談談電子管屏極
關于電子管屏極的問題,大家應該從一個科學的角度來認識它。屏極也是“大師”們最能做文章的地方,我這里澄清一下這個問題還是有些必要的。
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關于屏極的基本問題是兩個。其一是材料問題,其二是結構問題。以下我分別闡述我自己關于這個問題的認識,歡迎大家共同探討一下,讓我這里的“一言堂”局面有所改變。
這里我們討論的主要針對小功率管而言,大功率管的屏極構造、材料等等不討論。?
小功率管屏極的材料最主要的是鎳和電鍍鎳的鐵,不同的屏極差異都是在此基礎上產生的,而鎳和電鍍鎳的鐵一般顯然從外觀上不能區分,而二者性質又非常相近,所以不必詳細區分,我認為從經濟的角度考慮,大部分都是電鍍鎳的鐵制造的屏極。
我們常常見到的6N2銀色的屏極就屬于此類材料,國產的6N11銀色屏極也是這種材料。但是6N2?6N11的電鍍鎳鐵屏極應該是經過細磨沙處理過的,可以看到并不是極其光亮。而RCA?71A電子管的純鎳屏極就異常光亮,可以清晰的反射出人影。經過磨沙處理的屏極的輻射能力要比光亮的屏極略微好一些。此類屏極都是用于小功率的電壓放大管子或者是外殼很大的老舊小功率管(112?171之類)。同時,許多屏蔽材料、束射屏等等部件也是用電鍍鎳鐵制造的。
大家可以看到一些小功率的電子管,比如有些廠家的6F6(蘇聯新西伯利亞廠等等),屏極采用的是一種灰白色的金屬,這是磨沙氧化鎳或者磨沙氧化鐵金屬材料,它的輻射特性要比上述的材料好一些,不過仍舊不是很高。在小功率五極管6F6?6K6等等型號有所采用。
曙光70年代出品的5Z3P電子管,黑色油亮的屏極那種,是磨光涂石墨的電鍍鎳鐵屏極,這種屏極要比單純氧化的屏極輻射特性好許多。
有些進口的6SN7屏極是黑色的亞光材料,那是碳氫化合物高溫分解以后讓氧化鎳黑化以后的材料制作的屏極,它的輻射特性要比單純涂石墨磨光要好一些,因為6SN7的工作電流比較大,而屏極卻很小,而且兩個三極管在一個外殼中,所以采用這種材料讓屏極散熱好一些。
古老的功率管UX-250、UX-210等等屏極是一種有些絲毛狀石墨的屏極,這種材料是磨沙以后經過石墨碳粉混合物機械黑化電鍍鎳鐵制造的屏極材料,它的輻射特性很好,所以用于高級功率管的屏極制造。但是因為工藝復雜,所以采用這種材料電子管的價格都是很貴的。
以上這些是傳統的電子管屏極材料制造工藝。二戰以后,材料工藝突飛猛進,尤其是敷鋁鐵材料的運用,徹底改變了電子管屏極材料,什么是敷鋁鐵材料?目前我們見到的大多數電子管都是這種材料,比如6P1的屏極大家都見過,那種就是敷鋁鐵,這種材料價格便宜,熱輻射性能也可以,因此大量運用在電子管中。
常見的電子管都是這種材料制作的,比如目前常用的收音機用電子管6A2?6U1?6K4?6P1?6G2?6Z4都是敷鋁鐵屏極,常見的功率管6P3P?6P14?6P15?FU-7?6N5P,電壓放大管6N8P?6N9P?6N1?6J1等也都是敷鋁鐵屏極材料。國產接收放大電子管中,沒有采用敷鋁鐵屏極的是6P6P?6N2?6N11?6E1?6E2等有限的幾種管子型號。
銅基敷鋁鐵是制造功率管屏極的好材料,著名的TELEFUNKEN?EL156?EL150等電子管的屏極就是此種材料制造。實驗表明,同樣幾何尺寸的銅基敷鋁鐵和碳化電鍍鎳鐵比較,同樣屏耗下屏極溫度要低50度。優質的銅基敷鋁鐵材料外觀上和6P1屏極材質相似,但是顏色要明顯發黃。因為含銅量不同,所以顏色也有不同,一般來說顏色越黃,含銅越多,散熱性能也就越好。
隨著材料科學不斷進步,石墨乳化工藝開始逐步興起,許多功率管的屏極用了石墨乳化工藝,比如國產的一些型號300B,即采用此工藝制造屏極。
另外一種屏極材料就是石墨,在75-100瓦功率管FU5?211?845等等都有石墨屏極,國產一些300B也是石墨屏極的,有些人認為石墨屏極管子不如金屬屏極管子音質好,完全是沒有任何理論根據的。石墨屏極的制造工藝非常復雜、裝配工藝也很復雜,但是它的效果卻非常好。當然,小功率管沒有用石墨屏極的。
還需要澄清的一個問題就是,有些“大師”道聽途說,所謂新的WE300B是用鈦作屏極,這完全是不可相信的。新型WE300B價格昂貴,俺連瞻仰的機會都沒有,不過目前許多技術資料中都沒有用鈦作屏極的記載,只有大中型發射管之中用鉬作屏極,噴圖鈦或者鋯,而沒有單純用鈦作為屏極,超大型發射管的屏極采用鎢、鉭或者鈮來制造。事實上,對于鎳基氧化物陰極而言,鈦是一種有“毒性”的金屬,會導致陰極過早的衰老。“大師”從何處得到的消息不得而知,當然也不排除材料科學有了新的進展或者AT&T的電子管廠有了新研究。所以,關于WE300B我只是理論上考察,如果日后有機會瞻仰一下新型WE300B才能得出正確的結論,通過圖片來看,新WE300B的屏極材料絕對不是新奇的材料,應該屬于傳統的材料,畢竟300B這種管子已經定型 生產了半個多世紀之久,完全沒有必要搞出什么新奇花樣。
通過以上,大家對于電子管屏極有了大概的認識,其它我也不用多說。最后指出一點,現在廣泛應用的敷鋁鐵屏極材料效果并不比傳統材料差,追求材料不同并沒有本質意義。音質的問題還是要從電路設計入手解決,至于我們在高頻上使用電子管,更不必注重這些問題。
屏極的結構問題,主要有屏極的形狀和式樣。最大的一個問題是開放形式和封閉形式的不同,比如6N5P的屏極是兩片組成,很多6N1也是如此,但是另外一些6N1卻是封閉屏極(上海產品)。這些問題涉及到電子管計算上面的一些問題,和電子管用途也有一些關系。本次不打算詳細說。
一個最最無聊的問題就是網狀屏極。有些電子管的屏極是網狀的,大家認為它好。關于網狀屏極一般理論書籍中很少有涉及。我個人認為最大的好處就是加工起來方便,對于網狀材料加工要比板材容易許多,此外我實在想不出網狀材料有什么電氣參數上面的好處。但是在大型發射管是個例外,比如英國MULLARD公司的三萬瓦輸出的短波發射管采用全石英構造,在戰前是首屈一指的先進技術,采用網狀鎢絲屏極。是因為鎢不能壓成薄板,只能用鎢絲編織成屏極,也是沒有辦法。而在小功率管之中,實在沒有必要用這種屏極。TELEFUNKEN?VOLVE?TUNGSRAM?RFT等公司都有網屏整流管生產,倘若這些管子真的也是采用鎢絲編織的網屏,
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那么也真的是非常不錯了,不過看這些小功率整流管,又能有多大的屏極耗散功率呢?真的需要采用鎢絲屏極么?不過大多數網屏愛好者并不追求技術上的答案,他們需要的是從網屏的孔眼之中透出的點點光芒。我一直對此不明白。如果使用者真的那么需要燈絲發出的“光明”,那么額外安裝一個電燈泡好不好呢?價格便宜,還比從網屏之中透出那點點星光要明亮的多呢。
還有一些大師連管內屏蔽都不認識,拿著WE310或者EF80大叫網屏,簡直愚蠢透頂。更加愚蠢的是還將WE310劃分成“粗網”“細網”,然后“細網”音質如何如何云云。
過去是技術引導市場,現在是市場引導技術。就以300B為例來看,在曙光剛剛開始仿制300B的時候,還是非常符合技術規范的,而且為了改進300B的性能,曙光也下了大功夫,比如研制了石墨屏極的300C電子管(燈絲吊鉤上不算是改進,螺旋彈簧或者掛鉤式對于300B都可以),柳州桂光也生產了5300?6300等等改進型號,可以說是對于300B這個老產品進行了深入發掘。不過好景不長,天津的山寨廠建立了,為了迎合需要。天津S管300B推出了,還有電鍍鎳鐵網狀屏極的300B問世。這些都是天津的山寨廠搞出的噱頭罷了。但是曙光竟然也跟著學了許多“歪門邪道”,開始學著弄出S管的300B,也有多種網屏產品問世,曙光的工程師不會不知道電子管技術理論,不過是市場經濟導向罷了,掙錢才是硬道理,別的都多余。原來曙光作燈泡6N8P還是羞羞答答,不肯讓別人知道,現在已經完全豁出去了。