HiFi设备杂谈 聊聊胆机和石机那些事儿
[中关村在线音频频道原创]电子管，这种最早期发明的电信号放大原件已经拥有超过百年的历史了，我们不妨首先来看看电子管的发展史。
1883年，爱迪生为了寻找电灯泡的最佳灯丝材料，在真空灯泡内部的碳丝附近放了一节铜丝希望能够阻止碳丝蒸发。虽然失败了，但他无意发现没有连接在电路中的铜丝却因为接收到碳丝发射的热电子产生了微弱的电流。虽然爱迪生没有去细心研究这个现象，但却为此申请了专利“爱迪生效应”。
1904年，世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明手下并申请了这项发明的专利，这只二极管使得爱迪生效应产生了实用价值。
1907年，美国发明家德福雷斯特在二极管灯丝和板极之间巧妙地加入了一个栅板，成就了世界上第一只电子三极管。
HiFi设备杂谈 聊聊胆机和石机那些事儿
从此以后，这种被封在“小玻璃瓶”中的电子元器件被广泛运用于各种电子产品领域，另外，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，这种设备的出现逐渐令电子管走向了没落。目前可见的电子管设备已经并不多了，但除了一不惜一切代价获得好声音的音响领域。电子管功放因其独有的一些特征能够表现出特别的声音风格，一直被音响发烧友们所津津乐道。
目前的音响领域看来，电子管功放和晶体管功放虽然不能绝对地说是平分秋色，但可以说双方都拥有大批的拥护者，胆机和石机之争也并非第一天了。今天我们就将来讨论讨论这两种放大器，或许是一些基础的知识普及，或许是一些区别，但最重要的，我们需要让大家知道这些区别。
2胆机、石机、合并式功放
我们在之前的文章中已经为大家介绍了一些关于电子管功放和晶体管功放的概念，我们在这里来重新回顾一下。按照使用的电子元器件不同，功放又分为胆机、石机、胆石合并机以及IC集成电路功放。这里很多概念还包括电子管功放、晶体管功放、前胆后石等等，也容易让人们捉摸不透。以半导体器件为放大原件的功放为石机，因为晶体是从石头中提炼出来的；而采用电子管为放大原件的功放则称为胆机。
麦景图经典的电子管功放275
人们常说的胆机就是电子管功放，电子管有的用于放大，有的用于润色，电子管功放有其独特的特征，其声音温暖耐听，乐感出色，氛围感好，失真大对于人声拥有独特的表现。由于电子管是电压控制的放大器件，其失真成分绝大多数均为偶次失真，在音乐表现上正好是倍频程谐音，听起来不仅没有生硬的失真感，反而拥有一种柔和甜美的韵味。
采用300b推挽的电子管功放
但电子管由于体积大、耗电多的特征导致在大多数行业中已经淘汰，其最多使用的还是在音乐欣赏的器材上。大多数的电子管都被体积小且省电的晶体管代替，晶体管的寿命很长，听起来中高频偏多一些，声音的动态大，速度快，表现一些大动态音乐的时候显然是更为合适的。但其声音偏冷，特别是低音不够柔和，高音又会显得尖锐等特点令其不能被所有发烧友们所喜爱。
晶体管功放电路
而采用前胆后石的功放则折中了两者的优点，其将前级部分采用电子管放大声音信号来令输入的声音信号具有良好的声音表现和高动态范围，最终使音色更加自然和逼真。而后级功率的放大部分它大多数采用了晶体管原件来保证声音信号的速度和功率，其综合了两者的优势，中和了两者的缺点，是HiFi音乐爱好者们非常喜爱的一类功放设备。
前胆后石的功放电路
虽然晶体管功放和前胆后石的合并放大器从出现以来就受到了人们的喜爱，但随着科技的进步电子管的寿命也得到了更好的延长，很多人们还是对于电子管功放情有独钟，而并不是去使用现代化的石机或者前胆后石机器。虽然电子管在其他领域已经基本被淘汰，但胆机的发展在近几年中却越来越好，也令电子管在音频领域不断处于重要的地位。
3电子管功放的统治、没落和兴起
电子管的问世推动了无线电子产业的发展，在60年代左右西方国家的无线电工业年产10亿只电子管，其广泛应用于通讯领域和家庭娱乐领域，将新闻、文艺节目和音乐等播送到千家万户。在60年代以前，电子管在电视机、收音机以及扩音机等电子产品中处于无可取代的地位，并且电子管在音响领域一直占有统治地位，它不仅仅应用于放大器，也应用于各种音响设备中。
这其中很多电子管都是早期生产的，而如今已经很难买到了
电子管历统治时代历时40余年其实并不算长，不可否认电子管笨重、能耗大、寿命短、噪声也很大，另外加之制造工艺也相当复杂。电子管容易在一些设备上出现不稳定造成和高故障率，人们一直在寻找新的电子器件来取代它。虽然不是音响领域推动晶体管的发展，但是新的电子元器件在音响领域中的应用无疑是相当重要的，这也正是现在应用这种新元器件的石机。
目前这种高端的石机同高档胆机可以说平分秋色
在60年代的后期电子管逐渐遭遇不幸，而其最大的威胁正是来自于目前应用广泛的晶体管。从历史的角度来看晶体管发明具有革命的意义，它代表着固体电子技术时代的到来。这种以半导体做成的固体电子原件拥有很多电子管所无可比拟的优势，它的构件是没有消耗的，其寿命长、消耗电子少、不需要预热、结实可靠等特性都是电子管所无法比拟的。
电子管收音机在当时是相当受欢迎的
在50年代，晶体管的收音机一投放市场就受到了热门的热捧，晶体管的功放出现也是必然。虽然在技术上来说晶体管是要比电子管更加先进的，但在声音的表现方面，晶体管功放同电子管功放却拥有了很大差别。电子管在70年代的没落令其渐渐处于了淘汰状态，但正是由于这种差别，却始终没有被人们所放弃。
胆机的再次兴起使得目前的胆机无论在做工、
用料还是声音方面都更上一层，当然价格也更昂贵
在70年代末期，电子管功放又开始活跃起来，这种风潮到达80年代的时候越来越盛行，特别是高品质的音源出现后，胆机能够中和这些音源出现的数码声来取的更好的乐感，令其直到现在也是发烧友们相当喜欢喜爱的设备之一。我们可以看见就目前来说，使用电子管功放的音乐听众们虽然不能说非常人也，也最起码是很发烧和有品味去选择器材的朋友们。
4胆机和石机的区别1
虽然我们之前已经为大家介绍了电子管功放和晶体管功放的一些概念，但是那并不足以完全说明这两者之间的区别。由于在根本的电信号放大器件上就拥有本质性的区别，所以这两种功放之间的差异还是相当大的。
晶体管功放内部电路设计
工作特点和电路结构：晶体管功放是在低电压大电流下工作的，其电压仅在几十伏之内，但电流则高达几安或者数十安。电路设计大多采用直耦式无输出变压器电路，这样的输出功率比会相当大。晶体管功放多采用晶体管和集成电路结合方式，使用印刷电路板，效率高，焊接质量稳定，各项的电性能也都比较高。
纯甲类石机
而电子管功放则是完全相反的高压、低电流工作状态，末极功放管的屏极电压可达到400-500V甚至上千伏，而流过电子管的电流仅几十毫安至几百毫安。其输入的动态范围大，转换速率快。电子管功放也大都是采用分立元件、手工搭线焊接，效率低成本也高。
胆机内部就简单多了，也没有那么多的“料”，很多都是手工搭建
私人制作的胆机
功率储备和抗过载能力：晶体管功放需要有很多的功率储备才能避免过载的失真，并且一旦出现过载失真就会直线上升，严重时会损坏晶体管，声音自然要变坏。但电子管功放的抗过载能力比较强，即使发生过载其音乐信号的巅峰也只是比正常波形滑一些，在声音上不会听出多大差别。
5胆机和石机的区别2
瞬态响应：电子管功放的开环指标是优于晶体管放大器的，它不需要加深度的负反馈，也不需要加相位补偿电容就可以稳定工作。而晶体管放大器的开环增益量一般都很大，其优良的电声指标是依靠加很大负反馈来达到的，所以为了抑制寄生震动常常采用滞后补偿方式，这令其会带来明显瞬态畸变影响音质。
早期生产的很多电子管现在都已经相当昂贵，令胆机成本越来越高
（图为德律风根EL34）
晶体管要比电子管小巧得多，并且制造成本也更加低廉
阻尼系数：晶体管放大器的输出内阻一般比电子管放大器小很多，其阻尼系数能够达到100-200以上，而电子管功放最大也不过为10-20，音箱同功放搭配使用是要求阻尼系数上达到合理匹配才能发出好效果的。所以应该为不同的扬声器搭配不同的功放。如果适合晶体管功放的音箱接在胆机上会由于阻尼欠缺而音质不好，反之适合石机的音箱接在胆机上也会由于瞬态响应变差造成音质下降。
威廉·肖克利开发出了双极性的接面晶体管，被誉为晶体管之父
音乐传真的合并晶体管功放
寿命、成本、工作效率：电子管功放的效率低、寿命短、成本高是众所皆知的，这也是其被晶体管放大器取代的最重要原因。晶体管和集成电路寿命要比电子管长得多，而电子管使用一两千小时后某些技术指标会下降非常明显。同价格档次的功放电子管的生产升本明显高于晶体管，因为电子管以及输出变压器本身价格就比较昂贵，并且其生产工艺不易自动化所以效率低下。另外电子管功放耗电量大并且经常工作在甲类，虽然基本不存在瞬态交互失真、开关失真以及交越失真等影响音质的因素，但效率是很低下的。
6因为音色方面的差异，如何抉择?
音质：最后最为重点的一点，音质。大家都知道胆机在音色的表现方面是显然优于石机的，理论上来说石机在中高频表现亮丽，声音听起来干净并且硬朗，但是其低音总是偏少并且略显紧致，声音的柔和度不那么出色。石机在高频方面显得干涩和尖锐，尤其是在大音量或者频率高的时候相当明显。不过石机在动态表现上会更加庞大，声音扎实，力度感也更强劲一些，表现大动态音乐的时候显然更加合适，这都是胆机无法比拟的。
澳洲Melody胆机
audio research“万神殿”单声道后级功放
电子管功放的声音相对于石机来说要柔和许多，胆机的低音柔和清晰，高音纤细丝滑，声音温润醇厚。其在人声表现方面的优越性可谓是石机所无法比拟的，虽然这是一种失真声音的表现，但不可否认这种失真是大多数音乐欣赏者都认可的，因为它将声音表达地更有情感和韵味，正是音乐需要表达出来的乐感。
贵丰晶体管功放
瑞士Goldmund晶体管功放
写在最后：
晶体管的技术优势显然是要优于电子管的，对于其他的电子产品来说晶体管取代电子管无可厚非，但在音响领域则并不是这样。对于发烧友们来说能够换得好的声音可以不惜一切成本，正是因为胆机在声音方面的必然优势能够一直存活到现在并且同后来居上的石机平分天下。
说到底它们都是用来聆听音乐所必须的设备，事实上对于胆机的音色而言只是大多数的音乐欣赏者认同它的音色，严格来说HiFi是高保真的意思，但胆机的保真度在大多数情况下是达不到要求的，实际上也就没有保真的概念了。对于晶体管功放确实不可否认存在一些声音方面的不足，但它也在继续改进，可以说这两种功放在音色上的融合或许是今后的一种趋势。正确地看待胆机和石机，为自己的聆听偏好选择合适的音箱以及搭配合适的功放，对于发烧友们来说，这条路还有很长需要去走。
实话实说，在大规模集成电路逐渐成熟的今天，电子管设备未免有些落伍，当然并不仅仅局限于环保方面，但就是有一些用户仍然趋之若鹜，这篇文章很好的讲清楚了其中的原因，还是非常具有参考意义的。