音频功放的关键指标
发布时间：2010-10-13 11:53
发布者：techshare
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1 引言 音频功放在蜂窝电话、便携式设备以及音响等领域都得到了广泛应用。在不同的应用领域，对于音频功放的参数指标的侧重点会有所区别。例如在手机领域侧重于对射频干扰的抑制能力，而在音响中更关注失真和频响特性。因此，根据市场需求对音频功放的关键技术指标进行定位，已经成为一个非常具有挑战性的课题。 2 概述 音频功放的基本参数包括静态工作电流(IDD)、关断电流(ISD)、输入失调电压（Vos）总谐波失真加噪声（THD+N）、输出功率（PO）等指标。另外诸如信噪比（SNR），电源抑制比（PSRR），增益（GAIN）、效率（η）、噪声（Noise）等参数也是衡量一个音频功放不可缺少的技术指标。当然，像THDN，SNR，PSRR，GAIN等参数都是在每一个固定频率，例如1KHz作为激励得到的，所以这些参数的扫频曲线，可以体现音频功放在整个音频范围（20Hz-20KHz）内的性能。 3 关键指标 音频功放从功能上可以分为很多类，无论单通道、立体声、驱动耳机还是驱动扬声器，在共同的应用领域内关注的指标都是相似的。目前Audio Precision的音频分析仪可以自动完成大部分参数的测试，已成为业内的一个评判标准。 3.1 可量化的指标 2 总谐波失真加噪声（THD+N） THD+N是英文“Total Harmonic Distortion + Noise”的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。THD+N技术是极为吸引人的，因为输出中除了纯测量信号的任何成分都会使测量指标下降。低的THD+N测量结果不仅说明谐波失真低，而且也说明哼鸣声，干扰信号，以及宽带白噪声也是比测量值低（或等于测量值）。THD+N在音频测试中得到了广泛应用。 对于音响和高端手机用户来说，THD+N体现了音频功放的失真度，是非常重要的指标。为了完整地考察音频功放在整个音域内的表现，图 1所示的扫频曲线也是非常重要的，根据音频放大器和扬声器的特性在外围电路做适当的调整，可以得到令人满意的音色。  图 1THD+N扫频曲线 2 输出功率(PO) 输出功率是指在指定电压下，满足一定的失真度（THD+N）时，音频功放在负载上的输出能力。需要注意的是，比较这个参数的时候，要注意测试条件的区别，特别对于D类功放而言。因为不同的负载（扬声器是感性负载），不同的滤波器，不同的失真度要求会对测试结果产生很大影响。 对于低端手机用户和音响用户而言，输出功率的大的音频功放更有吸引力，因此要求输出功率在不失真的情况下尽可能的大。很多芯片供应商则直接把输出功率作为规格书的标题以增加卖点。 2 电源抑制比（PSRR） 提到音频放大器在手机中的应用，就不得不提到PSRR这个参数。PSRR (Power supply rejection ratio)是音频放大器的输出对于电源纹波的抑制能力。  公式 1 PSRR 在 TDMA 和 GSM 手机中，最严重的电源电压噪声来自 RF 级的开与关。GSM 电话的开关频率为 217Hz。当 RF 功率放大器接通时，从电源获得高电流，这时电源下降高达 500mV。PSRR 差的音频放大器将在扬声器产生大于 217Hz 的谐波"咔咔"噪声。图 2为PSRR为60dB的放大器对GSM信号的抑制能力。  图 2 音频放大器对GSM信号的电源抑制比 相对而言，手机用户更关注217Hz的PSRR，因为这个参数直接影响到免提时的通话质量。如果处理不慎，再优美的音色夹杂了干扰声也是让人不堪忍受的。当然，这个指标也不是万能的，因为射频干扰不仅出现在电源，耦合到输入端和输出端的噪声也是需要慎重考虑的因素。 3.2 未量化的指标 以上提到的参数指标都是已经量化的，可以由音频分析仪完成自动测试。可是这些指标并不能涵盖所有的应用需求。还有很多现象出现在不用的应用环境中，却无法用一个统一的标准去衡量。 2 Pop Click Pop ClicK是音频功放在打开或关闭过程中，音频瞬变信号在或扬声器中产生的杂音。 美信提出了用KCP来衡量Pop Click的大小，不过目前常用的方法还是以实际环境中的听觉效果作为最终的评判标准。 2 射频抑制能力 音频功率放大器的三大噪声源为：电源噪声 、输入耦合的噪声和输出耦合的噪声。射频干扰的方式又分为 传导和空间辐射。因此音频功放射频抑制能力，很难用固定的指标去描述。以手机为例，不同的功放在设计良好的手机中都可以正常工作，只有在射频干扰比较严重的系统中，抑制能力较强的芯片才能脱颖而出。 5结束语 上文提到的是音频功放的关键指标，在不同的应用领域，还会涉及到很多其他的参数，例如通道串扰、效率、低压保护、EMI、过流保护、过温保护等等。一款音频功放在推出之前，要针对市场的需求做出全面评估，在不同的领域内找到自己的亮点。 |
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