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什么是音頻功率放大器的“THD+N”

中國視聽網(wǎng)資訊 更新時間:2009-9-5 15:47:04  編輯:魚兒  [ ]     手機訪問

  一個揚聲器的靈敏度高低,對聲音重放并無決定性的影什么是音頻功率放大器的“THD+N”

  什么是音頻功率放大器的“THD+N”

  在介紹音頻功率放大器的文章中,有時會看到“THD+N”,THD+N是英文TotalHormonicDistortion+Noise的縮寫,譯成中文是“總諧波失真加噪聲”。它是音頻功率放大器的一個主要性能指標,也是音頻功率放大器的額定輸出功率的一個條件。

  理想的音頻功率放大器,若不考慮該功率放大器的增益大小,輸入一定頻率的正弦波信號,其輸出也應該是沒有失真(波形沒有變形)、沒有噪聲的正弦波信號。但真實的音頻功率放大器的輸出音頻信號總會有一點失真,并且疊加了噪聲(在正弦波上疊加了高頻雜波)。這種失真是較小的,從波形圖中也難看出來,只有用失真儀才能測出。波形的失真是由于在正弦波上加了多種高次諧波造成的(如3次諧波、5次諧波等)所以稱為總諧波失真。

  理想的音頻功率放大器沒有諧波失真及噪聲,所以THD+N=0%。實際的音頻功率放大器有各種諧波造成的失真及由器件內(nèi)或外部造成的噪聲,它有一定的THD+N的值。這個值一般在0.00n%-10%之間(n=1~9)。

THD+N性能指標

  THD+N表示失真+噪聲,因此THD+N自然越小越好。但這個指標是在一定條件下測試的。同一個音頻功率放大器,若改變其條件,其THD+N的值會有很大的變動。

  這里指的條件是,一定的工作電壓VCC(或VDD)、一定的負載電阻RL、一定的輸入頻率FIN(一般常用1KHZ)、一定的輸出功率Po下進行測試。若改變了其中的條件,其THD+N值是不同的。

  例如,某一音頻功率放大器,在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW條件下測試,其TDH+N=0.003%,若將RL改成16歐,使Po增加到50mW,VDD及FIN不變,所測的TDH+N=0.005%。

  一般說,輸出功率。ㄈ鐜资甿W)的高質(zhì)量音頻功率放大器(如用于MP3播放機),它的THD+N指標可達10-5,具有較高的保真度。輸出幾百mW的音頻功率放大器,要用揚聲器放音,其THD+N一般為10-4;輸出功率在1~2W,其THD+N更大些,一般為0.1~0.5%。

  THD+N這一指標大小與音頻功率放大器的結(jié)構(gòu)類別有關(guān)(如A類功放、D類功放),例如D類功放的噪聲較大,則THD+N的值也較A類大。

  這里特別要指出的是資料中給出的THD+N這個指標是在FIN=1kHz下給出的,在實際上音頻范圍是20Hz~20kHz,則在20Hz~20kHz范圍測試時,其THD+N要大得多。例如,某音頻功率放大器在1kHz時測試,其TDH+N=0.08%。若FIN改成20Hz-20kHz,,其他條件不變,其THD+N變?yōu)樾∮?.5%。

輸出額定功率的條件

  過去有用“不失真輸出功率是多少”這種說法來說明其輸出功率大小。這話的意思指的是輸出的峰峰值沒有“削頂”現(xiàn)象出現(xiàn),即Vout(P-P)=Vcc-(上壓差+下壓差)這種說法是不科學的。即使不產(chǎn)生削頂,它也有一定的失真。較科學的說法是THD+N在某一指標下可輸出的功率是多少。即在一定的Vcc電壓、一定的負載電阻RL時、一定的THD+N下可輸出多少功率。這輸出功率一般是在這條件下的最大輸出功率,稱為額定功率。音頻功率的額定功率主要取決于Vcc的大小。在THD+N不變條件下,如Vcc=5V,RL=4Ω時,輸出額定功率為2W;若Vcc=3V、RL=4Ω時,輸出額定功率降為0.7W。當然,若額定功率為2W,如果增加輸入電壓使輸出超出2W,則其TDH+N必然大于額定值時的THD+N值。

  輸出功率在100mW左右的音頻功率放大器常用THD+N=0.1%作為額定輸出功率的條件。例如,某立體聲耳機的音頻功率放大器,在THD+N=0.1%,輸出功率為80mW。這80mW可看作該音頻功放的額定輸出功率。

輸出功率達幾百毫瓦的常用THD+N=1%為條件。

  如某音頻功率放大器在Vcc=5V、THD+N=1%時可輸出330mW。這330mW也可看作是在Vcc=5V時的額定輸出功率。

  從上面可以看出;這里的THD+N=0.1%、1%的值僅僅作為輸出額定功率的一個條件。實際應用時比額定輸出功率要小,其THD+N的值也要小得多。例如,Vcc=5V,額定輸出功率為330mW時,其條件是THD+N=1%。若同樣在Vcc=5V,輸出功率降為120mW時,其THD+N的典型值僅為0.02%。

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文章來源:音響網(wǎng)


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