功放電路性能指標(biāo)及測(cè)試方法

1、1.功放電路性能指標(biāo)及測(cè)試方法功率放大器的性能指標(biāo)很多，有輸出功率、頻率響應(yīng)、失真度、信噪比、輸出阻抗、阻 尼系數(shù)等，其中以輸出功率、效率、頻率響應(yīng)、輸入靈敏度、信噪比等項(xiàng)目指標(biāo)為主。配備 必要的儀器儀表主要有：音頻信號(hào)發(fā)生器、音頻毫伏表、示波器、失真度測(cè)量?jī)x等。(1)輸出功率是指功放輸送給負(fù)載的功率，以瓦( WW為基本單位。功放在放大倍數(shù)和 負(fù)載一定的情況下，輸出功率的大小由輸入信號(hào)的大小決定， 包括最大輸出功率和額定輸出 功率兩種。額定輸出功率：指在一定的諧波失真指標(biāo)內(nèi)，功放輸出的最大功率。應(yīng)該注意，功放的負(fù)載和諧波失真指標(biāo)不同，額定輸出功率也隨之不同。通常規(guī)定的諧波失真指標(biāo)有1崎口10%

2、由于輸出功率的大小與輸入信號(hào)有關(guān)，通常測(cè)量時(shí)給功放輸入頻率為1KHz的正弦信號(hào)，測(cè)出等阻負(fù)載電阻上的電壓有效值U。，此時(shí)功放的輸出功率 P0可表示為：Po =y0-(4-1-4 )Rl式中Rl為等效負(fù)載的阻抗。這樣得到的輸出功率，實(shí)際上為平均功率FOav。當(dāng)輸入信號(hào)幅度逐漸增大時(shí)，功放開(kāi)始過(guò)載，波形削頂，諧波失真加大。諧波失真度為10%寸的平均功率，稱(chēng)為額定輸出功率，亦稱(chēng)最大有用功率或不失真功率。最大輸出功率：在上述情況下不考慮失真的大小，給功放輸入足夠大的信號(hào)，功放所能輸出的最大功率稱(chēng)為最大輸出功率。額定輸出功率和最大輸出功率是我國(guó)早期功放產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上常用的兩種功率。通常最大輸出功率是額定功

3、率的2倍。Pom2Uom(4-1-5 )其中，Uom為放大器的最大輸出電壓有效值。功放電路功率測(cè)量線路如圖4-1-4所示，示波器用于監(jiān)視波形失真之用，MV表示音頻毫伏表，Rl是負(fù)載電阻，Uo、Ui分別表示輸出和輸入信號(hào)電壓。發(fā)生器 音頻信號(hào)圖4-1-4輸出功率測(cè)試電路測(cè)量過(guò)程：由信號(hào)發(fā)生器輸出一個(gè)(0DB)的1KHZ正弦信號(hào)，送入功放的線路輸入口；或由音頻信號(hào)發(fā)生器輸出一個(gè) (-67DB)的1KHZIE弦信號(hào)，送入功放的話筒口，緩慢開(kāi)大功放的 相應(yīng)音量旋鈕，觀察示波器的輸出波形剛好不失真時(shí)，停止調(diào)節(jié)音量鈕。由輸出電壓表上可得知Uo數(shù)據(jù)，再用公式4-1-5求出額定輸出功率 P。，若Po值大于或等

4、于說(shuō)明書(shū)上的 Po 值，則說(shuō)明符合要求。在此基礎(chǔ)上，將音量鈕開(kāi)到最大，還可以增大輸出功率，那就是最大 輸出功率Pom。(2)效率：指電源輸入功率與功放輸出功率的比值。其中，電源輸入功率：Pe Ui* Ii(4-1-6)輸出功率可以選擇最大輸出功率或者額定輸出功率，效率計(jì)算公式如下:迎*100%(4-1-7 )Pe或者Pom-*100%(4-1-8 )Pe(3)頻率響應(yīng)：指功率放大器對(duì)音頻信號(hào)各頻率分量的均勻放大能力。頻率響應(yīng)一般可分為幅度頻率響應(yīng)和相位頻率響應(yīng)。幅度頻率響應(yīng)表征了功放的工作頻率范圍，以及在工作頻率范圍內(nèi)的幅度是否均勻和不均勻的程度。所謂工作頻率范圍是指幅度頻率響應(yīng)的輸出信號(hào)電平

5、相對(duì)于 1KHz信號(hào)電平下降3dB處的上限頻率與下限頻率之間的頻率范圍。在工作頻率范圍內(nèi)，衡量頻率響應(yīng)曲線是否平坦，或者稱(chēng)不均勻度一般用dB表示。相位頻率響應(yīng)是指功放輸出信號(hào)與輸入信號(hào)頻率之間相互的相位關(guān)系，也就是說(shuō)有沒(méi)有產(chǎn)生相位畸變。通常，相位畸變對(duì)功放來(lái)說(shuō)并不很重要，這是因?yàn)槿硕鷮?duì)相位失真反應(yīng)不很靈敏的緣故。所以，一般功放所說(shuō)的頻率響應(yīng)就是指幅度頻率響應(yīng)。目前，一般功功率放大器的工作頻率范圍為20Hz20kHz。頻率響應(yīng)測(cè)量線路如圖 4-1-5所示，MV表示音頻毫伏表，RL是負(fù)載電阻，Uo、U i分別表示輸出和輸入信號(hào)電壓。圖4-1-5頻率響應(yīng)測(cè)試電路測(cè)量過(guò)程：先將音頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)至1KH

6、Z若信號(hào)從功放的t筒口輸入時(shí)，Ui =,當(dāng)信號(hào)從線路輸入口送入時(shí)，Ui =。調(diào)整功放音量鈕，使輸出電壓為額定輸出電壓的70% (額定功率的50%在測(cè)量過(guò)程中要保持音量鈕固定不動(dòng)。在2020KHz的范圍內(nèi)，從低到高改變輸入頻率，保持 Ui不變，隔幾十赫至幾百赫逐點(diǎn)記下功放的輸出電壓Uo,并填入表達(dá)式的對(duì)應(yīng)格，將輸入電壓 UI依次代入公式：K=20g (UOFHz")(4-1-9 )UD(1KHt)表4-1-2 頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)測(cè)試表格Fin (Hz)20501002005008001K2K4K10K15K20KUo(V)K(dB)求出所有測(cè)試頻點(diǎn)的相對(duì)電平，并填入表4-1-2 ,最后繪制頻

7、率特性曲線。在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，按照表4-1-2算出的相對(duì)電平數(shù)據(jù)與輸入頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，逐點(diǎn)連線作出頻率特性曲線，它越平越直，說(shuō)明頻率特性越好。(4)信噪比：指功放輸出的各種噪聲電平與輸出信號(hào)電平的比值的分貝數(shù)。信噪比的分貝值越高，說(shuō)明功放的噪聲越小，性能越好。一般要求在50dB以上，優(yōu)質(zhì)功放的信噪比大于72dB。也有些場(chǎng)合直接使用噪聲電壓來(lái)衡量功放對(duì)噪聲的抑制能力。(5)失真度系數(shù)：當(dāng)音頻信號(hào)通過(guò)功放時(shí)， 輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的波形并不完全相同,這就叫失真。失真度的大小，常用失真度系數(shù)來(lái)描述。即用輸出信號(hào)中各次諧波合成電壓的有效值與基波電壓的有效值之比來(lái)表示，其數(shù)值由失真度測(cè)量?jī)x直接讀出。測(cè)量線路如圖4-1-6所示，測(cè)量時(shí)所有測(cè)試儀器的外殼應(yīng)接地，以防其它干擾竄入后影響測(cè)量精度。發(fā)生器 音頻信號(hào)I 一功測(cè)量過(guò)程：按照額定輸出功率的測(cè)量方法， 從功放的輸入端分別輸入 20Hz、100Hz、1KHz、5KHz 10KHz、15KHz、20KHz等不同