你對電子管了解多少?
最近這段時間都在翻譯國外的產(chǎn)品,在這個過程中遇到了幾個生僻的詞,跟電子管有關,但是感覺怎么翻譯也不對勁,所以就決定從最基礎的地方開始了解。
在查閱了許多資料后,終于把這些東西弄明白了,于是決定把自己的這點收獲與大家分享。
電子管的發(fā)展史
算一算,電子管從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)超過100年了,那么這百年間它是如何發(fā)展與演變的呢?一起來看一下吧。
1884年,愛迪生做實驗的時候第一次發(fā)現(xiàn)了電子移動的現(xiàn)象,這就是電子二極管的雛形。
1904年,愛迪生的助手,英國人弗萊明第一次將電子管(二極管)運用到了設備中。
1906年,福利斯特發(fā)明了三極管,可以擴大電流。
1912年,阿姆斯壯用三極管發(fā)明了再生電路,使其可以接收無線信號并傳至揚聲器。
1915年,朗繆爾改良了電子管制作中真空環(huán)節(jié)的處理方式,提高了穩(wěn)定性和使用壽命。
1922年,由于引進了新的元件從而進一步提高了使用效率。
1927年,赫爾發(fā)明了四級管來消除高頻震蕩,改進頻率范圍。
1928年,赫爾又發(fā)明了五級管,改進了性能,成為了使用最廣的真空管。
之后的很多年,電子管開始在各領域發(fā)揮作用,低壓的用于無線電領域。光電管應用于音響設備,使錄音和音頻提取變?yōu)榭赡�。陰極射線管被用于示波器電視和站相機。微波電子管應用于雷達和微波爐。儲存管用于儲存和數(shù)據(jù)檢索。
1948年,晶體管問世。
1960年,晶體管小型化商業(yè)化,在應用上取代了大多數(shù)真空管。
需要注意的是,二極管、三極管是按功能來分類,而電子管、晶體管則按材料跟結構來分類。
所以既有電子二極管、電子三極管,也有晶體二極管,晶體三極管。
電子管的工作原理
電子管有電熱燈絲(陰極),加熱后會產(chǎn)生游離電子。在加入場強后,電子就會固定的從陰極向陽極運動,這樣就產(chǎn)生了電流。如果加入柵極并加入負電位,就會對電子運動產(chǎn)生阻礙,從而也就控制了電流大小。這就是一般電子管的工作原理,在此基礎上還衍生出了各種多極管。
電子管本質上就是一種控制電流的裝置,其中發(fā)射電子的電極為陰極。
陰極又分為直熱式與傍熱式,一般直熱式采用直流供電,傍熱式采用交流供電。由于傍熱式陰極加熱效率高,所以絕大多數(shù)電子管都是傍熱式的。
電子管的其它名稱
最早的電子管是由英國的弗萊明發(fā)明的,因為電子管控制電流的方式和水閥控制水流的原理一樣,所以當時他把這個裝置稱為熱離子閥(Thermionic valve)。直到現(xiàn)在英國及周邊地區(qū)也仍然沿用這個稱呼。
所謂熱離子,是電子處于被激發(fā)狀態(tài)時的名稱,在這個狀態(tài)下,電子會開始躍遷,正好對應電子管中電子的狀態(tài)。
而在美國,人們更多的稱它為真空管,因為電子管工作時需要一個盡可能真空的環(huán)境(殘余氣體電離會產(chǎn)生正離子,它們會撞擊發(fā)射極進而降低發(fā)射性能),所以電子管內的元器件都是被封閉在一個真空的玻璃容器中(一般為玻璃管)。
可以這么說,所有電子管都是真空管,而一般說電子管指的就是真空電子管。
在國內,電子管這個名稱更為常見。
所以實際上電子管(electron tube),真空管(vacuum tube),熱離子閥(Thermionic valve)都是指同一個東西,甚至如果是英譯中的話,這三個詞都可以翻譯成電子管。
電子管的音頻應用
雖然在集成電路和電子設備的發(fā)展過程中,電子管由于體積大,功耗和發(fā)熱較高(燈絲需要加熱),壽命短(器材損耗)、成本高(耗材貴,制造安裝工藝很難自動化)而逐漸被取代。但是在音頻行業(yè)卻不存在這些問題,因為這是一個不惜一切代價獲得好聲音的領域,在這一領域傳統(tǒng)電子管仍然在發(fā)揮著巨大作用。
簡單的說可以分為兩個方面。
一方面是在Hi-Fi領域,目前在一些高端高保真的音響器材中,仍然使用低噪聲、穩(wěn)定系數(shù)高的電子管作為音頻功率放大器件(也就是功放,香港那邊稱使用電子管的功放為“膽機”)
一個主要的原因是電子管有自己的非線性特征,而且人耳對這種非線性加工后的聲音比較喜歡,
用科學來解釋的話就是電子管的失真絕大多數(shù)是偶次失真,在音樂表現(xiàn)上正好是倍頻程諧音,所以聽起來不僅沒有生硬的失真感,反而有一種獨特的聲音表現(xiàn)。
另一方面是在音樂制作領域,許多昂貴的模擬設備使用的都是電子管而非晶體管。
主要原因是電子管是一種工作在高電壓低電流環(huán)境下的元器件(晶體管則是低電壓大電流),所以有著輸入動態(tài)范圍大,轉換速率快的特點。另外就是電子管的抗過載能力很強,不易損毀。
高端音頻模擬設備比如話放和壓縮和EQ很多都是采用電子管。
小結
相信看過了這些你對電子管已經(jīng)有了一個更清晰的認識。
從查閱資料,到消化吸收,再到歸納總結,整整用了一周的時間。為了方便大家閱讀,我去掉了很多資料中大段的贅述以及學術性的詞匯,使這篇文章變得簡單易讀。
希望這篇文章對你有幫助,如果是這樣,那么我寫這篇東西也就有了意義。
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