音頻功放的關(guān)鍵指標(biāo)

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。

對(duì)于音響和高端手機(jī)用戶來(lái)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

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(lái)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。

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?？墒沁@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(wú)法用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量。

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(lái)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)。

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。