰值达一百多伏，只是频带太窄及失真有点高，由于当中有富余，因此反可加些负回馈去改善，远比烂牛去推强。但这种做法大师们都一棒打死！正如某大师所言, “俺只用低U三极管, 绝不用负回输”，这是300B很少能做好的原因。其实现代五极6J6，6AU5等去推其实效果不差，当然土制神牛更好。但这有些难度，我日后再发文讨论神牛制法。



300B在被6L6G淘汰后便论为稳压管，线路基本失传。在6080出现后连稳压也不用它，这管坐冷板直到60年代，当时法国流很听Jazz ，这些窄频机恰恰有Jazz 味，于是大行其道。

1937年，6L6的出现迅速使三极功放管没落，它单个可有10W （却有失真10%），6W时失真的为5%，AB1推挽30W，这比之前的所有音响管输出都大，失真2%，也比2A3推挽（2.5%）、300B推挽好。在考虑音量为先的年代，这无疑是首选管。



1927年美国贝尔研究所的布莱克试验成功负反馈放大器后，高保真度声频放大器几乎都无例外地采用了负反馈技术，适当的负反馈能使放大器各个参数更好，声音更悦耳。6L6推挽加负反馈，可把失真圧到1%，是当时的最高水平，对于中波、长波广播、78转唱片而言，这已是超音源水平之作。但这胆生不逢时，经济不景无人买，RCA便缩小它为6V6以利推广, 6V6、6F6（另一五极功放管）渐渐成为当时两大主流管，后来分别发展为6AQ5 （6P1） 及6BQ5（6P14）。

在二战之前，由于战云密布经济消条，音响以服务为主，大音量加省电是最高要求，音质只是过得去就行，因此6L6这些7W输出+10只失真仍可被接受。。但限于当年技术，当时的变化主要是用管的改良及单端对推挽，负回输的应用有限。简单而言，一派是用线性亮丽的2A3, 44伏推动峰值可用6N7, 全无负回输，失真约5%。另一派是6L6, 加15%负回输，剩输出5瓦，失真也是5%，但只要25伏左右推动，推动管要求低，那失真约1%，总体比2A3好，但耳测却不佳，用现代喇叭箱会结论其声音模糊松散，可是6L6机阻尼低的问题在老喇叭面前不重要。因此，流行的是6L6及其改进、衍生、原板的6V6, KT66, 6L6G,  6L6GT。而当时的神机是6L6推挽加15%负回输，功率20瓦，失真1%以下。


<20W低失真音响>


第二次世界大战后，由于慢转密级唱片（LP）、调频广播（FM）的出现，以及负反馈技术在声频放大器中的广泛应用，才真正揭开了高保真放大器的帷幕，而节目来源的进步及发展，更刺激了人们对高保真重放设备的需求。即使6L6推挽加15%负回输已可做到1%失真以下，但第一个能真称得上是HiFi 的器材是威廉逊放大器(Williamson Amplifier)，在1947年4月由英国人D.T.N. Williamson在英国《无线电世界》(Wireless World)杂志上发表的放大器，从前级到输出级全部使用三极电子管，加入大量负反馈，加上精心设计的神牛（输出变压器），电路初级由6SN7放大、第二级是6SN7屏音式倒相、后面是激励6SN7，三极接法的KT66作为功率管，最大输出功率约15w，失真0.1%而且不包水份（日后讲晶体管时会讲这水份是什么）。环路负反馈进一步改善性能，由输出变压器次级到初级放大管阴极约20dB。这种放大器及其变形曾风靡一时，仿制者极多，而且后来者都以自己的与之比较，连Hood 1969的作者都如此。正因这样，威廉逊放大器也有大量改良板，但改来改去都无法超过原作者。



当中例如奥尔森放大器(Olson's Amplifier)是1949年Olson发表的家用放大器，电路初级放大用6J5，第二级放大用1/2 6SN7，剖相式倒相用1/2 6SN7，输出级是三极接法的6F6推挽放大方式，输出功率5W时频率响应40~15000HZ。国产的政以807三极接法作为功放管，而业余的多以更易得到的6P3P.  但这些与KT 66是相近但不是对等管，这样改是达不到效果的。主要问题是负回输过大引起自激。因此，修改时必须把偏压，零件位置、庰压及负回输网络及量重新计算。但重中之重，输出变压器的质量！



相对于威廉逊放大器，超线性放大器是易于仿制，成绩也不差，但效率却高很多。超线性(Ultra-linear Amplifier)电路是1951年11月美国D．哈夫洛和H．克劳斯发表于美国《声频工程》（Audio Engineering）杂志的放大器，电路初级、倒相放大为6SL7,推挽激励放大为6SN7，输出放大是超线性（UL）接法的6L6G，最大输出功率20w。超线性接法是将五极功率管或集射功率管的帘栅极连接到输出变压器屏极绕阻抽头的帘栅极非线性负反馈，选择适当抽头位置可得到最佳的工作条件，输出内阻很低，改善了低频特性，非线性失真可达到比多极接法或三极接法都达不到的最小值，而效率及输出功率几乎与多极管接法时一样。超线性抽头的圈数比经试验规定，有20％（6V6GT、6AQ5)到 43％（6L6G、6BQ5），随使用电子管而定。这种放大方式至今仍受到相当普遍的采用。



<超线性放大器〉

与威廉逊放大器齐名的是阴极输出放大器，失直及阻尼都在一个极低的水平，而且对输出变压器的要求极低，因此也曾流行一时，但这种机效率太低，而推动要求太高，难以制成大功率的机器。



但这种机器仍有产品，例如麦记机放大器上加上半阴极输出，火牛多了一组接推挽管阴极，把管子改成半屏极一半阴极输出的机器，成为七十年代初的泰山北斗之作，但也因效率问题市场一直不好，也比威廉逊放大器的输出变压器更难仿制。


<半阴半阳功放>

线性标准放大（Linear Standard Amplifier)是1954年5月UTC公司发表于美国《无线电子电视新闻》（Radio & Television News）杂志的多重负反馈放大器，电路放大级放大12AX7，激励级放大6AU6，输出级放大5881，输出功率20W，总谐波失真在0.5％以下。多路负反馈有输出级电子管屏极到激励级电子管屏极以及阴极的局部负反馈，还有输出变压器次级到初级放大器管阴极的12dB环路负反馈是特征，多环路负反馈有利于电路工作的稳定。




对于威廉逊放大器、超线性放大器以及线性标准放大器等的高性能，都有一个非常关键的前提，就是要有一个漏感和分布电容极小的高度对称的优质输出变压器，其结构对性能的影响极大。为了获得高性能的输出变压器，要选择优质的铁芯材料和高纯铜漆包线制作，并采用分段、分层以及夹绕等特殊绕制工艺。这东西难以做好且十分昂贵，因此产生了无输出变压器的电路。

富特曼放大(Futterman's Amplifier)是Futterman发表的电子管OTL放大器，输出电子管都是一些低屏压大电流的电子管，用单端推挽的电路，用多管并连的方式以达到低内阻大输出特点，一般来说输出功率2~30w（8欧），据说阻尼可达二百，它的特点是省去了昂贵而笨重的输出变压器，但也十分复杂及半胆半石而难以仿制，同时丧失了不少电子管机的韵味（其实就是低失真及高阻尼）。后有也有以6080， 6AS7之类的简化扳，但却因稳定问题一直未有流行。再说，这些电路成熟于七十年代，其时OCL 也开始成熟，不流行也不奇怪。


<OTL 电子管>

超三极管可说是胆机的最后余辉。在八十年代中后期诞生。其基本原理其实只是把功放五极管加入巨量负回输以减小失真，从而达到比三极管更优秀的表现。但其表现与阴极输出分别不大，却多了一个负回输管（或高压FET），因此鲜有流行，更不用说有正规生产。


<超三极管功放>

实际上，电子管机由二战后到没落，都没有超过威廉逊放大器的水平。因此下回讨论一下这放大器及其仿制和可能的改进方法。


金陵玉殿莺啼晓，秦淮水榭花开早，谁知道容易冰消。眼看他起朱楼，眼看他宴宾客，眼看他楼塌了。这青苔碧瓦堆，俺曾睡风流觉，将五十年兴亡看饱。那乌衣巷不姓王，莫愁湖鬼夜哭，凤凰台栖枭鸟。残山梦最真，旧境丢难掉，不信这舆图换稿。诌一套哀江南，放悲声唱到老。

陪你听风

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渔翁音乐

好资料，让大家更了解胆机的历史。

火星计划2009

电子管和诞生的年代用途有关系

琥珀

感谢分享。

Kouzh

很难得的胆机历史知识，谢谢