功放电路性能指标及测试方法
功放失真度测试方法
功放失真度测试方法
功放失真度的测试方法有多种，以下是一种常见的方法：
1. 将测量功放接入大功率稳压电源的输出端，并调节输出电压稳定在220V。
如果功放输入电压有特殊要求，需调节到所需电压。
这是测量出准确参数的基础，必须严格执行。
2. 将大功率无感线性负载电阻接入功放功率输出端。
根据所需测量参数选择标准4欧或者8欧线性负载。
连接线材直径与长度，尽可能选择直径大长度短的连接线材，而且尽可能降低连接位置的阻值，有助于提高测量数值的准确性。
3. 对于失真的测量，最常见的技术指标有总谐波失真加噪声（Total Harmonic Distortion＋Noise，简称THD＋N）和互调失真（Intermodulation Distortion，简称IMD）。
按照主观听感的规律，给
各个谐波赋予不同的权重，然后进行累加，得到总谐波失真的数据。
也就
是利用权重做补偿，使所测数据可以反映出失真的主观听感。
这些步骤完成后，您就可以获得功放的失真度数据了。
请注意，这只是一个基础的测试方法，实际的测试可能因设备和具体需求而有所不同。
如果需要更准确的结果，建议咨询专业人员或使用专业的测量设备。
功放性能指标详细解析
功放性能指标详细解析功率放大器简称功放，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。
输出功率输出功率(output power)：表明该功率放大器在一定负载下输出功率的大小，一般在功放说明书上标明在8欧姆负载，4欧姆负载或2欧姆负载状态下的输出功率，同时也会表明功放在桥接状态下，8欧姆负载时或4欧姆负载时的输出功率。
这个输出功率表示功放的额定输出功率，而不是最大或者峰值输出功率。
负载阻抗负载阻抗(load impedance)：表明功放的负载能力，负载的阻抗越小，表明功放能通过的电流能力就越强，一般来说，大部分的功放最低负载阻抗为4欧姆，品质好的功放最低负载一般为2欧姆。
双通道时能够负载4欧姆的功放，在桥接状态下可以负载最低为8欧姆，双通道时能够负载2欧姆的功放，桥接状态下可以负载4欧姆。
桥接状态下只能负载8欧姆的功放，不可以负载更低的阻抗，否则会造成功放因为电流过大而烧毁。
立体声(两路)模式立体声(两路)模式(stereo mode or dual mode)：一般的功放内部具有两个独立的放大电路，可以分别接受两路不同的信号分别进行放大并输出，这种工作状态称为立体声(两路)模式。
桥接模式(bridge mode)：桥接模式是利用功放内部的两个放大电路相互推挽，从而产生更大输出电压的方式，功放设定为桥接模式后，成为一台单声道放大器，只可以接受一路输入信号进行放大，输出端为两路功放输出的正端之间。
并联输入模式并联输入模式(parallel mode)：此方式将功放的两路输入信号通道进行并联，只输入一路信号来同时驱动两个放大电路，两个输出端输出信号相同。
频响范围频响范围(frequency range)：表明功放可以进行放大的工作频段，一般为20-20000赫兹，一般在此数据后面有一个后缀，比如-1/+1dB,这代表这个频率范围的误差或浮动范围，这个数值约小，表明频率范围内的频响曲线更平直。
专业功放测试方法及主要性能指标
专业功放测试方法及主要性能指标专业功放测试：主要性能指标&信噪比测量功放与音响的主要性能指标输出功率衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。
用图表的形式来展示音响器材的相对幅度和频率的函数关系。
本底噪声指由于设备硬件本身的原因而给输出信号中增添的多余信号。
灵敏度对放大器来说，一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小；音箱的灵敏度是指在经音箱输入端输入1W\1KHZ信号时，在距音箱喇叭平面垂直中轴前方一米的地方所测试得的声压级。
总谐波失真加噪声(THD+N)THD+N是指由设备本身产生的失真谐波频率的总和，它是代表了输入信号与输出信号之间的吻合程度。
互调失真(IMD)指由放大器所引入的一种输入信号的和及差的失真。
信噪比(SNR)表示信号与噪声电平的分贝差。
立体声分离度指设备的两个通道之间相互隔离、互不干扰的程度。
阻抗指设备输入信号的电压与电流的比值。
阻尼系数指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。
阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。
抖晃(Wow)指录音机或录音座转速的缓慢变化导致产生不稳定的畸形声音。
颤动(dither)指有意添加在音频信号上用于改善低电平下数字信号的解析力的少量噪声。
时基误差(jitter)指数字音响系统中用作同步的时钟自身在时间上的变化。
粉红噪声每个八度带有相同能量的随机噪声。
常用作测定音响或聆听环境的频谱的测试信号。
白噪声所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。
用来测试音箱的谐振和灵敏度的。
信噪比测量(S/N或SNR)"信号"测量一般采用的是指定输出电平的中频段正弦信号(通常为1kHz)，"指定电平"通常是指设备的最大标称或标准的工作电平。
"噪声"测量必须指定测量带宽和加权滤波器。
两个测量的比值就是设备的信噪比。
如果测量仪器特性包括一个"相对dB"单位，其0dB基准可以设定成等于输入信号电平值，那么信噪比的测量就比较容易了。
音频功放测试
在熟悉ＬＤＯ的测试之后，相信你已经掌握了一般的直流参数测试，接下来将为你准备了一个比LDO相对有点难度的芯片测试实例，那就是我们经常接触到的音频功率放大器，本文以目前流行的音频功放LM4990为例做详细介绍，此例中既包含了直流测试，也有交流参数的测试，属于LDO的晋级篇，熟悉本例之后将对以后的大规模SOC测试有很大帮助，具体如下：1、芯片简介LM4990 音频功率放大器适用于移动电话、音乐播放器、DVD、笔记本电脑以及其他便携式电子产品。
在5V 电源供电，输出信号的THD 小于1% 的条件下，能够向8Ω负载提供1.25W 的连续功率。
LM4990 的工作电源电压范围为2.2V~5.5V，可通过外部电阻来设置增益。
基本应用图及功能框图如下：具体资料参考如下：LM4990芯片资料下载2、测试参数及规范3、测试图基于以上测试参数，本例选用eagle测试机，当然，目前市场上的V50、ASL1000、AST2000等都可以满足测试需求，后两者需要配置相关测试板卡，相比之下，eagle会更合适一些，具体见下图：４、测试项目说明：1：Open－Short测试:主要测试各管脚对地及对电源的ESD保护二极管是否正常，也能检测到芯片和测试机的连接状态是否正常，所以有时也叫连接性测试。
测试条件：FSS9（VDD）=0V，K1、K2、K3断开，除VDD和GND脚外，其它脚拉出100uA电流，分别测试管脚1、2、3、4、5、8的电压VShort;测试规范：-0.8 V <VShor < -0.2VFSS9（VDD）=0V，K1、K2、K3断开，除VDD和GND脚外，其它脚灌入100uA电流，分别测试管脚1、2、3、4、5、8的电压VOpen;测试规范：0.2 V < VOpen;< 0.8V2：关断电流 IQ测试：本项参数主要考察芯片在关断状态的电流功耗，越小越好。
测试条件： SHUTDOWN=0V，VDD=3.6V，K1、K2断开，K3闭合，测试VDD的电流IQ；测试规范：IQ < 1uA3：无负载情况下芯片静态功耗测试：本项参数测试芯片在芯片正常工作，但无信号输入时，芯片自己的功耗电流，也是越小越好。
功放-性能指标
功放-性能指标功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。
输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。
例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。
音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
峰值功率：是指在不失真条件下，将功放音量调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率。
额定输出功率：当谐波失真度为10%时的平均输出功率。
也称做最大有用功率。
通常来说，峰值功率大于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
频率响应：表示功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度。
频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。
家用HI-FI功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。
一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。
失真度：理想的功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来。
但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。
用百分比表示，其数值越小越好。
HI-FI功放的总失真在0。
03%--0。
05%之间。
功放的失真有谐波失真，互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，瞬态互调失真等。
信噪比：是指信号电平与功放输出的各种噪声电平之比，用db表示，这个数值越大越好。
一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。
输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗。
功放-故障维修HI-FI音响与AV放大器的常见故障有整机不工作、无声音输出、音轻、噪声大、失真、啸叫等。
下面介绍各种故障的检修思路与检修技巧。
整机不工作整机不工作的故障表现为通电后放大器无任何显示，各功能键均失效，也无任何声音，像未通电时一样。
检修时首先应检查电源电路。
可用万用表测量电源插头两端的直流电阻值(电源开关应接通)，正常时应有数百欧姆的电阻值。
功放电路性能指标及测试方法
功放电路性能指标及测试方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March1. 功放电路性能指标及测试方法功率放大器的性能指标很多，有输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗、阻尼系数等，其中以输出功率、效率、频率响应、输入灵敏度、信噪比等项目指标为主。
配备必要的仪器仪表主要有：音频信号发生器、音频毫伏表、示波器、失真度测量仪等。
（1）输出功率是指功放输送给负载的功率，以瓦（W ）为基本单位。
功放在放大倍数和负载一定的情况下，输出功率的大小由输入信号的大小决定，包括最大输出功率和额定输出功率两种。
额定输出功率：指在一定的谐波失真指标内，功放输出的最大功率。
应该注意，功放的负载和谐波失真指标不同，额定输出功率也随之不同。
通常规定的谐波失真指标有1%和10%。
由于输出功率的大小与输入信号有关，通常测量时给功放输入频率为1KHz 的正弦信号，测出等阻负载电阻上的电压有效值o U ，此时功放的输出功率o P 可表示为 ：2o o =LU P R （4-1-4） 式中L R 为等效负载的阻抗。
这样得到的输出功率，实际上为平均功率OAV P 。
当输入信号幅度逐渐增大时，功放开始过载，波形削顶，谐波失真加大。
谐波失真度为10%时的平均功率，称为额定输出功率，亦称最大有用功率或不失真功率。
最大输出功率：在上述情况下不考虑失真的大小，给功放输入足够大的信号，功放所能输出的最大功率称为最大输出功率。
额定输出功率和最大输出功率是我国早期功放产品说明书上常用的两种功率。
通常最大输出功率是额定功率的2倍。
2LUom Pom R （4-1-5） 其中，Uom 为放大器的最大输出电压有效值。
功放电路功率测量线路如图4-1-4所示，示波器用于监视波形失真之用，MV 表示音频毫伏表，L R 是负载电阻，O U 、I U 分别表示输出和输入信号电压。
功放电路性能指标及测试方法
1. 功放电路性能指标及测试方法功率放大器的性能指标很多，有输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗、阻尼系数等，其中以输出功率、效率、频率响应、输入灵敏度、信噪比等项目指标为主。
配备必要的仪器仪表主要有：音频信号发生器、音频毫伏表、示波器、失真度测量仪等。
（1）输出功率是指功放输送给负载的功率，以瓦（W ）为基本单位。
功放在放大倍数和负载一定的情况下，输出功率的大小由输入信号的大小决定，包括最大输出功率和额定输出功率两种。
额定输出功率：指在一定的谐波失真指标内，功放输出的最大功率。
应该注意，功放的负载和谐波失真指标不同，额定输出功率也随之不同。
通常规定的谐波失真指标有1%和10%。
由于输出功率的大小与输入信号有关，通常测量时给功放输入频率为1KHz 的正弦信号，测出等阻负载电阻上的电压有效值o U ，此时功放的输出功率o P 可表示为 ：2o o=LU P R （4-1-4） 式中L R 为等效负载的阻抗。
这样得到的输出功率，实际上为平均功率OAV P 。
当输入信号幅度逐渐增大时，功放开始过载，波形削顶，谐波失真加大。
谐波失真度为10%时的平均功率，称为额定输出功率，亦称最大有用功率或不失真功率。
最大输出功率：在上述情况下不考虑失真的大小，给功放输入足够大的信号，功放所能输出的最大功率称为最大输出功率。
额定输出功率和最大输出功率是我国早期功放产品说明书上常用的两种功率。
通常最大输出功率是额定功率的2倍。
2LUom Pom R （4-1-5） 其中，Uom 为放大器的最大输出电压有效值。
功放电路功率测量线路如图4-1-4所示，示波器用于监视波形失真之用，MV 表示音频毫伏表，L R 是负载电阻，O U 、I U 分别表示输出和输入信号电压。
图4-1-4 输出功率测试电路测量过程：由信号发生器输出一个0.755V(0DB)的1KHZ 正弦信号，送入功放的线路输入口；或由音频信号发生器输出一个0.35V(-67DB)的1KHZ 正弦信号，送入功放的话筒口，缓慢开大功放的相应音量旋钮，观察示波器的输出波形刚好不失真时，停止调节音量钮。
音响放大器设计(8050)
1. 实验要求： (1) 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件 参数。 (2) 利用 EDA 软件进行仿真，并优化设计。 (3) 实际搭试所设计电路，使之达到设计要求。 (4) 按照设计要求对调试好的硬件电路进行测试，记录测试数据，分析电路性能指标。 (5) 撰写实验报告。 2. 说明 （1） 要求先用软件设计并仿真，然后硬件实现。 （2） 功放电路要求采用集成运放加复合管的电路结构，不能采用集成功放。
3
6.实验注意事项 1）音响放大器是一个小型电路系统，安装前要对整机线路进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级 地布线， 功放级应远离输人级， 每一级的地线尽量接在一起、 连线尽可能短， 否则很容易产生自激。 安 装前应检查元器件的质量，安装时特别要注意功放管、运算放大器、电解电容等主要器件的引脚和极性， 不能接错。从输入级开始向后级安装，也可以从功放级开始向前逐级安装。安装一级调试一级，安装两级 要进行级联调试，直到整机安装与调试完成。 2）搭试电路时要用分立元件在面包板上完成，电路的元件布局按照集成电路内部电路结构安排，器件之 间的连接也尽量用器件管脚连接，尽量不要用实验箱上的元件和长连接线，否则很容易产生自激振荡。 3）电路的调试过程一般是先分级调试，再级联调试，最后进行整机调试与性能指标测试。 4）分级调试又分为静态调试与动态调试。静态调试时，将输入端对地短路，用万用表测量该级输出端对 地的直流电压。动态调试是指输入端接入规定的信号，用示波器观测该级输出波形，并测量各项性能指标 是否满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，元器件数值是否合乎要求。 5）单级电路调试时的技术指标较容易达到，但进行级联时，由于级间相互影响，可能使单级的技术指标 发生很大变化，甚至两级不能进行级联。产生的主要原因：一是布线不太合理，形成级间交叉耦合，应考 虑重新布线；二是级联后各级电流都要流经电源内阻，内阻压降对某一级可能形成正反馈，应接 RC 去耦 滤波电路。R 一般取几十欧姆，C 一般用几百微法大电容与 0.1μF 小电容相并联。 6） 仔细参看教材 56 页的注意事项，产生自激振荡后可参看设计提示的相关内容进行调节。 7） 在最大输出电压测量完成后应迅速减小输入电压，否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。
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1. 功放电路性能指标及测试方法
功率放大器的性能指标很多，有输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗、阻尼系数等，其中以输出功率、效率、频率响应、输入灵敏度、信噪比等项目指标为主。
配备必要的仪器仪表主要有：音频信号发生器、音频毫伏表、示波器、失真度测量仪等。
（1）输出功率是指功放输送给负载的功率，以瓦（W ）为基本单位。
功放在放大倍数和负载一定的情况下，输出功率的大小由输入信号的大小决定，包括最大输出功率和额定输出功率两种。
额定输出功率：指在一定的谐波失真指标内，功放输出的最大功率。
应该注意，功放的负载和谐波失真指标不同，额定输出功率也随之不同。
通常规定的谐波失真指标有1%和10%。
由于输出功率的大小与输入信号有关，通常测量时给功放输入频率为1KHz 的正弦信号，测出等阻负载电阻上的电压有效值o U ，此时功放的输出功率o P 可表示为 ：
2o
o =L
U P R （4-1-4） 式中L R 为等效负载的阻抗。
这样得到的输出功率，实际上为平均功率OAV P 。
当输入信号幅度逐渐增大时，功放开始过载，波形削顶，谐波失真加大。
谐波失真度为10%时的平均功率，称为额定输出功率，亦称最大有用功率或不失真功率。
最大输出功率：在上述情况下不考虑失真的大小，给功放输入足够大的信号，功放所能输出的最大功率称为最大输出功率。
额定输出功率和最大输出功率是我国早期功放产品说明书上常用的两种功率。
通常最大输出功率是额定功率的2倍。
2
L
Uom Pom R （4-1-5） 其中，Uom 为放大器的最大输出电压有效值。
功放电路功率测量线路如图4-1-4所示，示波器用于监视波形失真之用，MV 表示音频毫伏表，L R 是负载电阻，O U 、I U 分别表示输出和输入信号电压。
图4-1-4 输出功率测试电路
测量过程：由信号发生器输出一个(0DB)的1KHZ 正弦信号，送入功放的线路输入口；或由音频信号发生器输出一个(-67DB)的1KHZ 正弦信号，送入功放的话筒口，缓慢开大功放的相应音量旋钮，观察示波器的输出波形刚好不失真时，停止调节音量钮。
由输出电压表上可得知O U 数据，再用公式4-1-5求出额定输出功率o P ，若o P 值大于或等于说明书上的o P 值，则说明符合要求。
在此基础上，将音量钮开到最大，还可以增大输出功率，那就是最大输出功率Pom 。
（2）效率：指电源输入功率与功放输出功率的比值。
其中，电源输入功率：
*E P Ui Ii = （4-1-6） 输出功率可以选择最大输出功率或者额定输出功率，效率计算公式如下： *100%E P P η=
额定 （4-1-7） 或者 om *100%E
P P η= （4-1-8） （3）频率响应：指功率放大器对音频信号各频率分量的均匀放大能力。
频率响应一般可分为幅度频率响应和相位频率响应。
幅度频率响应表征了功放的工作频率范围，以及在工作频率范围内的幅度是否均匀和不均匀的程度。
所谓工作频率范围是指幅度频率响应的输出信号电平相对于1KHz 信号电平下降3dB 处的上限频率与下限频率之间的频率范围。
在工作频率范围内，衡量频率响应曲线是否平坦，或者称不均匀度一般用dB 表示。
相位频率响应是指功放输出信号与输入信号频率之间相互的相位关系，也就是说有没有产生相位畸变。
通常，相位畸变对功放来说并不很重要，这是因为人耳对相位失真反应不很灵敏的缘故。
所以，一般功放所说的频率响应就是指幅度频率响应。
目前，一般功功率放大器的工作频率范围为20Hz ～20kHz 。
频率响应测量线路如图4-1-5所示，MV 表示音频毫伏表，L R 是负载电阻，O U 、I U 分别表示输出和输入信号电压。
图4-1-5 频率响应测试电路
测量过程：先将音频信号发生器调至1KHZ ，若信号从功放的话筒口输入时，I U =,当信号从线路输入口送入时，I U =。
调整功放音量钮，使输出电压为额定输出电压的70%，（额定功率的50%）在测量过程中要保持音量钮固定不动。
在20~20KHZ 的范围内，从低到高改变输入频率，保持I U 不变，隔几十赫至几百赫逐点记下功放的输出电压O U ，并填入表达式的对应格，将输入电压I U 依次代入公式： z)
)z lg H O(F O(1KH U K=20（）
U （4-1-9） 表4-1-2 频率响应数据测试表格 IN F (Hz) 20 50 100 200 500 800 1K 2K 4K 10K 15K 20K
O U (V)
d K(B)
求出所有测试频点的相对电平，并填入表4-1-2，最后绘制频率特性曲线。
在对数坐标纸上，按照表4-1-2算出的相对电平数据与输入频率的对应关系，逐点连线作出频率特性曲线，它越平越直，说明频率特性越好。
（4）信噪比：指功放输出的各种噪声电平与输出信号电平的比值的分贝数。
信噪比的分贝值越高，说明功放的噪声越小，性能越好。
一般要求在50dB 以上，优质功放的信噪比大于72dB 。
也有些场合直接使用噪声电压来衡量功放对噪声的抑制能力。
（5）失真度系数：当音频信号通过功放时，输出信号与输入信号的波形并不完全相同，这就叫失真。
失真度的大小，常用失真度系数来描述。
即用输出信号中各次谐波合成电压的有效值与基波电压的有效值之比来表示，其数值由失真度测量仪直接读出。
测量线路如图4-1-6所示，测量时所有测试仪器的外壳应接地，以防其它干扰窜入后影响测量精度。
图4-1-6 失真度系数测试电路
测量过程：按照额定输出功率的测量方法，从功放的输入端分别输入20Hz、100Hz、1KHz、5KHz、10KHz、15KHz、20KHz等不同频率的正弦信号，将功放逐次调到额定输出值，并调节失真度仪分别测出各个频点的失真度系数。
一般以1KHZ的失真度系数为基准，与其它频点的数据相比较。
差别大说明功放在整个音频段内的失真度不均衡，差别小说明功放在整个音频段内的失真度比较平衡。