井蛙杂谈——说说输出牛胆耳放的输出功率变迁

andygaof

交易区新帖推荐

在讲变迁之前——说说胆耳放为什么会有输出变压器


大家现在可能都知道电子管有什么2A3，300B这些，那么大家搜搜2A3电子管，往往会看到一段话，什么话呢？

“2A3真空管在上一世纪三十年代由美国RCA所开发。它是一支典型的直热式三极功率管，其内阻低、线性佳、频率响应宽阔，是一支非常优秀的真空管。”

那么这个所谓的内阻低的2A3电子管的内阻有多低呢？答案是：2500Ω。看完了这个参数估计有经验的烧友立即会有无数草泥马奔驰而过，2500Ω叫内阻低吗？这简直就是逆天一样的高。那么高内阻有什么问题？为什么大家都说要阻抗匹配？

某种角度说，胆耳放推动耳机时，音量确定后它就是个电流在不断变化的电源。先不讨论放大的问题，那作为电源为什么要内阻低？我们来看下图：





从这个图里我们可以得出一个与本帖有关的主要结论：电源内阻越低，他自身消耗的电能就越小，而且当电流变化的时候，内阻越低，响应速度就越快。另外我们还可以得出大家普遍在流传的两个结论，第一、耳机的电流绝不可能到达1A，如果达到1A，HD800这种300Ω的耳机将承受300W的功率，Susvara这种60欧姆的耳机将承受60W的功率，这种功率足以烧毁耳机，所以，截至目前为止再难推的耳机，他的电流也只需要mA级别。第二，同样功率要求下，高阻耳机对电流的要求低，低阻耳机对电流的要求高。

说完了这个，我们就可以很清楚2A3/300B胆机一定需要一个东西解决内阻高的问题。如果电子管的内阻是2500Ω，而耳机的内阻是300Ω，那么功率都是给电子管用掉了，耳机只能得到可怜的一点点。这种情况是不能忍受的。所以需要一个东西把电子管功放的内阻降下来，这个东西就是——输出变压器。输出变压器尽管叫变压器，但是它的目的不是变压，而是变换内阻。那么变换内阻变换成多少合适？是不是放大器的内阻越低越好？答案是：理论上是，实际上不是。为什么实际上不是？这个原因可说，但是比较复杂，如果要深究我另外再开一贴，这里简单一句话就是要看放大器的能力，内阻越低，电流的瞬变响应能力就越强，但是往往失真控制能力就越差。当内阻低到一定程度，声音就会很差。所以，电子管放大器的最佳阻抗设定是放大器内阻=耳机/喇叭内阻。实际应用中会适配一个范围，例如Linear耳机放大器的输出变压器适配范围是低阻30-200Ω，高阻是200Ω以上。

说个题外话

也就是说在阻抗匹配的时候，失真较低，而阻抗不匹配的时候，失真较高。在各大展会上我发现一个有意思的现象，有些烧友误以为Linear耳放的阻抗匹配开关是增益开关，所以在推动Susvara这种低阻很难推的耳机的时候，把旋钮拧到High档，然后声音会因为失真较大刺激一些，部分拧到High的烧友反而喜欢这种声音，所以理论和现实总是有些差异，烧友口味可谓天差地别，一句话，喜欢就好。

言归正传，胆耳放的输出功率变迁

最早期——电阻匹配法

最早的胆机严格讲，没有胆耳放，只有胆功放。为什么这么说呢？早期的胆耳放，例如著名已经停产的ECBA，使用有8W输出的300B管子，但是只能推动动圈耳机。原因在哪里？事实上是输出变压器的阻抗变换是喇叭的4/8Ω。那么耳机动辄是几十到几百Ω，明显会阻抗失配。这种耳放是怎么解决的？

这里需要先简单的回顾一下高中的物理知识——电阻并联后的电阻值算法。




说到这里，大家可能就猜到了早期耳放是怎么干的。答案很简单，在耳机输出口哪里并联一个或者多个电阻。




通过这种方式，无论插入什么耳机，都会大致被等效到8Ω的喇叭输出阻抗左右。目前用功放推耳机也大致需要这种方法，喜欢失真听感的烧友例外。采用这种方式时，并联的电阻会分去绝大部分耳放的功率，这也是导致了ECBA这种耳放无法驱动难以推动的耳机的根源所在。同时也导致了耳机阻抗越高，并联电阻分走的功率越多的问题，所以这个时代的胆耳放在参数上都有一个特点就是，不同阻抗的耳机输出功率不一样。

曾经有过的方法——自耦变压器匹配法

曾经有过一些产品使用了自耦变压器，这个解释起来相对难度比较大，就不详细解释了。

当前的主流做法——专为耳机设计的输出变压器

当下，主流耳放全部采用了专为耳机设计的输出变压器，分为两个或者更多的档位来适配不同阻抗的耳机，这里究竟多少档位为好，有很多不同的意见，原因是输出变压器没多一个档位就相对复杂一些。有些观点是档位越多匹配度越高；有些观点是档位不要过多避免输出变压器自身水准下降。所以没有一个工人的合理档位数量指标。那么采用了输出变压器直接适配后，胆耳放推耳机，与传统的胆功放推喇叭就没有区别了。最大输出功率一致。以欧博的LinearQ为例，实际上是三个输出变压器档位8Ω喇叭档，低阻耳机档适配30-200Ω耳机，高阻耳机档适配200Ω以上耳机。所以这个时候的胆耳放就没有了高阻耳机输出功率和低阻耳机输出功率的差别。标称一律都是耳放的最大输出功率或者1%失真的输出功率。

但是胆耳放由于推动的是耳机，多数耳机的灵敏度会远远高于音箱，同时耳机的解析力要求通常会高于同价位区间甚至更高价位区间的音箱解析力，而音箱往往更加需要的是驱动力和控制力。所以胆耳放在降噪处理上，细节提供能力上比功放的要求要高，往往在用料的选择上会明显好于胆功放。这也导致了胆耳放的成本要明显高于胆功放。同时胆耳放为了使耳机的音量合适并且处于电位器的合理区间，以获得更佳的耳机听感，这也导致了往往用专为耳机设计的胆耳放同时推动音箱时音量旋钮要开的比胆功放大，这一点是实际使用中需要注意的。

yuotube

看懂一点，高中知识，并联电阻的算法

amex

变压器降低阻抗是匝数平方比，而匝数比就是两端的变压比……
那么要把2500欧降到可用程度就是需要降低36到16倍左右的阻抗，也就是说1/6到1/4匝数，也就等于是-15db到-12db左右的衰减
那么要达到至少unity gain的总增益状态就需要输入增益至少有+15db，是这么回事吧？

windsqualler

ecba输出变压器是5K/16欧

alanlixa

美星有一款胆耳放增加了可调阻抗.

leebc

谢谢老板让我回想起初中物理老师的温暖。