原標題：HiFi設備雜談 聊聊膽機和石機那些事兒
第1頁：聊聊膽機和石機那些事兒
[中關村在線音頻頻道原創]電子管，這種最早期發明的電信號放大原件已經擁有超過百年的歷史了，我們不妨首先來看看電子管的發展史。
1883年，愛迪生為了尋找電燈泡的最佳燈絲材料，在真空燈泡內部的碳絲附近放了一節銅絲希望能夠阻止碳絲蒸發。雖然失敗了，但他無意發現沒有連接在電路中的銅絲卻因為接收到碳絲髮射的熱電子產生了微弱的電流。雖然愛迪生沒有去細心研究這個現象，但卻為此申請了專利「愛迪生效應」。
1904年，世界上第一隻電子管在英國物理學家弗萊明手下並申請了這項發明的專利，這隻二極體使得愛迪生效應產生了實用價值。
1907年，美國發明家德福雷斯特在二極體燈絲和板極之間巧妙地加入了一個柵板，成就了世界上第一隻電子三極體。
HiFi設備雜談 聊聊膽機和石機那些事兒
從此以後，這種被封在「小玻璃瓶」中的電子元器件被廣泛運用於各種電子產品領域，另外，1947年，美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發明了電晶體，這種設備的出現逐漸令電子管走向了沒落。目前可見的電子管設備已經並不多了，但除了一不惜一切代價獲得好聲音的音響領域。電子管功放因其獨有的一些特徵能夠表現出特別的聲音風格，一直被音響發燒友們所津津樂道。
目前的音響領域看來，電子管功放和電晶體功放雖然不能絕對地說是平分秋色，但可以說雙方都擁有大批的擁護者，膽機和石機之爭也並非第一天了。今天我們就將來討論討論這兩种放大器，或許是一些基礎的知識普及，或許是一些區別，但最重要的，我們需要讓大家知道這些區別。
高端耳機發展現狀淺析 五大要素助你了解功放
第2頁：膽機、石機、合併式功放
我們在之前的文章中已經為大家介紹了一些關於電子管功放和電晶體功放的概念，我們在這裡來重新回顧一下。按照使用的電子元器件不同，功放又分為膽機、石機、膽石合併機以及IC集成電路功放。這裡很多概念還包括電子管功放、電晶體功放、前膽後石等等，也容易讓人們捉摸不透。以半導體器件為放大原件的功放為石機，因為晶體是從石頭中提煉出來的；而採用電子管為放大原件的功放則稱為膽機。
麥景圖經典的電子管功放275
人們常說的膽機就是電子管功放，電子管有的用於放大，有的用於潤色，電子管功放有其獨特的特徵，其聲音溫暖耐聽，樂感出色，氛圍感好，失真大對於人聲擁有獨特的表現。由於電子管是電壓控制的放大器件，其失真成分絕大多數均為偶次失真，在音樂表現上正好是倍頻程諧音，聽起來不僅沒有生硬的失真感，反而擁有一種柔和甜美的韻味。
採用300b推挽的電子管功放
但電子管由於體積大、耗電多的特徵導致在大多數行業中已經淘汰，其最多使用的還是在音樂欣賞的器材上。大多數的電子管都被體積小且省電的電晶體代替，電晶體的壽命很長，聽起來中高頻偏多一些，聲音的動態大，速度快，表現一些大動態音樂的時候顯然是更為合適的。但其聲音偏冷，特別是低音不夠柔和，高音又會顯得尖銳等特點令其不能被所有發燒友們所喜愛。
電晶體功放電路
而採用前膽後石的功放則折中了兩者的優點，其將前級部分採用電子管放大聲音信號來令輸入的聲音信號具有良好的聲音表現和高動態範圍，最終使音色更加自然和逼真。而後級功率的放大部分它大多數採用了電晶體原件來保證聲音信號的速度和功率，其綜合了兩者的優勢，中和了兩者的缺點，是HiFi音樂愛好者們非常喜愛的一類功放設備。
前膽後石的功放電路
雖然電晶體功放和前膽後石的合併放大器從出現以來就受到了人們的喜愛，但隨著科技的進步電子管的壽命也得到了更好的延長，很多人們還是對於電子管功放情有獨鍾，而並不是去使用現代化的石機或者前膽後石機器。雖然電子管在其他領域已經基本被淘汰，但膽機的發展在近幾年中卻越來越好，也令電子管在音頻領域不斷處於重要的地位。
第3頁：電子管功放的統治、沒落和興起
電子管的問世推動了無線電子產業的發展，在60年代左右西方國家的無線電工業年產10億隻電子管，其廣泛應用於通訊領域和家庭娛樂領域，將新聞、文藝節目和音樂等播送到千家萬戶。在60年代以前，電子管在電視機、收音機以及擴音機等電子產品中處於無可取代的地位，並且電子管在音響領域一直佔有統治地位，它不僅僅應用於放大器，也應用於各種音響設備中。
這其中很多電子管都是早期生產的，而如今已經很難買到了
電子管歷統治時代歷時40餘年其實並不算長，不可否認電子管笨重、能耗大、壽命短、噪聲也很大，另外加之製造工藝也相當複雜。電子管容易在一些設備上出現不穩定造成和高故障率，人們一直在尋找新的電子器件來取代它。雖然不是音響領域推動電晶體的發展，但是新的電子元器件在音響領域中的應用無疑是相當重要的，這也正是現在應用這種新元器件的石機。
目前這種高端的石機同高檔膽機可以說平分秋色
在60年代的後期電子管逐漸遭遇不幸，而其最大的威脅正是來自於目前應用廣泛的電晶體。從歷史的角度來看電晶體發明具有革命的意義，它代表著固體電子技術時代的到來。這種以半導體做成的固體電子原件擁有很多電子管所無可比擬的優勢，它的構件是沒有消耗的，其壽命長、消耗電子少、不需要預熱、結實可靠等特性都是電子管所無法比擬的。
電子管收音機在當時是相當受歡迎的
在50年代，電晶體的收音機一投放市場就受到了熱門的熱捧，電晶體的功放出現也是必然。雖然在技術上來說電晶體是要比電子管更加先進的，但在聲音的表現方面，電晶體功放同電子管功放卻擁有了很大差別。電子管在70年代的沒落令其漸漸處於了淘汰狀態，但正是由於這種差別，卻始終沒有被人們所放棄。
膽機的再次興起使得目前的膽機無論在做工、
用料還是聲音方面都更上一層，當然價格也更昂貴
在70年代末期，電子管功放又開始活躍起來，這種風潮到達80年代的時候越來越盛行，特別是高品質的音源出現後，膽機能夠中和這些音源出現的數碼聲來取的更好的樂感，令其直到現在也是發燒友們相當喜歡喜愛的設備之一。我們可以看見就目前來說，使用電子管功放的音樂聽眾們雖然不能說非常人也，也最起碼是很發燒和有品味去選擇器材的朋友們。
第4頁：膽機和石機的區別1
雖然我們之前已經為大家介紹了電子管功放和電晶體功放的一些概念，但是那並不足以完全說明這兩者之間的區別。由於在根本的電信號放大器件上就擁有本質性的區別，所以這兩種功放之間的差異還是相當大的。
電晶體功放內部電路設計
工作特點和電路結構：電晶體功放是在低電壓大電流下工作的，其電壓僅在幾十伏之內，但電流則高達幾安或者數十安。電路設計大多採用直耦式無輸出變壓器電路，這樣的輸出功率比會相當大。電晶體功放多採用電晶體和集成電路結合方式，使用印刷電路板，效率高，焊接質量穩定，各項的電性能也都比較高。
純甲類石機
而電子管功放則是完全相反的高壓、低電流工作狀態，末極功放管的屏極電壓可達到400-500V甚至上千伏，而流過電子管的電流僅幾十毫安至幾百毫安。其輸入的動態範圍大，轉換速率快。電子管功放也大都是採用分立元件、手工搭線焊接，效率低成本也高。
膽機內部就簡單多了，也沒有那麼多的「料」，很多都是手工搭建
私人製作的膽機
功率儲備和抗過載能力：電晶體功放需要有很多的功率儲備才能避免過載的失真，並且一旦出現過載失真就會直線上升，嚴重時會損壞電晶體，聲音自然要變壞。但電子管功放的抗過載能力比較強，即使發生過載其音樂信號的巔峰也只是比正常波形滑一些，在聲音上不會聽出多大差別。
第5頁：膽機和石機的區別2
瞬態響應：電子管功放的開環指標是優於電晶體放大器的，它不需要加深度的負反饋，也不需要加相位補償電容就可以穩定工作。而電晶體放大器的開環增益量一般都很大，其優良的電聲指標是依靠加很大負反饋來達到的，所以為了抑制寄生震動常常採用滯後補償方式，這令其會帶來明顯瞬態畸變影響音質。
早期生產的很多電子管現在都已經相當昂貴，令膽機成本越來越高
（圖為德律風根EL34）
電晶體要比電子管小巧得多，並且製造成本也更加低廉
阻尼係數：電晶體放大器的輸出內阻一般比電子管放大器小很多，其阻尼係數能夠達到100-200以上，而電子管功放最大也不過為10-20，音箱同功放搭配使用是要求阻尼係數上達到合理匹配才能發出好效果的。所以應該為不同的揚聲器搭配不同的功放。如果適合電晶體功放的音箱接在膽機上會由於阻尼欠缺而音質不好，反之適合石機的音箱接在膽機上也會由於瞬態響應變差造成音質下降。
威廉·肖克利開發出了雙極性的接面電晶體，被譽為電晶體之父
音樂傳真的合併電晶體功放
壽命、成本、工作效率：電子管功放的效率低、壽命短、成本高是眾所皆知的，這也是其被電晶體放大器取代的最重要原因。電晶體和集成電路壽命要比電子管長得多，而電子管使用一兩千小時後某些技術指標會下降非常明顯。同價格檔次的功放電子管的生產升本明顯高於電晶體，因為電子管以及輸出變壓器本身價格就比較昂貴，並且其生產工藝不易自動化所以效率低下。另外電子管功放耗電量大並且經常工作在甲類，雖然基本不存在瞬態交互失真、開關失真以及交越失真等影響音質的因素，但效率是很低下的。
第6頁：因為音色方面的差異，如何抉擇?
音質：最後最為重點的一點，音質。大家都知道膽機在音色的表現方面是顯然優於石機的，理論上來說石機在中高頻表現亮麗，聲音聽起來乾淨並且硬朗，但是其低音總是偏少並且略顯緊緻，聲音的柔和度不那麼出色。石機在高頻方面顯得乾澀和尖銳，尤其是在大音量或者頻率高的時候相當明顯。不過石機在動態表現上會更加龐大，聲音紮實，力度感也更強勁一些，表現大動態音樂的時候顯然更加合適，這都是膽機無法比擬的。
M澳洲elody膽機
audio research「萬神殿」單聲道後級功放
電子管功放的聲音相對於石機來說要柔和許多，膽機的低音柔和清晰，高音纖細絲滑，聲音溫潤醇厚。其在人聲表現方面的優越性可謂是石機所無法比擬的，雖然這是一種失真聲音的表現，但不可否認這種失真是大多數音樂欣賞者都認可的，因為它將聲音表達地更有情感和韻味，正是音樂需要表達出來的樂感。
貴豐電晶體功放
瑞士Goldmund電晶體功放
寫在最後：
電晶體的技術優勢顯然是要優於電子管的，對於其他的電子產品來說電晶體取代電子管無可厚非，但在音響領域則並不是這樣。對於發燒友們來說能夠換得好的聲音可以不惜一切成本，正是因為膽機在聲音方面的必然優勢能夠一直存活到現在並且同後來居上的石機平分天下。
說到底它們都是用來聆聽音樂所必須的設備，事實上對於膽機的音色而言只是大多數的音樂欣賞者認同它的音色，嚴格來說HiFi是高保真的意思，但膽機的保真度在大多數情況下是達不到要求的，實際上也就沒有保真的概念了。對於電晶體功放確實不可否認存在一些聲音方面的不足，但它也在繼續改進，可以說這兩種功放在音色上的融合或許是今後的一種趨勢。正確地看待膽機和石機，為自己的聆聽偏好選擇合適的音箱以及搭配合適的功放，對於發燒友們來說，這條路還有很長需要去走。
高端耳機發展現狀淺析 五大要素助你了解功放