音频功放的关键指标
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。
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
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。
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。
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。
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。