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1、功放的技术指标和测试功放的技术指标和测试wesleywesley2023/1/121MediaTek Confidential目录目录n n一一.声音三要素声音三要素n n二二.功放的技术指标功放的技术指标n n三三.一些指标标准一些指标标准n n四四.指标测试方法指标测试方法n n五五.市面上一些功放市面上一些功放n n六六.功放的一些主观评价功放的一些主观评价2MediaTek Confidential一一.声音三要素声音三要素n n1 1。响度的单位是方（。响度的单位是方（PHONPHON），），它是以它是以10001000HZHZ纯音所纯音所造成的声强为基准，造成的声强为基准，1000
2、1000HZHZ声音信号的响度等于它的声声音信号的响度等于它的声强分贝值（强分贝值（db).db).n n2.2.音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。音调主要与音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。音调主要与声音的频率有关，但不与频率成正比，而与响度一样，音声音的频率有关，但不与频率成正比，而与响度一样，音调的感觉也成对数关系，因此通常通常用频率的倍数和对调的感觉也成对数关系，因此通常通常用频率的倍数和对数关系来表示音调。频率越高，人耳感觉的音调越高。数关系来表示音调。频率越高，人耳感觉的音调越高。3MediaTek Confidentialn n3 3。音色。音色主要由声音的波形和它的频谱结构
3、决定。音色。音色主要由声音的波形和它的频谱结构决定。（频谱：一个正弦波的波形可以分解为多个正弦波成分的（频谱：一个正弦波的波形可以分解为多个正弦波成分的综合，亦即频谱）综合，亦即频谱）BACKBACK4MediaTek Confidential一）一）.静态指标（正弦波）静态指标（正弦波）A.A.频响是放大器对声频信号的各种频率分量的放大能力频响是放大器对声频信号的各种频率分量的放大能力,它表它表明了放大器的通频带带宽及在通频带内放大各频率分量的不明了放大器的通频带带宽及在通频带内放大各频率分量的不均等性均等性,理想的频响能力是在通频带内非常平直理想的频响能力是在通频带内非常平直.二二.功放的
4、技术指标功放的技术指标5MediaTek Confidential6MediaTek Confidential放大器的非线形会使输出信号产生许多新的谐波分量放大器的非线形会使输出信号产生许多新的谐波分量.这些这些谐谐波分量的均方根之和即为总谐波失真的量波分量的均方根之和即为总谐波失真的量.谐波失真用总谐谐波失真用总谐波波失真量和输出信号百分比来描述失真量和输出信号百分比来描述.B)谐波失真谐波失真(谐波畸变谐波畸变)7MediaTek ConfidentialI)I)谐波失真与频率有关谐波失真与频率有关8MediaTek Confidentialn nIi)Ii)谐波失真与输出功率有关谐波失真
5、与输出功率有关n n当放大器接近最大输出功率时当放大器接近最大输出功率时,谐波失真急剧增大谐波失真急剧增大,因此放声时功率远小于最大功率因此放声时功率远小于最大功率.9MediaTek ConfidentialC)信噪比信噪比信噪比指信号功率和不需要的噪声功率之比信噪比指信号功率和不需要的噪声功率之比.S/N=10*LG(Rx/P2);S/N=10*LG(Rx/P2);Rx:Rx:参考输出功率参考输出功率;P2:P2:噪声输出功率噪声输出功率;10MediaTek Confidentialn n额定功率也称额定功率也称RMSRMS功率或连续功率功率或连续功率,是指在一是指在一定的失真范围内定的
6、失真范围内,在喇叭阻抗一定的条件下在喇叭阻抗一定的条件下,放放大器输出的最大功率大器输出的最大功率.额定功率随失真度和负载额定功率随失真度和负载的不同而变化的不同而变化,不唯一不唯一.美国美国19741974年规定标准年规定标准:两个声道各驱动两个声道各驱动8 8欧姆扬声器欧姆扬声器,在在2020HZ-20000HZHZ-20000HZ范围内范围内,失真度小于失真度小于1%1%时时,测的最大输测的最大输出功率的有效瓦数出功率的有效瓦数.D)额定功率额定功率11MediaTek Confidentialn n1.1.阻尼系数是扬声器额定阻抗和驱动功放输出内阻的比值阻尼系数是扬声器额定阻抗和驱动功
7、放输出内阻的比值,由于功放由于功放是扬声器的电阻尼是扬声器的电阻尼,对扬声器质量很有影响对扬声器质量很有影响.n n2 2阻尼系数过高阻尼系数过高,扬声器声音干涩扬声器声音干涩,失去弹性失去弹性;n n3 3阻尼系数过低阻尼系数过低,低音混浊低音混浊,乏力乏力.E)阻尼系数阻尼系数12MediaTek ConfidentialF).转换速率转换速率n n1.1.它表示当放大器输入一个阶跃信号时它表示当放大器输入一个阶跃信号时,输出电压随时间变化的最大输出电压随时间变化的最大变换率变换率.n n为了衡量放大器在通过矩形波信号时引起的前沿上升时间的延迟为了衡量放大器在通过矩形波信号时引起的前沿上升
8、时间的延迟,从从而描述放大器输出矩形波时的失真情况而描述放大器输出矩形波时的失真情况,就引入转换速率这个参数就引入转换速率这个参数.n n2 2高保真放大器的转换速率要求在高保真放大器的转换速率要求在2020V/usV/us以上以上.13MediaTek Confidential规定规定:给放大器输入给放大器输入10001000HZHZ正弦信号正弦信号,使其在额使其在额定功率下工作测得谐波失真定功率下工作测得谐波失真(比如比如0.1%),0.1%),然后然后改变输入信号的频率改变输入信号的频率,使放大器以半额定功率使放大器以半额定功率工作工作(即比原先降低即比原先降低3 3db),db),当其
9、谐波失真量上升当其谐波失真量上升到和到和10001000HZHZ满额定功率工作相同时的谐波失满额定功率工作相同时的谐波失真量相同时真量相同时,所对应的上下频率带宽所对应的上下频率带宽.G).功率带宽功率带宽14MediaTek Confidential15MediaTek ConfidentialH)串音衰减串音衰减(声道隔离度声道隔离度).1).1)由左通道进入右通道的串音衰减定义由左通道进入右通道的串音衰减定义:左通道的输左通道的输出电压与馈入左通道的输入电压在右通道产生的出电压与馈入左通道的输入电压在右通道产生的输出电压之比的分贝值输出电压之比的分贝值.2)2)根据国标根据国标,高保真音
10、频放大器的要求高保真音频放大器的要求:=30=30db db，25010002501000hzhz;=40db,1000hz;=40db,1000hz;16MediaTek Confidential二二)动态指标（方波或脉冲）动态指标（方波或脉冲）n nA)A)互调失真互调失真n n当两个或两个以上不同频率的信号输入放大器当两个或两个以上不同频率的信号输入放大器后后,由于放大器的非线性由于放大器的非线性,其输出信号除原输入其输出信号除原输入的信号的信号,还新产生了输入信号的和信号和差信号还新产生了输入信号的和信号和差信号.例如放大器的频率分别为例如放大器的频率分别为300300和和500500
11、HZ,HZ,输出时输出时,多了多了200200HZHZ和和800800HZ HZ 的信号的信号.这两种信号产生这两种信号产生互调失真互调失真.17MediaTek ConfidentialB)相位失真相位失真n n输出信号和输入信号的相位差输出信号和输入信号的相位差,通常以工作频段通常以工作频段内的最大相移和最小相移来表示内的最大相移和最小相移来表示.n n高保真的放大器高保真的放大器,要求相位失真在要求相位失真在20-200020-2000HZHZ应应在在+-5%+-5%以内以内.18MediaTek ConfidentialC)顺态响应顺态响应(瞬态畸变瞬态畸变)n n瞬态响应瞬态响应,是
12、指放大器对瞬态信号的跟随能力是指放大器对瞬态信号的跟随能力.n n测量瞬态响应测量瞬态响应,常用方波信号常用方波信号,当方波信号输入当方波信号输入到放大器时到放大器时,如果输出信号的波形仍是方波如果输出信号的波形仍是方波,说说明瞬态响应良好明瞬态响应良好.19MediaTek ConfidentialD)瞬态互调失真瞬态互调失真n n为了免除深度负反馈引起的寄生震荡为了免除深度负反馈引起的寄生震荡,需在集基需在集基级间加入一个小电容作为滞后补偿级间加入一个小电容作为滞后补偿,当输入脉当输入脉冲信号时冲信号时,要等待补偿电容进行充电的这一段延要等待补偿电容进行充电的这一段延迟时间迟时间.,.,输
13、出信号被削顶输出信号被削顶,从而造成失真从而造成失真,叫瞬叫瞬态失真态失真.20MediaTek ConfidentialE)交越失真和削波失真交越失真和削波失真21MediaTek Confidentialn n1.1.交越失真是非线性失真交越失真是非线性失真,是造成互调失真的原因是造成互调失真的原因.n n2 2削波失真削波失真,是功放管饱和时是功放管饱和时,放大器输出信号不随输入信号放大器输出信号不随输入信号增大而增大增大而增大,输出波形尖锋被削输出波形尖锋被削,称为削波失真称为削波失真.BACKBACK22MediaTek Confidential三三.一些指标的标准一些指标的标准BA
14、CK23MediaTek Confidentialn n.一。频率响应一。频率响应n nA A。输出输出1 1KHZKHZ，1V1V的正弦波信号，经过功放放大，输入到的正弦波信号，经过功放放大，输入到音频分析仪；音频分析仪；n nB B。此时，把此时，把dbr dbr zero zero 清零；清零；n nC C。调节输出信号的频率从调节输出信号的频率从2020HZHZ到到2020KHZKHZ扫频；扫频；n nD D。记下记下dbr dbr 最大的差值为所得值。最大的差值为所得值。四。功放指标测试方法四。功放指标测试方法24MediaTek Confidentialn n二。谐波失真（额定功率
15、时）二。谐波失真（额定功率时）：n nA A先输出先输出1 1KHZKHZ，1V 1V 的信号，的信号，n nB B。把功放的音量调大，使功率上升到额定功率；把功放的音量调大，使功率上升到额定功率；n nC C。切换到切换到“THD+N%”THD+N%”挡；挡；n nD D。改变信号的频率，从改变信号的频率，从2020HZHZ到到2020KHZKHZ，记下谐波失真记下谐波失真值。值。n nE E。应该在应该在2020HZHZ到到2000020000HZHZ范围内扫频（范围内扫频（0.5%0.5%）25MediaTek Confidentialn n三。信噪比三。信噪比n nA A输出输出1 1
16、KHZKHZ，1V1V的信号；的信号；n nB B此时用此时用dbr dbr zero zero 清零；清零；n nC C。不输入信号，记下此时的不输入信号，记下此时的dbrdbr值为信噪比。值为信噪比。26MediaTek Confidentialn n四。额定功率四。额定功率n nA A。使音频分析仪的参考值与电路所接电阻（使音频分析仪的参考值与电路所接电阻（8 8欧）一致；欧）一致；n nB B。调节功放的音量；调节功放的音量；n nC C。调节功放的频率从调节功放的频率从2020HZHZ到到2020KHZKHZ扫频，测得最大输出扫频，测得最大输出功率的有效瓦数，此时谐波失真小于功率的有
17、效瓦数，此时谐波失真小于1%1%，即为额定功率。，即为额定功率。27MediaTek Confidentialn n五）功率带宽五）功率带宽n nA A。输出输出1 1KHZKHZ的信号，使其在额定功率下工作，测得谐波的信号，使其在额定功率下工作，测得谐波失真（比如失真（比如0 0。1%1%）；）；B B。然后改变输入信号的频率，使放大器以半额定功率工作；然后改变输入信号的频率，使放大器以半额定功率工作；C C。在改变频率时，当失真量上升到与额定功率时的施诊一在改变频率时，当失真量上升到与额定功率时的施诊一样时，记下上下频率，为功率带宽。样时，记下上下频率，为功率带宽。28MediaTek C
18、onfidentialn n六。串音衰减六。串音衰减n nA A。左右通道都输入左右通道都输入1 1KHZKHZ，1V1V的信号；此时记为的信号；此时记为DBRDBR ZERO ZEROn nB B。此时把左通道的信号切换到零，记下此时左通道的此时把左通道的信号切换到零，记下此时左通道的n nDBR DBR 值，为串音值。值，为串音值。29MediaTek Confidentialn n七。互调失真七。互调失真n nA A。输出输出6060HZ/600HZHZ/600HZ的调制信号（的调制信号（IMDIMD）直接到音频分析直接到音频分析仪输入口；把音频分析仪调到仪输入口；把音频分析仪调到IMD
19、IMD挡，测得互调失真值挡，测得互调失真值I1I1n nB B。输出信号经过功放后再输入到音频分析仪，测得值输出信号经过功放后再输入到音频分析仪，测得值I2I2；n nC C。两个值相减得互调失真值；两个值相减得互调失真值；30MediaTek Confidentialn n八。相位失真八。相位失真n nA A。输出输出1 1KHZKHZ，1V1V的信号；的信号；n nB B。用示波器同时显示到功放的输出和输入信号的波形；用示波器同时显示到功放的输出和输入信号的波形；n nC C。比较两个波形的相移；比较两个波形的相移；n nD D。高保真功放：高保真功放：（20200002020000HZH
20、Z，在在+-5%+-5%以内）以内）31MediaTek Confidentialn n九。用示波器监测的一些指标九。用示波器监测的一些指标n nA A交越失真和削波失真；交越失真和削波失真；n nB B瞬态响应瞬态响应n nC C。转换速率。转换速率。BACKBACK32MediaTek Confidential五五.市面上的一些功放市面上的一些功放33MediaTek Confidential BACK34MediaTek Confidential1 1音色的均匀统一音色的均匀统一A A。人音的圆润性人音的圆润性B B。低频低频/中低频失常中低频失常C C。下部高音的圆润性下部高音的圆润性
21、D D。顶尖的高音顶尖的高音六）功放的主观评价六）功放的主观评价35MediaTek Confidential 2 2声像定位声像定位空间感，声场深度。空间感，声场深度。3 3。动态范围。动态范围4 4。低频延伸。低频延伸BACKBACK36MediaTek Confidential音频分析仪音频分析仪 37MediaTek Confidential END38MediaTek Confidential39MediaTek Confidential40MediaTek Confidential41MediaTek Confidentialn n.42MediaTek Confidential43MediaTek Confidential44