【个人向科普】闲聊胆机中电子管参数的“测值”，“全新”，和“配对”

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-29 15:43

本帖最后由小米气态键盘于 2021-7-29 15:49 编辑

最近在做一台大号的胆机，但是进度被返工的扼流圈和一对从国外订购过来的音频牛拖住了，正好这段时间拿到手并且组好了测胆仪，来给大家详细讲一讲我个人关于“到底该如何认识电子管的各项参数”的一些理解。

一颗电子管都有哪些参数？
在具体的参数之前，最基本的一项是管子的结构，是三极管，四极管，五极管，束射五极管？是直热管，还是旁热管？是锐截止管，还是遥截止管？（当然遥截止管在音频里用得很少）每种管结构都有着仅看参数就能体现出来的明确特性，比如说直热三极管一般都拥有极佳的线性，五极管标准接法则像MOSFET一样存在着屏压对屏流影响很小的恒流区，四极管屏压低于帘栅压的区间曲线大幅弯曲且不可靠......

一般情况下，区分电子管型号和衡量其寿命的关键有3+1个电参数

在讲电参数之前我们先来简单说下电子管的每个“极”
以三极管5842/417A为例

中间的这副图片就是电子管在电路图绘制中的简化符号，灯丝加热阴极，使得包裹在灯丝上的阴极材料能够向外放出电子，在经过不同栅极形成电场的调控后，一定数量的电子被带高压的电极加速，打向屏极，被屏极吸收成为屏流，引出到电路其他部件。
灯丝是两个Heater引脚，Cathode是阴极；Grid是控制栅极，控制栅极距离阴极的距离很近，所以这两极间形成的电场能够对电子向外释放的速度起到显著的影响；Plate是屏极，带高压，对被控制栅极放出的电子加速，最终打到屏极。在单独分析电子管时，我们会以这颗管子的阴极电压作为0电位参考点，常见电子管在一般自偏压电路中，电子管的阴极会用电阻垫高至高于整机地电位点的位置，而栅极则会用电阻直接接地为0V，此时相对于阴极电压，栅极电位为负，这个负值就是一般所说的栅压，而屏压同样也是屏极相对于阴极的电压。对于直热管，其阴极和灯丝一体，写作Filament，一般用交流驱动灯丝，取此时该交流绕组中心抽头的电位作为阴极电位参考点，或取灯丝中点作为阴极电位。

1.屏流（Plate Current，单位一般是mA）
电参数中的屏流是指在电子管标准静态工作点下，其屏极流入的电流，比如2A3，在RCA给出的参数文档中，是交流2.5V灯丝，屏压250V，栅压-45V时的屏极电流，这个值是60mA。在实际工作中，屏流是不断变化的，动态屏流则可根据当前各极电压状态在曲线图中选取计算得到，标准静态工作点下的屏流，是电子管阴极发射能力的体现。

2.跨导（Transconductance/S/Mutalconductance，常用单位一般是mA/V，有些型号也用micromhos,1000Micromhos=1mA/V）
跨导，是以一个固定的电压为电子管的屏极供电，栅极电压每变化1V时，屏极电流变化的大小，是电子管曲线簇纵向间距的体现。

我们仍然以5842/417A为例，我画的这条竖线就是栅压变化1V，而电流则是从57.5mA变为27.5mA，即S=30mA/V，我取这两个点只是因为方便计算，实际上只要有两个屏压相同的点就能计算跨导，间距无所谓。相信大家从这副图中也能看到，在管子不同得工作区间，S的值的变化的，也就是说想要这个S值对自己的电路设计调整有参考价值，就需要针对自己实际所需的工作区间和工作点来测定跨导。
3.放大倍数（Amplification Factor/μ，单位可有可无）
这个就比较简单了，是以恒定的电流为电子管屏极供电，栅压每变化1V，屏极电压的变化值相对栅压变化的倍数，是曲线簇横向间距的体现

还是那张图，这条直线是栅压变化1V，屏流不变，屏极电压变化是45V，那么这个管子的μ就是45，参数文档中给的是43-44，基本符合我们根据曲线得出的计算值。

还有一项

4.灯丝供电规格
灯丝的重要性不必多说，需要提一嘴的，是灯丝电压相比给定值不论高低都有损寿命，灯丝电压过高易烧断，而灯丝电压不足导致阴极温度不足，发射能力减弱，此时强行让阴极发射电子对其表面发射涂层有损害，且容易造成阴极局部过热，有烧断灯丝或损毁涂层的潜在风险，家中电压不稳定或不标准的话，如果找电网工作人员联系无法解决，可以考虑购买调压器来稳定到合适的电压。

简单的了解完参数，我们进入正题，来说说何为电子管的“测值”。
电子管的寿终正寝，对于绝大多数的常见管来说，都可以归结为其阴极的发射能力不足。
标准工作点的屏流降低，跨导降低，本质都是阴极在各极电位相同时，能给出的电子变少了。

“测值”，就是一台测胆仪能给出的参数，比如国产的GS-5A测胆仪，能够测量管子在选定电压下的屏流和跨导，各种管子介绍中非常常见的“美國军事专用TV-7测胆仪”给出的参数则是固定电压下的跨导相对值，跨导绝对值需要知道对照表和具体挡位（RadioMuseum网站这一页有老哥提供了具体值的对照表https://www.radiomuseum.org/r/military_tv_7_u.html）

但是这两台仪器哪怕是最后生产的一台，放到今天都已经是堪称古董的物件了，而且测试仪不像真空管，放几十甚至上百年，也因为内部的高度真空和消气剂的存在，在重新点亮老化一段时间后能做到性能变化很小。可以参考现在的万用表，精密万用表要定期使用可靠且有效位更多的基准源或精度更高的表进行校准，测胆仪也同样需要校准。如果不校准，那测试参数也只能是“伪测值”，或只在一家卖的同一台机器相近时间内测定的数值之间有参考价值。
那么假如一家店里卖的大都是些拆机二手，参数实际上已经大打折扣的管子呢？我不希望这是真的，但事实很可能恰恰如此。所谓的“全新”管，尤其大量无原盒，管脚打磨过却“测值超全新”的管子，实际上很可能是商家的测试仪不准，标尺的刻度是歪的，测值怎么可能是正的呢？

关于配对，其实和上面的“测值”和“全新”一样，是寻找多颗参数一致的管子成组，但我前面提到了，除灯丝规格外，其他的三个参数都对应着一个特定的工作点，如果测试的特定工作点和实际应用不同，“精确配对”，就有可能是天差地别，而我前面也提到了可由管子的特性曲线计算出该点参数，也正因此，只有曲线测绘，才能尽可能描述出更多工作点的性能参数，才能叫做真正的精确配对，栅压的间隔可以测到更低，但更低会有不同栅压的曲线叠在一起，那样更看不出来。

这是我手头目前两颗贵族之声2A3C的完整曲线，浅线是原始参数，深线则是两者的均值，可以明显的看到300V之后的几条线已经错开了。

上面这是我手头的一根5670，如果测试仅有跨导，且是100V，-1V处，实际上还是挺接近的（差不多5.5/5.4的区别）

上方这是一颗西电396A，低压处配对不错，但看跨导屏流和内阻（内阻是同栅压的一根曲线的斜率），屏流是标准值的55%，跨导是标准值的70%（Raytheon给的跨导最小值是4.5mA/V，CK5670WA的参数文档给的非常详细，这份标准值对比是测胆仪厂家给的，和WE给的参考点不太一样，但也足够作证），已经达到该从仪器设备上报废扔进垃圾堆的水平了。然而当初我买这颗管子，商家写了是“全新”，旁边还有模有样的摆了两个原装盒子

，我测试过机器灯丝电压精确，而且这种小管子寿命都很长，我拿到手至今一年半不到，不会是这段时间使用导致如此离谱的寿命衰减，而且拿到手明显是打磨管脚，且管脚根部发黑的，不提具体是哪家了。反正我再买到这种假装全新的报废管子，肯定一张完整曲线图加快速测试参数甩给商家然后一句话不说点申请退货，便宜货直接确认差评，曲线图发评价区

，就算是写了售出不退的咸鱼，只要你说是全新管，我测出来不是全新也一样会申请退货

最后打个小广告，如果我有空的话可以帮大家测管子，因为之前在装机器的时候有在考虑更换质量稍好的管座，所以说目前这块面板没有完全焊接，目前能测试的接口有三个，分别是大四脚UX4（300B/2A3），针八脚B8G（4P1S，C3m）和小九脚B9（12A_7等）。如果有需求的话我会考虑做更多的插接板来兼容。支持的测试规格最高屏压750V，屏流300mA，两组，负压-170V-0V一组，可测四/五极管和超线性接法，有全新出厂校准，有需求的话论坛私聊，就是我到时候不一定有时间。

明知做戏 · 发表于 2021-7-29 16:39

太硬核了吧

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-29 17:50

明知做戏发表于 2021-7-29 16:39
太硬核了吧

这不是希望能让更多被炒管奸商骗得团团转的人稍微涨点知识少被骗吗

bam_jskm · 发表于 2021-7-29 17:58

本帖最后由 bam_jskm 于 2021-7-29 22:14 编辑

石机爱好者路过,表示完全看不懂

pangyue · 发表于 2021-7-29 18:43

确实真要深入玩胆的话，确实自备一台测试仪才是最终解决方案，不然就只能找自己信得过的商家，反正咸鱼上的管子是真的不要买。跨导屏流基本就能确定管子的状态了，说白了跨导就是反应管子放大的能力，屏流就是反应管子输出的能力，两者任意一个下降到一定程度，就意味着管子寿命已尽。
自己有测试仪还能自己配对，确实方便对了，就是高价管子可能玩不起筛选配对。。。

neverwinter · 发表于 2021-7-29 18:48

先收藏了

大嘴鱼 · 发表于 2021-7-29 18:53

走错门了

furudeikarei · 发表于 2021-7-29 20:27

跪大佬科普

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-29 20:55

本帖最后由小米气态键盘于 2021-7-29 21:00 编辑

pangyue 发表于 2021-7-29 18:43
确实真要深入玩胆的话，确实自备一台测试仪才是最终解决方案，不然就只能找自己信得过的商家，反正咸鱼上的 ...

是这样的，只有自己有设备才能随时知道管子的准确性能状态，为此去设计或者调整电路，屏流和跨导所描述的关键本质上只有一个，就是阴极发射电子的能力，我那根寿命已尽的396A测试参数里也能表现出来，μ几乎没变，Gm和Ip惨不忍睹，不过Gm描述的是纵向的性能，实际屏极负载大多是电阻或电感这类非恒流/恒压源，负载线是斜的，描述横向参数的μ也需要考虑
高价管的配对那是只有大体量的商家才玩得起的，有个曲线仪倒是能对于全范围配对不佳的管子选个相对配对的工作点，或者用不同的工作点选取Gm和μ相近的区间保证音量一致性，不过推挽就没法这么搞了

脑洞略大 · 发表于 2021-7-29 21:25

感谢LZ，这就是我放弃胆机的原因了

且听 · 发表于 2021-7-29 23:17

闲鱼有点乱，还有用便宜管印贵管文字卖的

charmania · 发表于 2021-7-29 23:20

很牛，加精合理！

leon995 · 发表于 2021-7-29 23:46

收藏了，感谢楼主的分享。各种定义说的简明扼要。作为一个单机爱好者，一直在犹豫要不要来个测管机。也一直有关注楼主的这台etracer。不过还是被价格和上手门槛劝退了。请问楼主如果只是为了知道自己手中管子的状态值得入etracer吗？我手里的管子主要是2a3和el34这两种。还有什么其他性价比更高的选择吗？

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-30 07:19

脑洞略大发表于 2021-7-29 21:25
感谢LZ，这就是我放弃胆机的原因了

在产的全新管，有正规代理途径的一般会好很多，各种参数表现和配对精度都不会差，比如EML，还有国内的SuperTNT。
我手上这套2A3C毕竟是最入门级别，本来就是当作炮灰管买的，滤波我设计使用的LC，电源内阻不到200欧姆，四根管子总共比设计少40mA电流对总电压影响不到10V。

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-30 07:20

leon995 发表于 2021-7-29 23:46
收藏了，感谢楼主的分享。各种定义说的简明扼要。作为一个单机爱好者，一直在犹豫要不要来个测管机。也一 ...

私信回你了

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-30 07:21

且听发表于 2021-7-29 23:17
闲鱼有点乱，还有用便宜管印贵管文字卖的

非地域黑，河北邢台的一些管商好像不少都这么干

发货地河北的几家大概都比较适合买廉价国产管，比如4P1S

wudiyuehun · 发表于 2021-7-30 10:21

介绍几家靠谱的店家呗

sboll · 发表于 2021-7-30 10:24

非常感谢楼主科普

小米气态键盘 · 发表于 2021-7-30 10:31

wudiyuehun 发表于 2021-7-30 10:21
介绍几家靠谱的店家呗

我也没买过多少，尽量挑在产全新管买吧，古董管让店主拍管脚和云母片成色能大致判断一下

peterchen556 · 发表于 2021-7-30 11:46

幸好及时看到了楼主的帖子！我刚差点在咸鱼随便买两只eh的6h30了。。。现在看来还是先用机器自带的吧。。。

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