电子管发展历史(长篇)

W88手机登录- 首页

W88手机登录- 首页

  • 首页
  • 新闻动态
  • 产品中心
  • 案例展示
  • 资质荣誉
  • 关于我们
  • W88手机登录业务领域
  • W88手机登录技术教程
  • 当前位置:W88手机登录- 首页 > W88手机登录业务领域 >

    电子管发展历史(长篇)

    人气:发表时间:2021-09-10

    电子管简介:

    电子管,是一种最早期的电信号放大器件。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管基上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号,并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中,近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代,但目前在一些高保真的音响器材中,仍然使用低噪声、稳定系数高的电子管作为音频功率放大器件(香港人称使用电子管功率放大器为“胆机”)。

    电子管介绍:

    基本电子管一般有三个极,一个阴极 (K) 用来发射电子,一个阳极(A)用来吸收阴极所发射的电子,一个栅极(G)用来控制流到阳极的电子流量。阴极发射电子的基本条件是:阴极本身必须具有相当的热量,阴极又分两种,一种是直热式,它是由电流直接通过阴极使阴极发热而发射电子;另一种称旁热式阴极,其结构一般是一个空心金属管,管内装有绕成螺线形的灯丝,加上灯丝电压使灯丝发热从而使阴极发热而发射电子,现在日常用的多半是这种电子管(如图所示)。由阴极发射出来的电子穿过栅极金属丝间的空隙而达到阳极,由于栅极比阳极离阴极近得多,因而改变栅极电位对阳极电流的影响比改变阳极电压时大得多,这就是三极管的放大作用。换句话说就是栅极电压对阳极电流的控制作用。我们用一个参数称跨导(S)来表示.另外还有一个参数μ来描述电子管的放大系数,它的意义是说明了栅极电压控制阳流的能力比阳极电压对阳流的作用大多少倍。  

        为了提高电子管的放大系数,在三极管的阳极和控制栅极之间另外加入一个栅极称之为帘栅极,而构成四极管,由于帘栅极具有比阴极高很多的正电压,因此也是一个能力很强的加速电极,它使得电子以更高的速度迅速到达阳极,这样控制栅极的控制作用变得更为显著。因此比三极管具有更大的放大系数。但是由于帘栅极对电子的加速作用,高速运动的电子打到阳极,这些高速电子的动能很大,将从阳极上打出所谓二次电子,这些二次电子有些将被帘栅吸收形成帘栅电流,使帘栅电流上升导致帘栅电压的下降,从而导致阳极电流的下降,为此四极管的放大系数受到一定而限制。 

     为了解决上述矛盾,在四极管帘栅极外的两侧再加入一对与阴极相连的集射极,由于集射极的电位与阴极相同,所以对电子有排斥作用,使得电子在通过帘栅极之后在集射极的作用下按一定方向前进并形成扁形射束,这扁形电子射束的电子密度很大,从而形成了一个低压区,从阳极上打出来的二次电子受到这个低压区的排斥作用而被推回到阳极,从而使帘栅电流大大减少,电子管的放大能力得而加强,这种电子管我们称为束射四极管。束射四极管不但放大系数较三极管为高,而且其阳极面积较大,允许通过较大的电流,因此现在的功放机常用到它作为功率放大。

    图片

    电子管发展历史:

    1883年,发明大王托马斯·爱迪生正在为寻找电灯泡最佳灯丝材料,曾做过一个小小的实验。他在真空电灯泡内部碳丝附近安装了一小截铜丝,希望铜丝能阻止碳丝蒸发。但是他失败了,他无意中发现,没有连接在电路里的铜丝,却因接收到碳丝发射的热电子产生了微弱的电流。当时爱迪生正潜心研究城市电力系统,没重视这个现象。但他为这一发现申请了专利,并命名为“爱迪生效应”。

    1904年,世界上第一只电子二极管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了,这使爱迪生效应具有了实用价值。弗莱明也为此获得了这项发明的专利权。

    1907年,美国发明家德福雷斯特(De Forest Lee),在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板,从而发明了第一只真空三极管。

    1947年,美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件。

    1904年,世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了。弗莱明为此获得了这项发明的专利权。人类第一只电子管的诞生,标志着世界从此进入了电子时代。世界上第一台计算机用1.8万只电子管,占地170m*2,重30t,耗电150kW。

    说起电子管的发明,我们首先得从“爱迪生效应”谈起。爱迪生这位举世闻名的大发明家,在研究白炽灯的寿命时,在灯泡的碳丝附近焊上一小块金属片。结果,他发现了一个奇怪的现象:金属片虽然没有与灯丝接触,但如果在它们之间加上电压,灯丝就会产生一股电流,趋向附近的金属片。这股神秘的电流是从哪里来的?爱迪生也无法解释,但他不失时机地将这一发明注册了专利,并称之为“爱迪生效应”。后来,有人证明电流的产生是因为炽热的金属能向周围发射电子造成的。但最先预见到这一效应具有实用价值的,则是英国物理学家和电气工程师弗莱明。

    弗莱明的二极管是一项崭新的发明。它在实验室中工作得非常好。可是,不知为什么,它在实际用于检波器上却很不成功,还不如同时发明的矿石检波器可靠。因此,对当时无线电的发展没有产生什么冲击。

    此后不久,贫困潦倒的美国发明家德福雷斯特,在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板,从而发明了第一只真空三极管。这一小小的改动,竟带来了意想不到的结果。它不仅反应更为灵敏、能够发出音乐或声音的振动,而且,集检波、放大和振荡三种功能于一体。因此,许多人都将三极管的发明看作电子工业真正的诞生起点。德福雷斯特自己也非常惊喜,认为“我发现了一个看不见的空中帝国”。电子管的问世,推动了无线电电子学的蓬勃发展。到1960年前后,西方国家的无线电工业年产10亿只无线电电子管。电子管除应用于电话放大器、海上和空中通讯外,也广泛渗透到家庭娱乐领域,将新闻、教育节目、文艺和音乐播送到千家万户。就连飞机、雷达、火箭的发明和进一步发展,也有电子管的一臂之力。

    三条腿的魔术师电子管在电子学研究中曾是得心应手的工具。电子管器件历时40余年一直在电子技术领域里占据统治地位。但是,不可否认,电子管十分笨重,能耗大、寿命短、噪声大,制造工艺也十分复杂。因此,电子管问世不久,人们就在努力寻找新的电子器件。第二次世界大战中,电子管的缺点更加暴露无遗。在雷达工作频段上使用的普通的电子管,效果极不稳定。移动式的军用器械和设备上使用的电子管更加笨拙,易出故障。因此,电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要,都促使许多科研单位和广大科学家,集中精力,迅速研制成功能取代电子管的固体元器件。[2] 

    电子管的替代产品叫晶体管。

    随着科技的发展,人们对生产的机械在体积上向体积越来越小的方向发展,由于电子管的体积大,而且在移动过程中容易损坏,越来越多的表现出其的弊端,于是人们开始寻找和开发电子管的可替代产品。随着后来的晶体管的出现,已越来越多的机械不再使用电子管。晶体管的出现是人类在电子方面一个大的飞跃。

    早在30年代,人们已经尝试着制造固体电子元件。但是,当时人们多数是直接用模仿制造真空三极管的方法来制造固体三极管。因此这些尝试毫无例外都失败了。

    图片

    1904年,英国人弗莱明发明的具有划时代历史意义的电子二极管标志着人类进入了无线电时代。在半导体器件未得到广泛应用之前的半个多世纪中,胆管在无线电广播通讯、音频放大、仪器仪表和其他工业自动化控制方面扮演着“独一无二”的角色,为人类的文明进步立下了“赫赫战功”。许多人可能不知,1946年美国人发明的世界上第一台电子计算机ENIAC就是由18000多个胆管构成的。今天,用着摆在桌面上的电脑,不禁浮想联翩。恰巧今年是胆管诞辰一百周年的日子,理应庆贺一番才是。 

    西欧是胆管的发源地之一,也是世界上生产胆管最集中的地方。据不完全统计,鼎盛时期的西欧胆管品牌过百,每年生产的各类胆管遍及世界各地,多不胜数。随着半导体器件的广泛应用,西欧的胆管生产厂早在二十多年前已陆续停产。众多的著名胆管品牌也因此或改弦易辙,或随之消失。幸好如今还能在NOS管上一见其昔日的风采。胆管逐渐淡出绝大部分应用领域后,一般的人只能在音频这块“绿洲”中还能见到胆管的“靓影”。 

    就音频用管而言,人们公认西欧上世纪五六十年代(凡“年代”均指上世纪,下同)生产的胆管品质超群,无与伦比,一些发烧友更非“西胆”不听。也许有人会问,随着科技的进步,越近期的产品其质量应越好才是。其实不然,胆管的生产工艺在那时已达到了炉火纯青的地步,改进的余地很有限。加上当时正值胆管火红的年代,各品牌之间竞争激烈。在某些领域如国防、仪器仪表也需要高质量的胆管。从七十年代起,胆管需求已逐渐衰落,生产成本能省则省,品质控制也大不如以前。在西欧各胆管生产厂相继关闭后,一些品牌虽还在发行胆管,但产品已非原厂产,而是来自“五湖四海”,难循其踪,质量更是无法保证。这种情况连一些著名品牌也未能幸免。因此,玩胆者在搜罗胆管时,把目光投向早期的产品不无道理。可惜因停产多年,这些NOS管存货日减而价格年复一年不断上涨。某些牌子响、年份早的音频用管已属“古董”,不少拥有者只作收藏而不舍得上机。其“天价”也并非一般胆友所能承受。这也提示胆友,买NOS管时除了留意品牌外,还需看年份和产地。胆管年份迟或产地不正宗,尽管是著名品牌,其价格也低一大截。幸好西欧大部分产品的包装和管身均会标出产地如“Made in West Germany”、“British Made”等字样供辨认。有些同品牌同型号的胆管,虽属早期产品,其内部结构(如屏极、除气环、支撑材料数量等)和外观却不尽相同,价格也有差异。此外,著名品牌常有赝,各位胆友需留意。

    1904年英国佛莱明在横越大西洋无线电通信发报机中,才首次利用「艾狄生效应」发明了佛莱明管(二极检波管)。佛莱明出生于英格兰的兰卡斯特,在伦敦大学与皇家化学学院毕业后,1892年到1898年间先后担任了艾狄生、Swan、Ferranti电力公司的工程师与顾问。佛莱明在白热灯、电表、发电机等方面有许多改良,并且发明了佛莱明左手定律。1899年起担任马可尼无线电电报公司顾问,1901年马可尼首次进行横越大西洋传送,当时所使用的器材大部份都是佛莱明制作的。1904年他寻找一个可靠的无线电侦测器,想到「艾狄生效应」,于是制作了一个在灯丝与真空管四周有金属圆筒的制品,这是真空管的原型。当时的佛莱明管只有检波与整流的功用,而且并不稳定。耶鲁大学毕业后即进入西屋公司WE服务的美国年轻工程师Le de Forest,对「艾狄生效应」同样感兴趣,1899年他的毕业论文是「由并行线终端赫兹波的反射」,而在1900年就开始着手研究真空管,1906年申请到二极管的专利(使用电池)。同时他提出许多新的构想,例如在灯丝两边加入白金侧翼,灯丝材料指定用白金、钽和碳丝,因为钨丝当时还未上市,他认为佛莱明管可用在整流,而自己的真空管可作为继电器。1906年底,他在二极管中多加入一个闸极极,让真空管具有放大与振汤的功能,他同时委托灯泡工厂生产,称为Audion。此专利在1908年2月18日透过,但我们通常认定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电,只能在业务与及少数业余玩家间流通,因此真空管的第一次改良就是让它省电。不过电池实在不方面,而且价格也高,所以第一次大战后就有人尝试让真空管以交流电来工作。为了解决哼声问题,包括使用钨氩灯管、灯丝DC点火,用大型管如210发射射线以高周波点火等,都被拿出来实验。GE公司为了提升电话线安定性,从1913年起着手研究交流真空管,终于在1923年获得专利。西屋公司也在1921年获得不同样式的专利,并由McCullough在1925年推出第一号成品。之后两年,有许多改良式收音机推出,但基本上还是电池式,只是加上旁热式变压器与线路,方便直接使用AC插头而已。西屋公司早于1913年开始研究旁热管,并在1915年提出申请,不过一直到1927年,RCA才推出旁热管UY-277(成为美国旁热真空管的标准规格);英国MOV也在同年推出Cosmos AC/R(建立世界旁热式真空管的标准制造模式),使交流器材得以普及化。最早GE从事电灯泡制造,藉此之便,他们将钨丝混入少量的二氧化钍。有一次,这个配方被误用在真空管中,结果却使放射能力大增。1921年Irvin Langmuir开发出钍钨灯丝,大大的提升了电子发射能力,但是用了这种灯丝,如果管内有残余氧气,效果立即打折,最后又研究出各种收氧剂来改良真空效果。当时西屋推出的UX-245、250与245,都已经不是球型灯泡管了,而是气泡状的玻璃管,之后再改良才变成后来所看到的可乐瓶型形状ST管。多极管陆续出现另一波改良是多极管的出现。

    图片

    德国西门子很早就开始动作,希望推出电压更低、动作更有效率的空间电荷闸极极管(Space Charge Grid),西门子的萧特基博士发明双闸极极管,一次大战后1923年正式推出作为手提收音机的检波管。马可尼公司则为了减低闸极极与屏极间容量,提升放大率,开发了廉闸极极(Screen Grid)高频放大用四极管。四极管可用于高周波放大,却无法用在低周波上,荷兰Philips在1927年实验将廉闸极极和阳极中间插入另一条闸极极,成功开发五极管。第一号产品是B443,为电池式收音机的输出管,和该公司的2502型收音机一起销售。得力于B443的成功,Philips在1929年推出AC电源用的C443直热管,巩固了其输出管的领导地位。1926年德国Loewe发表了2HF与3NF的复合管,成为复合管的鼻祖。所谓复合管是把两个或两个以上的真空管装入一个管子内,同时各自有其独立的功能。由于德国使用收音机必须课税,课税标准以真空管数量为标准,为减低管数,所以有了复合管的诞生。此外英国的Ediswan、美国埃默森的Multi Value也都生产复合管。一次大战后英国的MOV开始开发金属管,希望改善玻璃管易碎的缺点,第一支发信管CAT的推出是一项重大突破,美国RCA从CAT偷学技术,1935年也推出金属管,之后还有GE与许多小厂加入,但金属管复杂且昂贵,所以很快就消失了。 英国真空管发展 1838年,英国法拉第对1mm/Hg低压空气放电、发光、电导度等加以研究,可以说开启了真空管技术的序幕。二极管的发明人佛莱明也是英国人,他在马可尼公司从事横越大西洋传讯实验时,收信装置相当原始。他试制作磁石收信机,但无法使用︰佛莱明的听觉不佳,所以还开发了把收信机讯号记录,用眼睛解读的装置。当时感度最高的电流指示计为德逊保指示计,为了利用它,必须有能将高频率电流转换成直流的整流机,但他尝试过各种低周用整流器都没有用。1904年他把艾狄生实验用装有电极的电灯泡拿来改装,发明了二极管(他称为振汤管),现下英国以Valve称呼真空管,即引用佛莱明的命名。当时已经知道管内的真空度越高,整流作用越佳,但只能以加热模式排出管内空气。最初佛莱明检波器与矿石检波器一样没有阳极,不久就加入电阳极,可惜提出专利的时间比Le de Forest稍晚,把真空管之父的美誉拱手让人。由于英国不像美国那么迫切需要长途电话,所以真空管的开发脚步并不急。1911年马可尼公司的兰尼首度开发出三极管,多用于军方的无线电收信机,但由于管内真空无法长期保存,工作很不稳定,后来从美国引进球型真空管的排气,才改良了安定性。1916年BTH推出Type R管,与法兰西的TM管几乎一样。一次大战中,英国海军致力开发发信管,生产大型真空管,1917年Marconi-Osram Valve所生产的Type T1,是最早的大型发信管。

    1937年,与RCA有关系的马可尼与GEC两家公司,发表了International Octal系列真空管,以KT(Kinkless Tetrode)这个型号加入束射功率管的行列,也为英国真空管开辟了另一片天空。不论与6V6同级的KT61,或者与6L6相近的KT66,都获得许多人的喜爱。稍后所开发的KT88,成为与RCA 6550鼎足而立的产品。 法兰西的真空管 1908年,Le de Forest到法兰西宣传他的新球型管Audion,会见当时法兰西通信部队负责人菲力上校,争取到在巴黎艾菲尔铁塔上展示发射机的机会。菲力上校对三极管很感兴趣,但示范并不成功,所以没有采用。不过法兰西本身没有设计真空管的经验,而德国军力扩充迅速,随时有爆发欧战的可能,通信部队的需求迫在眉睫。1914年大战前夕,一位美国人保罗皮森,受德律风根的指派在美国收集最新通信器材情报,当他准备返回德国而在伦敦过境时,德国已经对法宣战。保罗潜入法兰西被捕,他被引见菲力将军,并从口袋拿出Audion真空管详述其优点,菲力将军立刻安排他在通信部队成立真空管紧急开发项目,这是法兰西真空管的起源。保罗找到里昂一家灯泡厂Grammont合作,推出原筒型的三极管,成品称为Fotos。虽然法兰西很晚才加入,但Fotos中的设计精巧,充分发会法兰西人的创意天分,所以推出后订单如雪。另一家曾试做过佛莱明管的Generale des Lampes公司也紧急加入生产,产品命名为Metal,而产品编号就以负责开发的法军通信队的缩写-TM(Telegraph Military)命名。TM管是一次大战中公认最好的三极管,英国马可尼公司战后买下专利生产。它所采用的管座/插座设计,可轻易的分离开来,也是真空管的一大突破,四脚架构也在欧洲被长期采用。 德国真空管的起源 1903年,德国人威奈特将放电管上面涂以钡钙等碱性金属氧化物,开发出氧化膜热阴极的原型,这项发明对后来的佛莱明二极管有很大的启示。1906年利班由Braun管得到灵感,以阴极射线Relay的名称申请专利,日后经过多次改良,在1911年8月发表了新的真空管。新真空管在柏林大学举行发表会,结果AEG/德律风根、西门子等公司愿一起合作进行改良,他们的完成品叫LRS Relay。LRS Relay易受温度等外在环境与电源电压的影响,杂音多,灯丝氧化膜也容易剥落,但一次大战前却是长距离电话线的主角。德国在1914年决定为民间电话线路开发新真空管,克服LRS Relay的缺点,最后西门子的Type A获选。

    Type A师承球型三极真空管,1916年开始发售,一部份用于战场上窃听敌军通信用的手提放大器。之后德国真空管就由西门子与德律风根两家公司为主导,陆续推出许多真空管。 美国西屋公司的贡献 美国由于幅员广阔,对长距离电话特别需要,国营的AT&T与他的制造商西屋电器WH(Westinghouse),也因此很早就投入相关研究,甚至将触角延伸到欧洲。西屋公司曾是家电大厂也参与最早的有声电影开发,并积极介入电话相关制造业。Le de Forest尝试把他的三极管用在低周波放大而没有成功,直到1912年终于有些成果,他立刻把中继放大器权利卖给AT&T/WE,并向西屋公司展示其Audion。当时Audion讯号增强会有失真,管内残留气体,阳极电压提升后容易失控,灯丝寿命极短,物理特性不易维持,每个Audion规格都不固定。这个情况对电话中继放大器并不合适,曾经在芝加哥大学研究真空技术,同时在西屋公司从事水银弧光灯中继器研究的阿诺博士,却看出Audion的潜力。阿诺博士首先强化Audion电极的架构,再采用氧化皮膜灯丝,降低工作温度,提升真空度,结果使Audion寿命提升到一千小时。1918年10月,这项成果实际用于费城、纽约、华盛顿间的电话在线,这是世界首度将真空管运用于商用通信电路中,真空管的编号为Type A。之后西屋继续研究,推出广为收音机使用的UV管(Unit Vacuum Tube),比欧洲的四脚管早一年。第一个附有管座的Type M,用于1915年开放的纽约-旧金山大陆横断电话线路中,寿命约400小时。1915年推出的Type L灯丝为Type M的两倍长,寿命则延长为4500小时。一次大战期间,美国政府责成西屋优先投入军用真空管开发。军用管需承受严酷的温度变化、震动、电压不稳等考验,西屋公司最有名的军用管为VT-1与VT-2。最初西屋的电话真空管称为Telephono Repeater Element,军用管则称Vacuum Tube。

    1920年匹兹堡成立了世界第一家无线广播局,在KDKA开播,引起很大回响,西屋以Aeriola的品牌投入家用收音机制造。不过以西屋为名所开发的真空管数量并不多,美国主要的直热式三极管都是Radiotron的产品,有人认为是RCA制造,实际上像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术领先。 通用电器与真空管 通用电器以制造直流发电机、电动机、汽车引擎等而闻名,他们介入无线电通信也是从高周波发电机开始。初期无线电公司为得到高周波连续功率而煞费苦心,最初使用电弧式发信机,但工作不稳定。后来想到利用电力交流发电机,并委托通用电器生产,1906年完成的产品只能达到10KHz频率。不过通用预见此后的发展,于是积极投入,1913年完成200KHz,数KW出力的发电机。另一方面,通用的研究室也很快开发出真空管,Pliotron(希腊语,多的意思)与Kenotron(希腊语,真空之意)为通用早期真空管的名字。Pliotron很快朝大型化发展,1914年使用于67KM长距离小型高周波发电机调变实验成功;而通用也发展出200KW的大规模调变发电机。一次世界大战期间,通用把技术加以活用,以克里夫兰的工厂为中心,生产了多种真空管,大战中约生产了20多万个,而西屋责生产了50多万个,对军方贡献良多。 后来居上的美国RCA 一次大战期间,美国海军征收了大西洋横断无限电信局(原隶属于美国马可尼无线电信公司),并致力扩充规模,将原来50W高周波发射机改为GE制造的200KW机器。这部机器由GE免费提供,对当时战争起了很大的作用。战争结束后,英国马可尼等待军方归还电信局,并计划在美国、欧洲设立多处据点大展鸿图。美国海军得知马可尼的企图,于是说服GE公司,干脆买下美国马可尼,于1919年10月先成立Radio Corporation America(RCA),第二年正式并购美国马可尼。由于这层特殊关系,RCA顺利取得GE真空管销售权,同时积极投入无线广播业务,开发家庭用的机器。1921年RCA推出纯钨灯丝的UV-216,成为一般收音机、留声机所用的整流专用真空管鼻祖。1920年RCA/GE联合与AT&T/WE缔结互相使用专利权的契约,次年WE加入这个Radio集团,以Radiotron的品牌销售真空管,并努力扩展真空管的用途,使得美国成为真空管的大本营。GE制造由RCA负责销售的Radiotron,最初型号为UV-200、UV-201,外型和GE军用管类似,内部电极则完全更新,这些GE改良版,成为后来直热式真空管的标准形状。由于上述复杂的协议关系,当西屋以自有品牌销售真空管时,引起RCA强烈不满,经过长期协调,1925年决定AT&T与WE只能局限于民生用无线电收信机的制造和销售,西屋则另外成立一家格雷堡公司经营一般消费用的家电。至于广播用发信设备、录音室用机器、电影音响系统、航空船舶的无线电器材,西屋另外成立Non-Associate公司来销售真空管。

    1930年美国实施反市场垄断法律,这几家公司组成的「Radio Group」宣布解体,有先见之明的RCA则早一步成立Radiotron Manufacturing公司,买下GE的哈里逊工厂,开始自己生产收信管。在Group解体时大家有共识,RCA在1935年以前可生产真空管,而GE与西屋在1935年后才能投入生产。RCA为避免独占地位遭非议,1929年起开始授权给中小厂商参与制造真空管,这使得美国制真空管互换性良好,插座种类降到最低,比起欧洲真空管流通性更佳。1936年,RCA发表了最早的束射管6L6,为业界带来一阵鼓舞。束射管新增阴极同电位之束射形成电极,同时控制闸极极与廉闸极极的结合,虽然是从四极管发展而来,但它比五极管有更低的阳极特性、更高的效率,以及廉闸极极电流低等特性,可以算是真空管发展史上的大跃进。最早的6L6是黑色金属管,后来才变成玻璃管,被许多大型电唱机和扩大机所采用,输出规格为6.5瓦。1937年底RCA同时发表输出4.5瓦的小型6L6,型号为6V6与6V6G,用于一般的收音机中。 以民生为导向的Philips 1891年在荷兰安特奥芬乡下由父子共同创业的Philips,到1903年已经成为欧洲第四大灯泡厂。由于荷兰并未参加一次大战,所以并未投入军用管开发。战后一位无线电工程师Idzerda要求替Philips制造第一号真空管,并以其名字IDZ命名,此人日后成立了无线电台而相当著名。IDZ也是根据Audion改造而来,得到许多业余玩家的青睐,Philips在1919年改良为A、B、C三种型号,正式介入真空管制造与发展。 只做专业用真空管的WE 由于WE(Western Electric)是世界最大电话公司AT&T的制造部门,所以他们制造的真空管都以专业用途为主,几乎没有民生用管。九0代兴起的300B热潮,把WE的300B捧上天空,这大概也是WE始料未及的。WE很早就因应市场需求,推出104、205、211、212等三极管,同时还把205D、211D等运用在当时几乎独占市场的电影院扩大机上(Type 42、43、46等型号)。WE早期的直热式三极管,阳极为金属网(后改为黑色金属板)、氧化膜灯丝,电极顶部有陶瓷的支撑板,制作非常坚固。1937年发表最早的超短波用真空管316A,戏剧性的将300MHz的道统界线一举提升到UHF频带,此真空管用于飞机的敌我识别系统,可见得WE在这方面的实力。

    图片

    1938年,WE的300B问世,比RCA的2A3晚了几年。这时已接近三极管的末期,但因累积了过去的技能,所以产生平衡性极佳的杰作。300B和同厂的252A相比,只用6W的灯丝电力,阳极最大定格(450V/80mA)时可得到将近18瓦的功率(252A输出8瓦)。比300B稍早的300A在1933年推出,300A的接脚是刺刀式的,为了与2A3竞争因此改成四脚的300B,它们构造、尺寸、特性完全相同。由于300A/300B的优良性能与高信赖性,还有长寿命,不仅是用在WE Type 86、91、92等扩大机上,定电压电源等工业用、军用器材也都有使用,直到六0年代美国太空总署内的仪器都还用300B做电源稳压,它是美国直热式三极管告别世间珍存的一颗耀眼巨星。1996年WE重开堪萨斯城的生产线,重整旗鼓让300B复出,但350美元一支的定价早已今非昔比。 其它经典真空管 除了上面提到的一些真空管外,历史上还有许多经典名作。WE 284A,这是1937年WE为了对抗RCA的845所推出大型直热式三极管,当时WE86使用300B推挽输出有15瓦输出功率;WE87则使用284D推挽输出得到53瓦功率,是当时有名的巨无霸。WE的杰作还有军用直热式三极管VT52,输出只有2瓦,但声音与300B很像。1940年WE为6L6束射功率管所做的专业版350B,也是久为人所津津乐道,外型与6L6G相似,声音浓密浓重。在300B推出前的十年间,WE205D担任功率管的重责大任,它的声音是WE管中的佼佼者,但输出只有1.4瓦﹗比205D更早的212A,在1921年开发完成,1937年改成212E,声音浓密又纤细,非常有特色。211E则是在1921年开发完成,26年改成211A,在WE43扩大机上推挽可得9瓦的功率,声音快速雄壮。美国另一家大厂RCA在1935年开发的6F6五极管,推挽输出有11瓦功率,可以说是后来6系列的开始。1936年划时代的6L6推出,在McIntosh MC-240扩大机上有极佳的表现︰第二年推出的6V6输出功率4.5瓦,与三极管声音形成有趣的对比。1928年开发的RCA250可以说是世界第一支音响专用管,声音雄壮豪迈,它的出现刺激了WE开发252A与300A。RCA845也是名管,是在VT4C(211)基础上开发的大型直热三极管,出力15瓦,鲜艳温暖有力的声音仍深受今日音响迷的喜爱。而GE开发的VT4C(211),原本作为发信用发振管,出力19瓦,声音辉煌灿烂,与WE的211同样青史留名。 英国部份也很精彩, GEC(The General Electric Co. of England)所推出的KT66与KT88,可以说是六0年真空管黄金时代最著名的产品之一,McIntosh MC275就以KT88为输出管,Quad以KT66为输出管,今天一支全新的CEC KT88可抵金价。GEC另有输出功率达30瓦的大型直热式三极管DA100(大小与GE211相仿),但留下的并不多。Mullard的EL84/6BQ5与EL34/6CA7同样是杰出的高灵敏度五极管,EL84输出6瓦,EL34输出11瓦,甜美的音质令人难忘。Osram所生产的PX25具有阴柔透明美感,与稍早的PX4都是英国著名的直热式三极管。德国Telefunken在1930年代开发的三极管RS237、1960年代开发的EL156(推挽输出130瓦),代表了德意志民族理性的特质,他们的小型管6DJ8也成了音响迷追寻的目标。直热式三极管风潮二次大战后唯一使用WE 300B真空管的家庭用扩大机是Brook 10C。这部机器备有2.4V和5V的灯丝组,可以替换使用2A3与300B,由于早期RCA的2A3物美价廉,又跟300B一样都是单一屏架构,除了输出功率较低外,音质相差不多,所以大多时候都用2A3。后来为了降低成本,RCA把2A3改成双屏,音质有了变化,只剩300B独领风骚。

    图片

    六0年代中期,虽然扩大机已经是晶体管的天下,一群法兰西发烧友却发现用单端直热式300B推高效率的号角喇叭,用来回放爵士Big Band演奏简直令人陶醉。这个发现只在极少数音响迷中间流传,七0年代一位法日混血儿Jean Hiraga把WE 300B的玩法带到日本,引起了很大的回响,1973年「MJ无线与实验」杂志把WE称为梦幻管球,它的地位与日遽增。1989年美国Richardern Electronics推出Cetron品牌的300B,更助长直热式单端三极管的热潮,连带的805、211、845、810、811等大型直热式三极管也从仓库中被挖了出来。1992年大陆曙光厂也推出300B,然后九0年代重新设计的VV30B出现了,这大概是世纪末专为音响迷开发的唯一真空管了。苏联圣彼得堡的Svetlana加入大战,推出SV811三极管,特性与300B接近,加上重新生产的WE 300B,只怕这股狂劲还会持续发烧。目前有名的三极管扩大机包括意大利Unison的Smart 845(输出功率16瓦)、英国C.R. Development的旗舰Amphion前级与Carmenta后级、美国VAC、法兰西Jadis、美国Manley与VTL等。美国Cary则生产了很多三极管扩大机,包括一款CAD300SEI综合扩大机。1993年Cary首先推出以三极管放大的SLP-90前级,引起很大回响,之后开发的CAD300SE,成为九0年代美国第一家推出300B扩大机的厂商,1996年的CAD211M与CAD805B,又创大功率三极管的新猷。英国Audion推出的Silver Night 300B可以说是现代设计的典范,金光闪闪的型式与平实的售价吸引了许多人。日本可以说是三极管拥护者的大本营,上杉研究所推出的Uesugi几乎是当年WE扩大机的现代翻版;山本音响工艺推出的Yamamoto Sound Craft与小厂Zaika同样也采用WE线路。此外还有新藤所推出的Shindo Laboratory、西村电机推出的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....等许许多多只在日本国内发售的制作。这些日本扩大机共同的特色是︰很贵、很精致、很漂亮、很稀有。真空管经典铭机单声道代的真空管扩大机仍然保存者并不多,使用上也不太方便,众所瞩目的WE,并没有针对家庭用户推出过扩大机。虽然WE在声学领域贡献卓越,例如1924年的电气录音模式;1927年的NFB回路理论及有声电影的开发,1931年的录音座的试制,1957年45/45模式刻片的发展等,但都属于专业领域。目前可以找到的WE扩大机包括1934年为300A推挽工作所设计的WE86(使用WE274A整流,增益与反相使用了三支WE262A,输出功率15瓦)、1936年的594A,以及1937年为300B所设计的WE91B等,它们都是剧院用扩大机,外型相当简陋,却非常的坚实耐用。1950年代两大天王巨星非Marartz与McIntosh莫属,英国方面只有Quad留下珍贵的记录。本地二手市场偶而可见英国Leak的产品,这家公司是H.J. Leak创立的,他所推出的Point 1真空管前级失真率低于.01%,创下当时世界记录,与Quad的产品不相上下。以后Leak成为Rank集团的一员,推出非常有名的三明治夹层式锥盆扬声器振膜,用发泡苯乙烯制成锥形物,两面再贴上薄铝片,是扬声器科技的一大突破。一九七○年代中期,这家英国厂商逐渐淡出市场,终至完全消失。至于1953年推出的Quad II,采用英国GEC的KT66推挽工作,额定输出15瓦(实测约有25瓦),原本也是单声道设计,但因它体积小巧,所以立体声时代来临音响迷宁可多买一部,也要继续使用它。Quad II输入级使用EF86五极管,高压直流整流使用GZ32,再加上两支KT66,构造非常简单,每部重才9公斤而已。Quad早在1938年就推出第一部扩大机,输出功率10瓦;1948年继续推出真正有Hi-Fi规格的QA12/P,然后在这个基础上发展成Quad II。Quad II声音极美,一直是Quad的招牌之一,直到六○年末期才被33/303的前后级组合所取代。Marantz的辉煌记录1952年由Saul B. Marantz在纽约创立的Marantz,1954年首先推出Audio Consolette单声道前级,然后有内设RIAA等化线路与录音带鉴听线路的Model 1前级。1955年Marantz推出采用超线性放大线路,输出级使用6CA7真空管,输出功率40瓦的单声道扩大机Model 2。1957年幼推出基本线路与Model 2相同,输出功率降为30瓦的Model 5单声道后级。不过Marantz最令人怀念的产品却是1958年的Model 7前级、输出功率30瓦的Model 8后级,与1960年推出的Model 9后级,另外加上1964年推出的Model 10B真空管调谐器。Marantz 7采用六支ECC83/12AX7真空管,内设三级NF型均衡器与NF型阶梯切换式音调控制,并设有多种唱片等化线路。1964年Marantz推出的Model 7T前级,虽然外观依旧,却已经变成晶体版本了。Model 8使用硅整流器,后来它的电源变压器改良过,输出功率增加为35瓦,成为Model 8B。Model 9同样使用四支6CA7/EL34输出管构成并联推挽线路,另外只用了两支6DJ8/ECC88与一支6CG7,就获得70瓦输出功率,架构比竞争者的McIntosh MC275简单多了。Marantz的晶体扩大机始于1965年的Model 15,输出功率60瓦,1967年推出晶体收音调协器Model 18,到1969年推出该公司第一部综合扩大机Model 30,起码还维持Marantz的道统面版,之后的Marantz产品就只剩商标而已。闲话两句,你可能不知道Marantz也推出过喇叭吧?时间是1968年,称为Imperial系列,至于声音呢?很抱歉,完全不知道﹗装甲浓重的McIntosh早于1946年成立的McIntosh,与Marantz一直是最大的竞争对手,1949年推出第一部前级AE-2与第一部后级50W-1,输出功率50瓦。1951年继续推出改良型号50W-2,使用6L6输出管;另外有一部20W-2后级,输出20瓦。1953年推出C104前级,然后有C108、C8、C4等多款单声道前级,也有1954年使用6BG6G输出管,功率30瓦的A116后级;1955年从A116改款的MC30后级;使用6550强放管,输出60瓦的A121;以及从A121改款的MC60;输出40瓦的MC40;使用KT88/6550,输出75瓦的MC75等多部产品。McIntosh的立体声产品在1959年才推出,第一部立体声前级是C20推出,C20有相位切换、高低音调整与低音补强等功能。1961年C11前级问世,1962年McIntosh最后一部真空管前级C22推出,如今C22前级与同年上市的MC275后级,仍是McIntosh迷眼中的梦幻组合,也是「McIntosh Sound」的最佳代言人。后级扩大机部份,1960年推出的MC240,等于是两台MC40,与1962年推出的MC275,到今天都还备受欢迎。MC275使用了四支GEC的KT88/6550在输出级,获得75瓦的功率,输入级为12AX7,反相用12AU7,此外还用了12BH7、12AZ7等小管子在增益级。不过造成McIntosh声音特色的最主要原因,据称是特殊的变压器绕法,这项绝技差点就失传了。McIntosh在六○年代很快放弃真空管而投入晶体管阵营,1965年的MR71调协器、1968年的MC3500后级(输出350瓦),是McINtosh最后的两部真空管制品。Audio Research绝地大反攻Audio Research在七○年代初期创立,当时已是晶体管的天下,Audio Research的头家Bill Johnson以修改Dynaco真空管器材起家。Bill Johnson对真空管非常有研究,甚至是溺爱,在Audio Research的前身Electronic Industries他就推出一部一百瓦的真空管后级,到了1974年Bill Johnson甚至设计了一部输出四百瓦的真空管后级,展露出他在真空管方面的技术。Audio Research有一阵子停止真空管扩大机制造而转为晶体扩大机,因着这个机缘,他却发现了真空管与晶体混和运用的妙处,从SP-11前级之后,Audio Research开创了真空管/晶体混血的新领域。从Audio Research最早的SP-1、SP-2、SP-3前级,到最后一部纯真空管前级SP-10,以及混血设计的SP-11、LS-1、LS-2、全平衡的LS-5、Reference,处处留下惊艳。从第一部后级D-50开始,历经D-51、D-75、D-76、D-150的纯真空管时代,到M系列、Classic系列,以及全平衡的VT系列、输出600瓦的巨无霸Reference,Audio Research也称得上知音满天下。七0年代的Dynaco PAS系列前级、Stereo 70与M-60后级,造福过许多阮囊羞涩的发烧友。其余著名的真空管扩大机还包括EAR 509、Michaelson & Austin TVA-1、Conrad-Johnson的Power Amp等。进入八0年代,后起之秀风起云涌,大家比较熟悉的有意大利Unison Research、加拿大Sonic Frontiers/Anthem、美国Quicksilver Audio、美国Cary、法兰西Jadis与DRG、北欧Copland、美国Convergent Audio Technology、VAC、Counterpoint、Manley、VTL等。

    图片

    至于在日本方面,老牌的Lux算是少数跨入国际舞台的真空管制造商,采用OTL线路的MQ-36(输出管6336A,功率25瓦)、1966年使用英国GEC KT88强放管的MB88、1969年采用三极管50CA10的MQ60、1984年采用WE 300B真空管的MB300,以及邀请Tim de Paravicini设计的MB3045等,都是轰动一时的名机。1986年在大阪高槻市,由三浦笃与石黑正美两个人所成立的Air Tight,则是另一家打入国际市场的日本商家。从最早输出使用EL34输出36瓦的ATM-1后级、1988年使用KT88输出80瓦的ATM-2后级,到1994年使用6L6GC,输出24瓦的ATM-4后级,Air Tight为现代真空管制造工艺竖立了新的标竿。参考数据「Stereo Sound」 - 管球王国大冢 久着,「幻的真空管800种的轨迹,The Classic Valves」,1994「70 Years of Radio Tubes and Valves」日本垫子机械社编「电子管的历史」,1987 欧美主要真空管厂一览Arcturus - 美国小厂, 1927年取得RCA授权开始生产旁热管,特色是运用了Carbon Heater。1952年创立者过事后仍继续经营,以使用蓝色灯管著名。Eitel McCullough - 1925年推出西屋公司的第一支交流真空管,从1930年代中期开始生产送信管。Amperex - 1936年开始制造真空管的美国公司,1955年被Philips收购。Cunningham - 1915年开始生产三极管,打破Le de Forest垄断的局面,后来成为RCA经销商,1931年被RCA并入旗下,而Cunningham则在1933年成为RCA Radiotron的总裁。Ken-Rad - 1926年创业,以Archatron的品牌营销。Sylvania - 1924年创立的美国小厂,曾一度停工,1980年代初期恢复生产。Tung-Sol - 1930年代开始生产真空管,1932年发售自己设计的真空管,二次大战后终止。De Dorest - 真空管发明人的自有品牌,1915年开始生产,1933年被RCA并购。National Union - 1930年初由Magnatron、Marathon、Sonatron、Televocal四家公司合并成立,在纽泽西州生产旧型管与道统真空管,二次大战中生产发射管与特殊管,1950年初停产,旋即又重开生产线。Hytron - 1926年设立,二次大战后被CBS并购。McCandless - 最早的球型真空管制造商,也是1915年以前美国唯一的真空管生产商,后来成为RCA的经销商直到1930年代。Myers - 创办人曾在Le de Forest公司工作,不久即独立创业,但遭到多家公司控告侵权。一次大战后改名为Radio Audion,被WE告得躲回加拿大;1920年后重新开业,旋即被RCA控告而破产。Moorhead - 1915年开始生产,以Electron Relay品牌发售,1923年停业。GE(General Electric) - 世界最大的电机公司,也生产了许多军用真空管。RCA(Radio Corporation of America) - 1919年设立,世界最大的真空管制造商,1977年关闭生产线。WE(Western Electric) - 世界最大电话公司AT&T的制造部门,1988年关闭真空管生产线。WH(Westinghouse) - GE的子公司,最初帮忙GE与RCA生产真空管。Ediswan - 1883年由艾狄生灯泡公司英国分公司与Swan电灯公司合并而成,世界第一支二极真空管由他们所制造,由于蒙英国皇室青睐,得以使用Royal ediswan的标志。A.C. Cossor - 1896年成立生产科学用玻璃器具,1902年起生产X射线管,1908年开始制造医疗用灯泡。一次大战时加入真空管生产,开发具有头盔型阳极的特殊管,1930年发表世界最早的高周波五极管。二次大战后与美国喜万年合作,改组为Electronic Tube,1949年被EMI收购而停止生产。Hivac - 从1932年开始生产特殊真空管的英国小厂。Mullard - 1920年成立,Mullard曾是爱吉斯奥灯泡研究所所长,最初开发了许多特殊的无线电发射管,1927年被英国Philips收购。Marconi - 1900年成立,从事与无线电有关的真空管制造。Lissen - 最早是制造收音机零件,1929年开始销售BTH生产的真空管,两年后自己生产,擅长电池式收音机真空管,1935年终止。BTH(British Thomson-Houston) - 1986年美国GE的前身Thomson-Houston Company的英国分公司,主要产品为重机电,也生产灯泡,战后成为英国首席无线电制造商。1927年与其它公司合并成AEI,以Mazda品牌营销。MOV(Marconi-Osram Valve) - 1911年首度生产三极管,一次大战期间率先生产大型真空管,1919年与GEC合并,以MOV品牌销售GEC产品。STC(Standard Telephone & Cable) - 1925年美国WE在英国成立的分公司,1934年后以Brimar品牌出现,最后被并入AEI。Philips - 1891年以制造灯泡起家,1917年加入真空管的生产,近年来已成世界最大的真空管生产集团。Volvo - 1924年成立的德国公司,隶属于Muller的制造部门,后为Philips收购。Siemens - 德国AGE旗下的大厂,从事真空管与有线电话的制造。Telefunken - 同样隶属于德国AGE旗下的无线电部门,六○年代停止生产。Loewe - 1926年开发出复合管的德国公司。

    A. Grammont - 一次大战中最早制造球型三极管的法兰西厂商,成品叫Fotos。 胆机KT88?KT94?KT100的演变 金炜杰 似乎世界上有名的胆机大厂在它们所出品的胆机当中,很少看到末级功率放大电子管使用KT100的,大多数是以KT88、6550为主。确实,KT88和6550是一只很不错的大功率放大电子管,它输出功率很大,效率又很高,而所需的推展电压又不需要太大,是一只很容易伺候的电子管,因此,在各胆机生产厂的产品当中,差不多都能找到它们的芳踪。KT88的阳极消耗为40W,在单管甲类工作状态下输出可达12W,由于该管设计合理,廉闸极极电流与屏流的比值较小,可达到约1/12。目前国内产的KT88品性水平已能够与外商提供的样品(这些样品是国外在电子管最盛时期生产的)相近似。1994年英国PM公司总裁Peto先生到中国曙光电子管厂时,曾提出过KT88外型粗短,玻壳平顶不够美观及其它一些问题,希望能够改进。于是曙光厂积极的采取了一些措施,它们将KT88原型的芯柱加长了3mm,玻壳改为圆顶,去掉了侧面的吸气剂。于是,一个变型的新胆管降生了。由于是在94年由曙光厂改良所成的,因此,新管的牌号命名为KT94。经过严格的各种试验结果证明︰KT94的各项性能指针与KT88完全一样,两种胆管可直接换用,你只需从美学的角度来衡量选用就可以。KT100是在KT88基础上又进一步改良而研制的新产品,因问世较晚,在电子管手册中很难查到它的数据。很多人以为KT100是湖南长沙曙光电子管厂近几年来研制开发出来的品种,因此并没有引起太多的反响。其实,KT100是在胆管与晶体管交接时期的大变革年代中由西门子公司开发研制的新品种。KT100除保留了KT88的全部优点之余,还有比KT88更大的功率,十分适合推展一些“大食喇叭”工作。一般来讲,采用KT88或6550的机型,都能够使用KT100直接换用,因几种管子的电压及负载阻抗都差不多。KT100与KT88不同的是︰KT88的阳极采用的是碳化镀镍铁材料,与国外的同类产品是一致的。而KT100采用了近年来开发的新型材料,它的屏极使用了铜芯覆铝铁材料所制成,它可以改善胆管的耗散能力,在同样的工作环境下,KT100比KT88的功耗富余量更大,工作更加稳定。 真空管之百年步伐 四极管制造名器的诞生 每次当我听到KT88这个编号,立刻使我联想起美国“麦景陶”之MC275。这部在真空管时代末期声名显赫的功率放大器,记得是一九六二年推出上市,当年亦即是首部固体式晶体管HiFi扩大机初面世的交接时期。美国Acoustec公司就在当时推出I型原子粒功率放大器及II型原子粒前置放大器。当然,原子粒(晶体管)式掀起的热潮是在从当时起数后十年以上的七O年代初期才正式开始。在六O年代,甚至七O年代,“麦景陶”MC275是被一致公认为最佳真空管放大器之一,称它为“名器”,也一点都不会错﹗MC275之诞生,使我们对这支在日本还很陌生的英制功率管──KT88,留下一个极为深刻的印象。在现下几乎是原子粒机世界的时期,热爱胆机的发烧友,还是顽固势头地继续酷爱2A3及WE300B之类的三极真空管,虽然明知四极管有更大的功率输出,但因音质远远逊色于三极管,所以一般发烧友都对四极管敬而远之,但在四极管之中,单单只得KT88例外受到宠爱,连最高级的“名器”都使用它,地位之高,可想而知﹗当然,KT88不只是落得虚名,它之所以受到欢迎,是有其一定的魅力。这支在美国以相同规格出厂,以6550为名的四极管,当年被麦景陶的设计师(G.Gow)大胆采用,善用其独特的特性优点,巧妙运用它设计出一种优异的放大线路,设计师慧眼识英雄,应记一功﹗约在一百年前开始 提到真空管放大器,从艾狄生的时代开始至今,走了无数迂回曲折的道路。真空管在这百年间的历史没有太多人谈及过,以下就让我们试放眼看它在这百年间的转变过程吧﹗ 在一八八O年初期,艾狄生改良了白光灯胆(在此之前是一种未完成的锡箔式放电系统)。艾狄生在研究灯泡的过程中,意外地有一个小小发现(当时他是这样想),就是在灯泡里,如加入一支电极,而将它连接到钨丝的电源去,被加热后的钨丝,是会向电极放电,在电极的线路里便会产生出电流来,这个物理现象,就是在今天被称为“艾狄生效应”。 被放射出来的电子,是只会流向电源电位高的一方(即电极),另外的一方是不会产生电流,这个意味着有整流作用的重大发现,艾狄生在当其时没有注意到,只稍作申请了专利权而已,就这样将它完全忘记。在艾狄生无数的发明中,关于科学原理的发明,就只得这个“艾狄生效应”而已。他在发明之后又没有利用过的惊人发现,相信就只是此次是例外吧﹗ 艾狄生需要“委托”他人才发明了真空管,但他在一八八三年发明的留声机,就是今天HiFi音响器材的前身,身为发烧友的我们,是值得向他老人家致敬﹗在1904年,曾经一度是英国Malcony公司顾问的J.A.Fleming先生,卒之发明了用在无线电信中检波器的二极真空管。这次发明的原有概念,就是来自艾狄生早在十年前发明的“艾狄生效应”。他由于曾担任伦敦的艾狄生电灯公司顾问,所以当年艾狄生做的实验他也在场,离开艾狄生电灯公司后的他,仍继续不断进行更深入的研究。Fleming将发明了的二极真空管取名Bulb,或称Valve(取其电流只向单方向流,不会反方向流,像一道“活门”)现时流行的叫法是真空管,全部都是同一样东西。 Fleming Bulb从此奠定了其后的真空管技术之基础,反为它本身就未能在日后被全面应用在无线电通信器材方面。两年后,即一九O六年,美国Do.Forest公司,将一支额外的电极(Grid),放入二极真空管里,成功发明出一种能有效有作检波及增益的三极真空管(Orthicon)。Grid是指额外再更入的电极之形状极形似烧烤用的铁丝网(Gridiron),所以又称Grid。由于Fleming力称他是拥有真空管发明之优先权,所以英国的Malcony也罔顾一切,静悄悄地生产起三极管来。正所谓肥水不流别人田,美国Do.Forest公司大为不满,更因此与Malcony公司为了三极管一事闹上法庭。这场长达十年的官司,卒之在一九一六年得出结果。法庭宣判Do.Forest的三极管,触犯了二极管的专利权,而Malcony公司出产的三极管,也侵害了Do.Forest公司注册的三极管专利权,结果是两败俱伤,无好结果,两间公司都不准许再继续生产三极管。 法庭此次的裁判,大大妨碍了真空管的发展。活用真空管来制造放大器,正正式式是在第一次世界结束后才开始,即一九二O年以后的事。 HiFi时代的真空管放大器演变前后 首先,使用(High Fidelity)一词,是在一九三O年代中期开始。在此时期,美国Western Electric公司的WE300A及RCA公司的2A3,在同一时间面世。这两支“威水”三极真空管,在音响历史上,写下了光辉的一页

    图片

    WE300A是被用来制造WE86扩大机,专门应用在当时的有声电影院里。2A3则装在RCA之豪华型“衣柜式”唱机──Electroller D22里(自动换唱片)。由于WE300A是应用在专业器材里,一般人连看也未看过,因此对它毫无认识。以消费者留声机模式上市的2A3,就因而被注视。当时有很多发烧友利用这支功率作推挽式放大,制造出有22瓦之“大功率”放大器,令当时的发烧友听得如疑如醉﹗ 一九三九年,美国哥伦比亚公司为了获得一种更宁静的古典音乐回放效果,率先使用了Lacquer Master去刻片。在第二次世界大战中(一九四四年),英国Decca亦发明了一种更新的录音方法,称为FFRR(Full Frequency Range Recording)全频带录音。(这录音方法由于是在研究敌方潜水艇的声音分辨方法中演变出来,录音的频应可从30赫伸展至14000赫,也是78转SP唱片时代劳最大极限频应范围。) 另一方面,在战争中发明的电子技术,也在战后发展成为平民日常可利用,在一九四八年,首张LP大唱片宣告诞生。音响技术在此黄金暑期因此大放异彩。 首部在美国上市的真空管放大器,是在第二次世界大战结束同年之十月推出,制造厂是Fisher。HIFI时代的序幕,是在LP模拟式大唱片面世之前一年(一九四七)掀起。当时的最触目的放大器电路,计有Williamson线路及在一九八二年逝世(八十一岁)之RCA公司Harry,F.Orson博士设计的Orson线路。 

    欧美真空管放大器的黄金时期 Williamson放大线路是当其时HIFI放大器的代名词,英国HIFI杂志(Wireless World)就在一九四七年四、五月号一期刊登过。虽然现下的放大器线路加入负回输(原子粒机有些加入40分贝之负回输)是众所周知,但当时威廉臣线路就大胆加入20分贝之负回输,令全世界的发烧友都看得目瞪口呆。 

    Negative Feedback(负回输)原理的发现,是早在一九二七年八月二日。发明人是美国Bell 研究所之设计工程师Harold Black,当日他乘坐一艘游轮,在远眺自由神像之时突然构思出来,他当时立刻拿来一张当天的纽约时代日报(Time News),就以第一时间将这个设计概念记录下来。但直到数年之后才实际研究成功,时间是一九三三年。被运用在电话机的放大线路,是在一九三六年,当时的输出变压器甚差,虽用了负回输放大电路去减低失真,但失真仍然是惊人之大(以目前的标准比较)﹗ 由于当时的输出变压器没有今天的广阔频应,虽然威廉臣放大器聪明使用了20分贝的负回输,但后来却被很设计师不断指出其缺点,纵使如此,变压器的重要性能够因此被人初次认识,大大影响其后的放大线路技术;负回输的发明亦没有白费到﹗威廉臣功率放大部分虽用了KT66四极管,但因与三极管以推挽式接合工作,输出能高至10瓦。 另一方面,Orson放大线路却用对称式排列法,将6F6与三极管以平衡式连接,完全不加负回输。这种放大部之设计意念,是考虑其为家用式HIFI放大器,而将其频应特性、失真、输出及制作费等取得最妥善的协调,定下额定范围。Orson博士不采用负回输是有其理论,虽则加入负回输能将放大器的频宽拉阔,但却要付出庞大制作费,因此不太适合一般家用式放大器,用三极管及不加负回输,是既简单又能理想的音响效果,更适合普通家庭使用﹗ 在一九四九年的Audio Engineering杂志十二月号刊中,麦景陶线路被首次发表。线路是将6L6G四极输出管与一种特别绕制的输出变压器连接的single ended“变相”推挽式放大。这种称为双丝式(bifilar)的特殊绕制变压器,由于能够消除B级推挽式放大的交越失真,因此能有50瓦输出、全频带失真低于百分一之高水平性能﹗以此电路,麦景陶50W─I型专业放大器正式上市﹗ 

    首部被我们这一辈子发烧友深爱的同厂放大器,是在一九五五年推出的MC60,铬铁制机壳,变压器外壳的方型圆角,单是外形已令人迷迷疑疑,性格十足(当时业余发烧友自己装嵌的放大器只将真空管与变压器装在一个普通铁造起角的机壳上)。其后上市的MC─75,是采用相同电路,将6550作推挽式放大的60瓦输出放大器以KT─88(这也是KT─88初次出场)代替,而将输出提升至75瓦的功率放大器。后来更将它立体声化,MC275便宣告诞生。 前级放大器之面世 踏入LP时代之后,前置放大器便应运而生。先前曾提及过RCA在一九三四年推出之D22型豪华留声机,虽不是唱LP大唱片,但已看到附有volume-expander之附加放大器了,但这并未真正算是前级放大器。当进入LP时代后,由于刻片前要经过频率均衡(增强高频、减少低频),所以当回放时便需要一部前级放大器将之还原(减少高频、增强低频)。但每间唱片公司都有不同的均衡标准,所以如果用相同的重放线路,可能每张唱片都有参差不齐的重放曲线,有时甚至同一张唱片,但A、B两面都不同的回放频应曲线﹗ 当时具代表性的均衡标准计有AES、NAB、RCA、Columbia、FFRR及欧洲规格之CCIR等多种,因此当时的前置放大器都附设有可选择不同均衡标准的选择制。直到一九五五年才将这个均衡标准统一,成为沿用至今的国际通用标准──RIAA。 HIFI放大器的祖先们在一九五O年后,各种放大器相继纷纷推出。一九五O年,英国Quad 被P.J.Walker重振雄风,推出I型前级及功率放大器。一九五一年,真正优秀的放大器才面世 (正式名称是extended class A放大器,四极管与三极管使用同一偏压(Bias,是一种罕有的A、C级合并式工作放大器),将6L6闸极极连接在输出变压器之顶(输入端),具有超平直线性响应;设计师其中一位是日后创办Dynaco公司之D.Hafler。Quad也在同年推出II型功率放大器,初级放大器使用FE86五极管,输出用四只KT66四极管,线路简洁,输出变压器是Quad自制,输出有15瓦。 一九五五年,通用电子(GE)公司的Petersong 与Syncrea发明了一种Single ended push-pull放大线路,消除了因变压器漏电。电感所引起的开关失真。这种放大线路虽然也采用输出变压器,但工作量却大大省略,其后更发展至OTL线路,所以可称为今天晶体管扩大机采用的SEPP线路之原型。讲起OTL线路,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线路及无限量负回输线路等数之不尽的线路,有如雨后春笋,接踵而来;同年英国Leak公司也推出“Point One”系列放大器,失真率只低于百分之零点一,所以被称为Point One,当时此部低失真放大器便曾一度成为佳话﹗线路方面也只不过沿用KT66与三极管连接而成的推挽式线路,没有值得提及的优点﹗可与麦景陶并排而列,名门名器之马兰士,也在同一年推出#1号前级放大器,跟着在五五年便于工作再推出#2功率放大器。 

    日本制放大器之历史 在此段期间,所谓“日本制放大器”,主要是指业余无线电发烧友的手制放大器 。以我记忆所及,“威廉臣”放大线路是在昭和廿五年(一九五O年),首先在三月号的《无线电技术》杂志公开发表。“麦景陶”线路即在第二年(一九五一年)八月之《电波科学》里首次公开。亦即在外国发表后两年后,才被(日本人)认识。虽然隔了两年时间才被认识,但当时的情形,是令人没法不兴奋的﹗ 日本哥伦比亚公司在昭和廿六年(一九五一年)首先推出第一张日本制LP大唱片,当时的技术性杂志,只大部分刊登一些关于改良留声机的方法关于先前提及之多种HIFI放大器线路,是在往后几年才在杂志上发表。 昭和廿七年十二月(一九五二年),第一届全日本音响大展宣布隆重举行。同年,Lux以一种采用广阔频应之输出变压器制的“X”系列真空管放大器,成为HiFi电声界之热门话题。其实,Lux厂早在战前(一九三六年左右)已生产了一部753型不俗的真空管放大器(输出10瓦,有HiFi倾向之高水平胆机),相信仍有很多人能记得起这部机,但无论如何,Lux是以这只高质阔频应输出变压器一举成名,声名大噪。 由大厂制造之真空管放大器之出现,是从昭和廿九年(一九五四年)才正式开始。山水以功率放大器(HF─2A3S)及前置放大器(HRR─100)创先河。Lux接着在昭和三十年(一九五五年)推出“KMV6”及“KMR5”套件式功率放大器。山水设于东京、Lux设于大阪,这两间大厂分处东、西两面,将当时的国产放大器划分成两大类,确实引起广大人士对当时的放大器产生极为浑浓的兴趣。 这些国产胆机,单看型号也可推测其所用之真空管是何种型号,例如山水之2A3、Lux之6AR5及6V6,同年先锋也使用6V6做输出管造出功率放大器HF10M。至于外国的线路就多用KT88、KT66及6550之类的四极管,6V6就被广泛应用。 看看这些真空管的价钱差异,大家便会更了解。以八O年的市价,一支KT88售价约八至九千日元(港币三百元左右)、KT66售价约七千日元(港币二百五十元)、6550售价约四至五千日元(港币一百六十元左右);而6V6只需二千日元以下(低于港币六十元)便可以买得到。以上是四极管,以下的三极管大约售价是︰2A3要八千日元,至于已属“名器”之“补品”──WE300B,平均售价约三至五万日元(港币一千至一千七百元左右)一只﹗ 至于采用这支“补品”真空管初上市的功率放大器(只单用一只WE300B),就是大阪的“Stereo Gallery─Q”在昭和四四年(一九