功率放大器的主要技術(shù)指標

1、 功率放大器的主要技術(shù)指標楊士毅 編譯1輸出功率(l)額定輸出功率：即RM助率。在放大器頻率特性與諧波失真系數(shù)均能達到規(guī)定的技術(shù)指標下(普通功放失真度小于1%，高保真功放失真度小于0.1%)，功率放大器所能輸出的連續(xù)正弦波信號功率。最大輸出功率：即PM*率。在額定負載電阻上，放大器能符合基本參數(shù)要求， 簡諧信號的最大輸出功率。最大有用功率：在額定負載電阻上，輸入1kHz的簡諧信號，當諧波失真系數(shù) 為 10%時的輸出功率。(4) 峰值功率：即P.P 功率。將額定輸出功率中的有效值電壓，換算為峰值電壓得出的功率。因為峰值電壓等于1.414 倍有效值電壓，所以峰值功率即等于2倍額定功率。(5)音樂功

2、率：即MP皿率。在保持放大器電源無壓降時，輸入大動態(tài)的音樂信 號，放大器所能輸出的瞬時功率。 MPO俞出功率一般為RMS額定功率的4-6倍(6)峰值音樂功率：即PMP助率。將音樂功率中的有效值電壓換算為峰值電壓得出的功率。所以峰值音樂功率為音樂功率的2 倍。2、總諧波失真度(THD)音頻信號通過功率放大器后，由于非線性元件所引起的各種諧波成份，新增加總諧波成份的均方根與原來信號有效值的百分比來表示。普通功放約1.2%；優(yōu)質(zhì)功放約0.010.003%。由于測量失真度的現(xiàn)行方法是單一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。實際的音樂信號是各種速率不同的復(fù)合波，其中包括速率轉(zhuǎn)換、瞬態(tài)響應(yīng)等動態(tài)指標。故高質(zhì)

3、量的放大器有時還注明互調(diào)失真、瞬態(tài)失真、瞬態(tài)互調(diào)失真等參數(shù)。(1)互調(diào)失真(IMD):將互調(diào)失真儀輸出的125Hz與lkHz的簡諧信號合成波，按 4:1 的幅值輸入到被測量的放大器中，從額定負載上測出互調(diào)失真系數(shù)。(2) 瞬態(tài)失真(TIM) ： 將方波信號輸入到放大器后，其輸出波形包絡(luò)的保持能力來表達。如放大器的轉(zhuǎn)換速率不夠，則方波信號即會產(chǎn)生變形，而產(chǎn)生瞬態(tài)失真。主要反映在快速的音樂突變信號中，如打擊樂器、鋼琴、 木琴等， 如瞬態(tài)失真大，則清脆的樂音將變得含混不清。(3)瞬態(tài)互調(diào)失真：將3.15kHz的方波信號與15kHz的正弦波信號按峰值振幅比4:1 混合，經(jīng)放大器后，新增加全部互調(diào)失真的

4、產(chǎn)物有效值與原來正弦振幅的百分比。 如放大器采用深度大回環(huán)負反饋，瞬態(tài)互調(diào)失真一般較大，具體反映出聲音呆滯、生硬、無臨場感；反之，則聲音圓滑、細膩、自然。3頻率響應(yīng)在振幅允許的范圍內(nèi)l 放大器能重放聲音的頻率范圍。在額定的頻率范圍內(nèi)，輸出電壓幅度的最大值與最小值之比，以分貝數(shù)（dB） 來表示其不均勻度。普通功放的頻率響應(yīng)為20Hz-20kHz約（+/-）l-3dB ;優(yōu)質(zhì)功放的頻率響應(yīng)為20Hz-20kHz 約 +/-0.1dB 。4信噪比（S/N）功率放大器額定輸出電壓與無信號輸入時實測噪聲電壓比稱為信號噪聲比，簡稱信噪比，通常以分貝數(shù)來表示。信噪比：3010g（額定輸出電壓/噪聲電壓）普通

5、功效的信噪比約6O-90dB;專業(yè)級功效信噪比要求大于 100dR 高保真度與音質(zhì)評價的關(guān)系保真度就是音箱的重放聲與原發(fā)聲接近的程度，高保真就是接近程度很高，在音質(zhì)評價中，很多是對電聲設(shè)備高保真度的評價。高保真是基礎(chǔ)，但高保真并不等于聲音優(yōu)美動聽，因為聲音優(yōu)美動聽與否，不但涉及到電聲設(shè)備的高保真度，而且涉及到根據(jù)藝術(shù)上的要求對聲音的修飾美化，以及聽音者的心理習慣、愛好等。 因此， 某些音質(zhì)評價是屬于樂聲方面的評價，但聲音好聽還是不好聽，這也是對整個系統(tǒng)概括的綜合評價。聲音好聽與否，對不問的節(jié)目源有不問的標準。對于語言來說，主要是清晰、自然、可懂度高。例如，對于演員的發(fā)音要求快而字不亂、慢而意不

6、斷、高而聲不喧、低而音不糊，以及起音清、收音穩(wěn)、音色純等，其目的就是使音清楚，易懂、自然。對于音樂來說，要求音域?qū)拸V、動態(tài)范圍大、清晰、豐滿、融合，低頻段厚實有力，立體感、中頻段明亮突出、高頻段色彩豐富，聽起來親切、和諧、 動人； 有空間感、立體感、 臨場感。 而對于電視、電影中的聲音，還要求有環(huán)境感、深度感，使聲音、畫面良好匹配，符合特定的環(huán)境氣氛，得到良好的藝術(shù)效果。1 響度聲音的強弱稱為強度，它由氣壓迅速變化的振幅（ 聲壓 ） 大小決定。但人耳對強度的主觀感覺與客觀的實際強度并不一致，人們把對于強弱的主觀感覺稱為響度，其計量單位為分貝（dB）,它是根據(jù)1000Hz的音在不同強度下的聲壓比

7、值，取其常用對數(shù)值的l 10 而定的。取對數(shù)值的原因是由于強度與響度的增加不是成正比關(guān)系，而是真數(shù)與對數(shù)的關(guān)系l 例如聲音強度大到10 倍時，聽起來才響了一級（10dB）,強度大到100倍時聽起來才響了兩級（20dB）。對于1000Hz的聲音信號，人耳能感覺到的最低聲壓為2X10E 5Pa,把這一聲壓級定為0dB,當聲壓超過130dB時人耳將無法忍受，故人耳聽覺的動態(tài)范圍為0130dR人對強度相等、頻率不同聲音感覺是不同的；聲壓級越高，人的聽覺頻率特性越平直；聲壓級越低，人的聽覺頻率范圍越??；頻率 f <1620Hz以及f >1820KHz的聲音，不論聲級多高，人耳都是聽不到的。故

8、人耳的聽覺頻率為20Hz-20KHz,這個頻帶叫音頻或聲頻；不論聲壓高低，人耳對3KHz-5KHz頻率 的聲音最為敏感。大多數(shù)人對信號聲級突變3dB以下時是感覺不出來的，因此對音響系統(tǒng)常以 3dB作為允許的頻率響應(yīng)曲線變化范圍。2音調(diào)指具有一特定且通常是穩(wěn)定音高的信號，通俗的講是聲音聽來調(diào)子高低的程度。 它主要取決于頻率，還與聲音強度有關(guān)。頻率高的聲音人耳的反應(yīng)是音調(diào)高 s 頻率低的聲音人耳的反應(yīng)是音調(diào)低。音調(diào)隨頻率（Hz） 的變化基本上呈對數(shù)關(guān)系。 不同的樂器演奏同樣頻率的音符，音色雖然不同，但它們的音調(diào)是相同的，也就是演奏聲音的基頻是相同的。3音色對聲音音質(zhì)的感覺，也是一種聲音區(qū)別于另一種

9、聲音的特征品質(zhì)。不同的樂器在發(fā)同一音調(diào)時，它們的色可以迎然不同。這是由于它們的基頻頻率雖相同，但諧波成分相差甚大。故音色不但取決于基頻，而且與基頻成整倍數(shù)的諧波密切有關(guān)，這就使每種樂器和每個人有不同的音色。4頻率響應(yīng)音響系統(tǒng)能夠重放的頻率范圍，以及在此范圍內(nèi)信號的變化量稱為頻率響應(yīng)， 也叫頻率特性。音響系統(tǒng)的頻率特性常用分貝刻度的縱坐標表示功率和用對數(shù)刻度的橫坐標表示頻率的頻率響應(yīng)曲線來描述。當聲功率比正常功率低3dB時， 這個功率點稱為頻率響應(yīng)的高頻截止點和低頻截止點。高頻截止點與低頻截止點之間的頻率，即為該設(shè)備的頻率響應(yīng)或頻率特性；在此范圍內(nèi)的曲線越平坦，頻率響應(yīng)越好。從理論上講，2020

10、000Hz勺頻率響應(yīng)足夠了。低于 20Hz的聲音， 雖聽不到但人的其它感覺器官卻能覺察，也就是能感覺到所謂的低音力度1因此為了完美地播放各種樂器和語言信號，放大器要實現(xiàn)高保真目標，才能將音調(diào)的各次諧波均重放出來。、為此，座將放大器的頻帶擴展，下限應(yīng)延伸到20Hz以下，上限應(yīng)提高到20000Hz以上。對于信號源（ 收音頭、錄音座和激光唱機等） 頻率響應(yīng)的表示方法有所不同。例如歐洲廣播聯(lián)盟規(guī)定的調(diào)頻立體聲廣播的頻率響應(yīng)為4015000Hz時十/2dB,國際電工委員會對錄音座規(guī)定的頻率響應(yīng)最低指標：40- 12500Hz時十/2. 5十/4. 5dB（普通帶），實際能達到的指標都明顯高于此數(shù)值。激光

11、 唱機的頻率響應(yīng)上限為20000H4低頻端可做到很低，只有幾個赫茲，這是激光唱機放音質(zhì)量好的原因之一。5信噪比線路中某一參考點的信號功率與無信號時固有的噪音功率之比值，用dB 表示。例如，某磁帶錄音座的信噪比為 50dB,即輸出信號功率比噪音功率大 50dB。信噪比數(shù)值越高，噪音越小。國際電工委員會對信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后級放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式 放大器信噪比的最佳值應(yīng)大于 90dB;收音頭：調(diào)頻立體聲之50dB,實際上以達 到70dB以上為佳；磁帶錄音座之56dB（普通帶），但經(jīng)杜比降噪后信噪比有很大提高。如經(jīng)杜比B降噪后的信噪

12、比可達65dB,經(jīng)杜比C降噪后其信噪比可達 72dB（以上均指普通帶）；激光唱機的信噪比可達90dB以上，高檔的更可達110dB 以上。6動態(tài)范圍聲音中最強與最弱的比值，用dB 表示。例如一個樂隊的動態(tài)范圍為90dB，這意味著最弱部分的功率比最響部分的低 90dB。動態(tài)范圍是功率之比，與聲音 的絕對水平無關(guān)。如前所述，人耳的動態(tài)范圍從0到130dB。自然界各種聲音的動態(tài)范圍的變化也是很大的。一般語言信號大約只有2045dB,有些交響樂的動態(tài)范圍可達30130dB或更高。但由于一些因素的限制，音響系統(tǒng)的動態(tài)范圍 很少能達到樂隊的動態(tài)范圍。錄音裝置的內(nèi)在噪音決定了可能錄制的最弱音，而系統(tǒng)的最大信號

13、容量（ 失真水平 ） 限制了最強的音。一般把聲音信號的動態(tài)范圍定為100dB,故音響設(shè)備的動態(tài)范圍能做到100dB,就很好了。7總諧波失真指用信號源輸入時，輸出信號比輸入信號多出的額外諧波成分。諧波失真是由于系統(tǒng)不是完全線性造成的，它通常用百分數(shù)來表示。例如， 一個放大器在輸出10V的1000Hz時又加上1V的2000Hz,這時就有10%的二次諧波失真。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。一般說來，1000Hz頻率處的總諧波失真最小，因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標。但總諧波失真與頻率有關(guān)，因此美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會于1974年規(guī)定，總諧波失真必須在 2020000Hz勺全音頻范圍內(nèi)測出，

14、而且放大器的最大功率必須在負載為80揚聲器、總諧波失真小于1條件下測定。國際電工委員會規(guī)定的總諧波失真的最低要求為：前級放大器王0 5，合并放大器小于等于0 7，但實際上都可做到0 1以下：FM立體聲調(diào)諧器小于等于1.5%,實際上可做到0. 5%以下；激光唱機更可做 到 0 01以下。8立體聲分離度指雙聲道之間互相不干擾信號的能力、程度， 也即隔離程度，通常用一條通道內(nèi)的信號電平與泄漏到另一通道中去的電平之差表示。如果立體聲分離度差，則立體感將被削弱。國際電工委員會規(guī)定的立體聲分離度的最低指標，1KHz 時大于等于40dB1實際以達到大干60dB為好；歐洲廣播聯(lián)盟規(guī)定的調(diào)頻立體聲廣播的立體聲分

15、離度為 25dB,實際上能做到40dB以上。 9 .立體聲通道平衡指的是左、右通道增益的差別，一般以左、右通道輸出電平之間最太差值來表示。如果不平衡過大，立體聲聲像位置將產(chǎn)生偏離，該指標應(yīng)小于1dB。10阻尼系數(shù)是指放大器的額定負載（ 揚聲器 ） 阻抗與功率放大器實際阻抗的比值。阻尼系數(shù)大表示功率放大器的輸出電阻小，阻尼系數(shù)是放大器在信號消失后控制揚聲器錐體運動的能力。具有高阻尼系數(shù)的放大器，對于揚聲器更象一個短路，在信號終止時能減小其振動。功率放大器的輸出阻抗會直接影響揚聲器系統(tǒng)的低頻Q。值，從而影響系統(tǒng)的低頻特性。揚聲器系統(tǒng)的 Q值不宜過高，一般在0. 5 l范圍內(nèi)較好，功率放大器的輸出阻抗是使低頻Q 值上升的因素，所以一般希望功率放大器的輸出阻抗小、阻尼系數(shù)大為好。阻尼系數(shù)一般在幾十到幾百之間，優(yōu)質(zhì)專業(yè)功率放大器的阻尼系數(shù)可高達 2O0以上。l1 等響度控制其作用是低音量時提升高頻和低頻聲。由于人耳對高頻聲、特別是低頻聲的聽覺靈敏度差，要求在低音量時對高頻和低頻進行聽覺補償，即要求對低頻有較大提升， 對高頻也有一定量的提升。換句話說，當音量減小時，信號中低頻部分的減小較高頻部分為少。等響度控制即滿足此要求，等響度控制一般為8dB或10dB。12輸出功率放大器的輸出功率，各個生產(chǎn)廠家有不同的標示方法，例如：額定輸