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1 引言 音頻功放在蜂窩電話、便攜式設(shè)備以及音響等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于音頻功放的參數(shù)指標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所區(qū)別。例如在手機(jī)領(lǐng)域側(cè)重于對(duì)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(jù)市場(chǎng)需求對(duì)音頻功放的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行定位，已經(jīng)成為一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的課題。 2 概述 音頻功放的基本參數(shù)包括靜態(tài)工作電流(IDD)、關(guān)斷電流(ISD)、輸入失調(diào)電壓（Vos）總諧波失真加噪聲（THD+N）、輸出功率（PO）等指標(biāo)。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(shù)也是衡量一個(gè)音頻功放不可缺少的技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)然，像THDN，SNR，PSRR，GAIN等參數(shù)都是在每一個(gè)固定頻率，例如1KHz作為激勵(lì)得到的，所以這些參數(shù)的掃頻曲線，可以體現(xiàn)音頻功放在整個(gè)音頻范圍（20Hz-20KHz）內(nèi)的性能。 3 關(guān)鍵指標(biāo) 音頻功放從功能上可以分為很多類，無論單通道、立體聲、驅(qū)動(dòng)耳機(jī)還是驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，在共同的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)關(guān)注的指標(biāo)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(shù)的測(cè)試，已成為業(yè)內(nèi)的一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。 3.1 可量化的指標(biāo) 2 總諧波失真加噪聲（THD+N） THD+N是英文“Total Harmonic Distortion + Noise”的縮寫，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?yàn)檩敵鲋谐思儨y(cè)量信號(hào)的任何成分都會(huì)使測(cè)量指標(biāo)下降。低的THD+N測(cè)量結(jié)果不僅說明諧波失真低，而且也說明哼鳴聲，干擾信號(hào)，以及寬帶白噪聲也是比測(cè)量值低（或等于測(cè)量值）。THD+N在音頻測(cè)試中得到了廣泛應(yīng)用。 對(duì)于音響和高端手機(jī)用戶來說，THD+N體現(xiàn)了音頻功放的失真度，是非常重要的指標(biāo)。為了完整地考察音頻功放在整個(gè)音域內(nèi)的表現(xiàn)，圖 1所示的掃頻曲線也是非常重要的，根據(jù)音頻放大器和揚(yáng)聲器的特性在外圍電路做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以得到令人滿意的音色。 圖 1THD+N掃頻曲線 2 輸出功率(PO) 輸出功率是指在指定電壓下，滿足一定的失真度（THD+N）時(shí)，音頻功放在負(fù)載上的輸出能力。需要注意的是，比較這個(gè)參數(shù)的時(shí)候，要注意測(cè)試條件的區(qū)別，特別對(duì)于D類功放而言。因?yàn)椴煌呢?fù)載（揚(yáng)聲器是感性負(fù)載），不同的濾波器，不同的失真度要求會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生很大影響。 對(duì)于低端手機(jī)用戶和音響用戶而言，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(yīng)商則直接把輸出功率作為規(guī)格書的標(biāo)題以增加賣點(diǎn)。 2 電源抑制比（PSRR） 提到音頻放大器在手機(jī)中的應(yīng)用，就不得不提到PSRR這個(gè)參數(shù)。PSRR (Power supply rejection ratio)是音頻放大器的輸出對(duì)于電源紋波的抑制能力。 公式 1 PSRR 在 TDMA 和 GSM 手機(jī)中，最嚴(yán)重的電源電壓噪聲來自 RF 級(jí)的開與關(guān)。GSM 電話的開關(guān)頻率為 217Hz。當(dāng) 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(dá) 500mV。PSRR 差的音頻放大器將在揚(yáng)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(duì)GSM信號(hào)的抑制能力。 圖 2 音頻放大器對(duì)GSM信號(hào)的電源抑制比 相對(duì)而言，手機(jī)用戶更關(guān)注217Hz的PSRR，因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)直接影響到免提時(shí)的通話質(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(dāng)然，這個(gè)指標(biāo)也不是萬(wàn)能的，因?yàn)樯漕l干擾不僅出現(xiàn)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。 3.2 未量化的指標(biāo) 以上提到的參數(shù)指標(biāo)都是已經(jīng)量化的，可以由音頻分析儀完成自動(dòng)測(cè)試。可是這些指標(biāo)并不能涵蓋所有的應(yīng)用需求。還有很多現(xiàn)象出現(xiàn)在不用的應(yīng)用環(huán)境中，卻無法用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量。 2 Pop Click Pop ClicK是音頻功放在打開或關(guān)閉過程中，音頻瞬變信號(hào)在或揚(yáng)聲器中產(chǎn)生的雜音。 美信提出了用KCP來衡量Pop Click的大小，不過目前常用的方法還是以實(shí)際環(huán)境中的聽覺效果作為最終的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。 2 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(dǎo)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(biāo)去描述。以手機(jī)為例，不同的功放在設(shè)計(jì)良好的手機(jī)中都可以正常工作，只有在射頻干擾比較嚴(yán)重的系統(tǒng)中，抑制能力較強(qiáng)的芯片才能脫穎而出。 5結(jié)束語(yǔ) 上文提到的是音頻功放的關(guān)鍵指標(biāo)，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，還會(huì)涉及到很多其他的參數(shù)，例如通道串?dāng)_、效率、低壓保護(hù)、EMI、過流保護(hù)、過溫保護(hù)等等。一款音頻功放在推出之前，要針對(duì)市場(chǎng)的需求做出全面評(píng)估，在不同的領(lǐng)域內(nèi)找到自己的亮點(diǎn)。 |
