CN109769310A - 一种真空管音色微控装置和真空管音响功放系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空管音色微控装置，包括真空管，真空管设有灯丝和与灯丝电性连接的接脚，还包括热回收系统，所述热回收系统包括用于回收热能至所述真空管的热回收结构和通过加热电路与所述接脚电性连接的加热控制器。本发明真空管音色微控装置和真空管音响功放系统通过电源加热和聚热保温相结合的方式保持真空管工作所需的温度，降低真空管工作所需的电压，使得真空管通过USB供电即能正常工作；使真空管效果稳定，不受外界环境温度影响；降低因热能消耗而产生的成本，具有两倍以上的能源效益；经由控制真空管加热参数达到不同电导应用而不致烧毁真空管，延长真空管的使用寿命。

Description

一种真空管音色微控装置和真空管音响功放系统

技术领域

本发明属于音响设备领域，具体涉及一种真空管音色微控装置和真空管音响功放系统。

背景技术

用真空管设计的音响，其音色表现好是最大的优势。目前为止虽有用计算机软件模拟或者用晶体管电路模拟真空管，但是很难取得实际的真空管物理效果，这也是许多百万级音响依然会采用真空管的原因。真空管的电路结构设计单纯，除了真空管本体挑选之外，要照顾好及调教好音色并不容易。因为真空管使用的缺点很多，包括耗能高、热度高，在工作时管体温度可达200-300摄氏度，管体寿命有限等。让真空管发声不难，但是发出甜美本质的音色不容易，为此真空管工作时需要较高的电压点亮真空管，该方式导致产生大量的热能而影响到系统稳定，因此需要给予充分散热，为此有真空管套上金属管或者其他散热管，此种设计方式直到电晶体、积体电路时代皆未有所改变。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种真空管音色微控装置和真空管音响功放系统，该真空管音色微控装置和真空管音响功放系统能够充分回收真空管工作时散发的热能，降低真空管正常工作的能源消耗，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种真空管音色微控装置，包括真空管，所述真空管设有灯丝和与所述灯丝电性连接的接脚，其特征在于，还包括热回收系统，所述热回收系统包括通过加热电路与所述接脚电性连接的加热控制器。

进一步地，所述加热控制器包括用以直接或者间接侦测所述真空管的管体温度的温度侦测器，所述加热控制器根据所述温度侦测器侦测的温度数值、控制所述加热电路。

进一步地，所述加热控制器包括用以直接或者间接侦测所述真空管的管体温度的温度侦测器，所述加热控制器根据所述温度侦测器侦测的温度数值、控制所述加热电路。

进一步地，所述温度侦测器为侦测所述接脚温度的温度传感器；和/或，所述温度侦测器为侦测所述接脚电压的电压计；和/或，所述温度侦测器为侦测所述管体外部温度的测温传感器。

进一步地，所述热回收系统还包括用于回收热能至所述真空管的热回收结构。

进一步地，所述热回收结构为套设于所述真空管外部的管套，所述管套包括位于所述管套内层的热回收层和位于所述管套外层的隔热层，其中，所述热热回收层可以采用均热层或者热反射层，均热层如石墨烯层或者铜箔等，热反射层如镜膜贴纸、溅镀耐高温层等，所述隔热层可以使用隔热膜等。

一种真空管音色微控装置，包括线路板和装于所述线路板的真空管，所述真空管设有灯丝和与所述灯丝电性连接的接脚，其特征在于，还包括微处理器和热回收系统，所述热回收系统包括通过加热电路与所述接脚电性连接的加热控制器所述加热控制器包括用以直接或者间接侦测所述真空管的管体温度的温度侦测器，所述加热控制器与所述微处理器电性连接。

进一步地，所述热回收系统还包括用于回收热能至所述真空管的热回收结构，其中，所述热回收结构为套设于所述真空管外部的管套，所述管套包括位于所述管套内层的热回收层和位于所述管套外层的隔热层。

进一步地，，所述热回收系统还包括设置于所述线路板上发热体的热回收体，所述热回收体通过导热体与所述管体接触。

一种真空管音响功放系统，包括音频信号输入端、信号解码电路和音频信号输出端，所述音频信号输入端和信号解码电路电性连接，还包括任一上述的真空管音色微控装置，所述信号解码电路与所述真空管音色微控装置的真空管信号输入端电性连接，所述真空管的信号输出端通过阻抗转换电路与所述音频信号输出端电性连接。

进一步地，所述信号输入端为能够与提供电源及数字或者模拟音频信号的音源装置接口电性连接的输入接口，所述真空管音色微控装置的加热电路与所述输入接口电性连接。

本发明真空管音色微控装置和真空管音响功放系统通过电源加热和聚热保温相结合的方式保持真空管工作所需的温度，降低真空管工作所需的电压，使得真空管通过USB供电即能正常工作；使真空管效果稳定，不受外界环境温度影响；降低因热能消耗而产生的成本，具有两倍以上的能源效益；经由控制真空管加热参数达到不同电导应用而不致烧毁真空管，延长真空管的使用寿命；同时能够降低外部温度至47摄氏度左右，解决现有真空管音色装置的外部温度达100摄氏度以上的问题。

附图说明

图1是本发明一种真空管音色微控装置实施方式1的透视结构示意图；

图2是发明一种真空管音色微控装置实施方式2的透视结构示意图

图3是发明一种真空管音色微控装置实施方式3的透视结构示意图；

图4是图1-3所示实施方式中管套一实施方式的截面示意图；

图5是图1-3所示实施方式中管套另一实施方式的截面示意图；

图6是本发明一种真空管音响功放系统一实施方式的模块图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，为发明一种真空管音色微控装置实施方式1的透视结构示意图，该真空管音色微控装置包括真空管1、热回收系统(图中为标出)和加热电路3。

其中，真空管1包括管体11、灯丝12和接脚(图中为标出)，灯丝12位于管体11的内部，灯丝12与接脚电性连接，接脚的自由端延伸至管体11外部。

热回收系统包括管套21和加热控制器22，管套21用于回收管体11发出的热能至真空管1的管体11，加热控制器22通过加热电路3与接脚电性连接。

管套21设置于真空管1管体11的外部，该管套21由柔性材料层卷成圆筒状后套设在管体11的外部，或者由柔性材料层直接卷设在管体11的外部，或者由硬质材料加工后套装在管体11的外部，或者是保温隔热涂料层等。

该管套21由保温隔热材料或者保温隔热复合材料制成，其中，保温隔热材料为耐高温保温隔热涂料、二氧化硅气凝胶等，保温隔热复合材料包括位于管套21内层的热回收层和位于管套21外层的隔热层，如图4和图5所示，为管套21两种实施方式的截面示意图，图4中管套21包括热回收层21和隔热层22，图5中管套21包括热回收层211、隔热层212和支撑层213。热回收层211可以是和/或热反射层，均热层为具有导热物理性质的材料层，能够使管体均温且真空管内金属极片热效应稳定，能够隔离外部电磁波干扰，均热层为如石墨烯层、铜箔等；热反射层为具有反射热物理性质的材料层，热反射层为镜膜贴纸、溅镀耐高温层等，能够将管体11散发出的热发射到管体11，以对管体11进行加热。隔热层212为具有隔热物理性质的材料层，如隔热膜，能够阻止管体11发出的热散掉，同时降低环境温度对管体11影响。

加热控制器22通过加热电路3与真空管1的接脚电性连接，加热电路3通过与接脚电性连接对灯丝12施加电压，以使灯丝12点亮。加热控制器22控制加热电路3施加在灯丝12上的电压或者电流，以控制灯丝12的点亮程度，进而控制灯丝12的发热程度。

加热控制器22包括温度侦测器，该温度侦测器用以直接或者间接侦测所述真空管1的管体11温度，其中管体11的温度是指管体11内部温度、管体11本身温度或管体11外部温度(靠近管体11本身处)，尤其是指管体11内部温度。该温度侦测器为侦测真空管1接脚温度(获知接脚处温度，进而间接得到管体11的温度)的温度传感器221、侦测真空管1接脚电压(温度变化可引起接脚电阻变化，根据电阻值获知接脚处温度，进而间接得到管体11的温度)的电压计222和侦测管体11外部温度(获知接脚处温度，进而间接得到管体11处的温度)的测温传感器223中的一个或者多个。温度侦测器获得管体11温度数值后传送给加热控制器22，加热控制器22根据该温度数值后控制灯丝12的发热程度。

在其他实施方式中，热回收结构用于回收真空管的热辐射(管体的热辐射)至管体(目的是回收热能，以降低管体热辐射损失的热能，使得采用较小的电能消耗即可保持真空管工作所需的温度)，热回收结构不限于管套，也可以是其他具有反射管体辐射热的结构，例如多个矩形的反射薄膜(可与管套采用同种材质制成)、隔热涂料图层等。

参照图2，为发明一种真空管音色微控装置实施方式2的透视结构示意图，该真空管音色微控装置包括真空管1、热回收系统和加热电路3。其中，真空管1与图1所示实施方式1相同，不做赘述。

热回收系统包括管套21和加热控制器22，管套21与图1所示实施方式1相同，不做赘述。

加热控制器22为温控电阻，该温控电阻在温度升高时电阻值增大。该温控电阻的两端分别与加热电路和接脚电性连接，在加热电路-温控电阻-接脚的电性连接线路中，温控电阻温度升高时电阻值增大，使得流经灯丝12的电流减小，灯丝12发热程度降低；温控电阻温度降低时电阻值减小，使得流经灯丝12的电流增大，灯丝12发热程度升高。使得加热控制器22能够控制管体11的温度大约维持在一定值(即在该定值附近波动或保持该定值)。

参照图3，为发明一种真空管音色微控装置实施方式3的透视结构示意图，该真空管音色微控装置包括真空管1、热回收系统加热电路3、微处理器4和线路板5。其中，真空管1与图1所示实施方式1相同，不做赘述。

热回收系统包括管套21、加热控制器22、热回收体23和导热体24，管套21、加热控制器22与图1所示实施方式1相同，不做赘述。

热回收体23设置于线路板5的发热体上，该热回收体23优先设置在线路板5上发热较多的部分，例如线路板5上的微处理器、为温控电阻的加热控制器等，通过导热体24将热导至管体11处，热回收体23可以由吸热的金属材料材料制成，导热体24可以是硅胶等，也可以利用热回收结构中均热层延伸出的部分，如将石墨烯层中一部分延伸至热回收体23，以对热回收体23的热回收至管体11处。

微处理器4为MCU或者其他核处理器，加热控制器22与微处理器4电性连接，加热控制器22、加热电路3、微处理器4均设置在线路板5上，通过线路板5实现加热控制器22与微处理器4的电性连接、加热控制器22和加热电路3的电性连接。微处理器4接收到加热控制器22中温度侦测器获得的温度数值后，微处理器4根据该温度数值将指令发送给加热控制器22，由加热控制器22控制灯丝12的发热程度。

参照图5，为发明一种真空管音响功放系统实施方式的模块图，该真空管音响功放系统包括音频信号输入端20、信号解码电路30、真空管音色微控装置10、阻抗转换电路40和音频信号输出端50，信号解码电路20与真空管音色微控装置10的真空管信号输入端电性连接，真空管的信号输出端通过阻抗转换电路40与音频信号输出端50电性连接。其中，音频信号输入端20能够与提供电源及数字或者模拟音频信号的音源装置接口电性连接的输入接口，例如USB接口，真空管音色微控装置10的加热电路与音源装置接口电性连接，由输入接口对真空管音色微控装置10进行供电。

使用时，该音频信号输入端20连接电脑等音频输出终端设备，音频信号输出端50连接耳机插头，在音频输出终端设备播放音频文件时，通过耳机即可收听。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空管音色微控装置，包括真空管，所述真空管设有灯丝和与所述灯丝电性连接的接脚，其特征在于，还包括热回收系统，所述热回收系统包括通过加热电路与所述接脚电性连接的加热控制器。

2.根据权利要求1所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述加热控制器包括用以直接或者间接侦测所述真空管的管体温度的温度侦测器，所述加热控制器根据所述温度侦测器侦测的温度数值、控制所述加热电路。

3.根据权利要求2所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述温度侦测器为侦测所述接脚温度的温度传感器；和/或，所述温度侦测器为侦测所述接脚电压的电压计；和/或，所述温度侦测器为侦测所述管体外部温度的测温传感器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述热回收系统还包括用于回收热能至所述真空管的热回收结构。

5.根据权利要求4所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述热回收结构为套设于所述真空管外部的管套，所述管套包括位于所述管套内层的热回收层和位于所述管套外层的隔热层。

6.一种真空管音色微控装置，包括线路板和装于所述线路板的真空管，所述真空管设有灯丝和与所述灯丝电性连接的接脚，其特征在于，还包括微处理器和热回收系统，所述热回收系统包括通过加热电路与所述接脚电性连接的加热控制器所述加热控制器包括用以直接或者间接侦测所述真空管的管体温度的温度侦测器，所述加热控制器与所述微处理器电性连接。

7.根据权利要求6所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述热回收系统还包括用于回收热能至所述真空管的热回收结构。

8.根据权利要求6或7所述的真空管音色微控装置，其特征在于，所述热回收系统还包括设置于所述线路板上发热体的热回收体，所述热回收体通过导热体与所述管体接触。

9.一种真空管音响功放系统，包括音频信号输入端、信号解码电路和音频信号输出端，所述音频信号输入端和信号解码电路电性连接，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的真空管音色微控装置，所述信号解码电路与所述真空管音色微控装置的真空管信号输入端电性连接，所述真空管的信号输出端通过阻抗转换电路与所述音频信号输出端电性连接。

10.根据权利要求9所述的真空管音响功放系统，其特征在于，所述信号输入端为能够与提供电源及数字或者模拟音频信号的音源装置接口电性连接的输入接口，所述真空管音色微控装置的加热电路与所述输入接口电性连接。