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音頻功放的關(guān)鍵指標
文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2020/5/29 9:57:00
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  功放的主要參數有:輸入靈敏度、諧波失真度、信噪比、頻率響應、阻尼系數、轉換速率。

1.輸入靈敏度:

是指功放所需最小輸入信號電平,它是要求將音源信號放大到足夠推動(dòng)后級功放所需要的必要條件。

2.諧波失真:

諧波畸變是放大器的一個(gè)非常重要的指標, 諧波畸變是一種非線(xiàn)性畸變, 它是由工作中放大器的非線(xiàn)性特性引起的, 失真的結果是產(chǎn)生了一種新的諧波分量,使聲音失去了原來(lái)的色調, 嚴重的聲音發(fā)破,失真 。諧波失真也有奇數甚至第二點(diǎn), 奇次諧波會(huì )使人煩躁、厭惡、容易被人感知。

有些放大器聽(tīng)起來(lái)煩人, 感覺(jué)很累, 或由更大的失真引起。對放大器的最大影響是失真程度, 一般高保真要求諧波失真低于 0.05%, 越低越好。

除了諧波失真外, 還有互調失真、交叉失真、銷(xiāo)波失真、瞬態(tài)失真、相位畸變等, 這些都是影響放大器質(zhì)量的主要原因。評估的有效性, 首先要看其失真, 就像意大利的 Sinfoni (詩(shī)芬尼) 放大器的總諧波失真小于0.01%。

3.信噪比:

值越大, 越好, 一般使用 (s/n), 具有信噪數的信電ps和噪聲功率 Pn 比, S/n增幅 10Lgss\ pn)隨著(zhù)信噪比和輸入信號電平的增加, 信噪比逐漸增大, 但當輸入信號電平達到一定值時(shí), 信噪比基本保持不變。

根據高保真度要求, 信噪比也應達到90dB 以上, 進(jìn)口高檔放大器往往高達 110-120dB, 其性能可以想象。有些信噪比后面是 A 字,A計權指的是通過(guò)加權網(wǎng)絡(luò )測量結果后的噪聲信號,因為人們對高頻和低頻頻帶噪聲的敏感性相對較低,所以有這樣一種方法:信噪比。

計權噪聲更直觀(guān)地代表了人們實(shí)際感受到的噪聲信號狀態(tài)?傊, 信噪比越大, 表明信號中的噪聲越小, 聲音的質(zhì)量越好, 音樂(lè )的重播就越清晰、干凈、層次合理。

4.頻率響應:

早期俗稱(chēng)功率帶寬,指諧波失真不超過(guò)規定值時(shí),功放的1/2額定功率頻帶寬度,即有高低端下跌-3dB的兩個(gè)頻率點(diǎn)之間所包括的頻帶,稱(chēng)之為功率帶寬。

5.阻尼系數:

主要針對低頻, 是直接影響低音音質(zhì)的一個(gè)非常重要的技術(shù)參數。眾所周知,喇叭的口徑越大,低音的相對越好,但聲音池的運動(dòng)慣性也就越大, 這種慣性使得很難與音頻信號運動(dòng)同步。

往往顯示出聲音濁度不是清晰,特別是在100-400Hz 低頻,容易引起聲音染色,人的聲音模糊, 很不自然。有的改裝后的汽車(chē)低音喇叭, 低頻信號強顫振多, 低音尾隨嚴重, 這是音頻慣性造成的音色。

6.轉換速率:

放大器的轉換率對高音重播的質(zhì)量和性能有很大影響。轉化率越快, 高音質(zhì)量越好, 捕捉的高頻信息就越準確。

高檔放大器可以做10到幾十個(gè) V/us,低中檔放大器一般都沒(méi)有標記出來(lái),這個(gè)轉換率的價(jià)值高和低,與設計材料有密切的關(guān)系,但也不應該太高,過(guò)高就會(huì )產(chǎn)生人耳聽(tīng)不到超過(guò)20KHz 的超調信號,不僅對提高音質(zhì)沒(méi)有效果, 而且容易燒毀高音喇叭。

音頻功放的關(guān)鍵指標 

音頻功放在蜂窩電話(huà)、便攜式設備以及音響等領(lǐng)域都得到了廣泛應用。在不同的應用領(lǐng)域,對于音頻功放的參數指標的側重點(diǎn)會(huì )有所區別。例如在手機領(lǐng)域側重于對射頻干擾的抑制能力,而在音響中更關(guān)注失真和頻響特性。因此,根據市場(chǎng)需求對音頻功放的關(guān)鍵技術(shù)指標進(jìn)行定位,已經(jīng)成為一個(gè)非常具有挑戰性的課題 

音頻功放的基本參數包括靜態(tài)工作電流(IDD)、關(guān)斷電流(ISD)、輸入失調電壓(Vos)總諧波失真加噪聲(THD+N)、輸出功率(PO)等指標。另外諸如信噪比(SNR),電源抑制比(PSRR),增益(GAIN)、效率(η)、噪聲(Noise)等參數也是衡量一個(gè)音頻功放不可缺少的技術(shù)指標。當然,像THDN,SNR,PSRR,GAIN等參數都是在每一個(gè)固定頻率,例如1KHz作為激勵得到的,所以這些參數的掃頻曲線(xiàn),可以體現音頻功放在整個(gè)音頻范圍(20Hz-20KHz)內的性能。

關(guān)鍵指標 

音頻功放從功能上可以分為很多類(lèi),無(wú)論單通道、立體聲、驅動(dòng)耳機還是驅動(dòng)揚聲器,在共同的應用領(lǐng)域內關(guān)注的指標都是相似的。目前Audio Precision的音頻分析儀可以自動(dòng)完成大部分參數的測試,已成為業(yè)內的一個(gè)評判標準。   

可量化的指標 

總諧波失真加噪聲(THD+N) 

THD+N是英文“Total Harmonic Distortion + Noise”的縮寫(xiě),譯成中文是“總諧波失真加噪聲”。THD+N技術(shù)是極為吸引人的,因為輸出中除了純測量信號的任何成分都會(huì )使測量指標下降。低的THD+N測量結果不僅說(shuō)明諧波失真低,而且也說(shuō)明哼鳴聲,干擾信號,以及寬帶白噪聲也是比測量值低(或等于測量值)。THD+N在音頻測試中得到了廣泛應用。   

對于音響和高端手機用戶(hù)來(lái)說(shuō),THD+N體現了音頻功放的失真度,是非常重要的指標。為了完整地考察音頻功放在整個(gè)音域內的表現,圖 1所示的掃頻曲線(xiàn)也是非常重要的,根據音頻放大器和揚聲器的特性在外圍電路做適當的調整,可以得到令人滿(mǎn)意的音色。

輸出功率(PO) 

輸出功率是指在指定電壓下,滿(mǎn)足一定的失真度(THD+N)時(shí),音頻功放在負載上的輸出能力。需要注意的是,比較這個(gè)參數的時(shí)候,要注意測試條件的區別,特別對于D類(lèi)功放而言。因為不同的負載(揚聲器是感性負載),不同的濾波器,不同的失真度要求會(huì )對測試結果產(chǎn)生很大影響。 

對于低端手機用戶(hù)和音響用戶(hù)而言,輸出功率的大的音頻功放更有吸引力,因此要求輸出功率在不失真的情況下盡可能的大。很多芯片供應商則直接把輸出功率作為規格書(shū)的標題以增加賣(mài)點(diǎn)。 

電源抑制比(PSRR) 

提到音頻放大器在手機中的應用,就不得不提到PSRR這個(gè)參數。PSRR (Power supply rejecTIon raTIo)是音頻放大器的輸出對于電源紋波的抑制能力。 

在 TDMA 和 GSM 手機中,最嚴重的電源電壓噪聲來(lái)自 RF 級的開(kāi)與關(guān)。GSM 電話(huà)的開(kāi)關(guān)頻率為 217Hz。當 RF 功率放大器接通時(shí),從電源獲得高電流,這時(shí)電源下降高達 500mV。PSRR 差的音頻放大器將在揚聲器產(chǎn)生大于 217Hz 的諧波“咔咔”噪聲。圖 2為PSRR為60dB的放大器對GSM信號的抑制能力。 

相對而言,手機用戶(hù)更關(guān)注217Hz的PSRR,因為這個(gè)參數直接影響到免提時(shí)的通話(huà)質(zhì)量。如果處理不慎,再優(yōu)美的音色夾雜了干擾聲也是讓人不堪忍受的。當然,這個(gè)指標也不是萬(wàn)能的,因為射頻干擾不僅出現在電源,耦合到輸入端和輸出端的噪聲也是需要慎重考慮的因素。

未量化的指標 

以上提到的參數指標都是已經(jīng)量化的,可以由音頻分析儀完成自動(dòng)測試?墒沁@些指標并不能涵蓋所有的應用需求。還有很多現象出現在不用的應用環(huán)境中,卻無(wú)法用一個(gè)統一的標準去衡量。  

Pop Click 

Pop ClicK是音頻功放在打開(kāi)或關(guān)閉過(guò)程中,音頻瞬變信號在或揚聲器中產(chǎn)生的雜音。   美信提出了用KCP來(lái)衡量Pop Click的大小,不過(guò)目前常用的方法還是以實(shí)際環(huán)境中的聽(tīng)覺(jué)效果作為最終的評判標準。   

射頻抑制能力 

音頻功率放大器的三大噪聲源為:電源噪聲 、輸入耦合的噪聲和輸出耦合的噪聲。射頻干擾的方式又分為傳導和空間輻射。因此音頻功放射頻抑制能力,很難用固定的指標去描述。以手機為例,不同的功放在設計良好的手機中都可以正常工作,只有在射頻干擾比較嚴重的系統中,抑制能力較強的芯片才能脫穎而出

 
 
 
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