专业功放测试方法及主要性能指标 - LabVIEW开发者

专业功放测试方法及主要性能指标

专业功放测试方法及主要性能指标
专业功放测试：主要性能指标&信噪比测量 功放与音响的主要性能指标 输出功率 衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。用图表的形式来展示音响器材的相对幅度和频率的函数关系。 本底噪声 指由于设备硬件本身的原因而给输出信号中增添的多余信号。 灵敏度 对放大器来说，一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小； 音箱的灵敏度是指在经音箱输入端输入1W\1KHZ信号时，在距音箱喇叭平面垂直中轴前方一米的地方所测试得的声压级。 总谐波失真加噪声(THD+N) THD+N是指由设备本身产生的失真谐波频率的总和，它是代表了输入信号与输出信号之间的吻合程度。 互调失真(IMD) 指由放大器所引入的一种输入信号的和及差的失真。 信噪比(SNR) 表示信号与噪声电平的分贝差。 立体声分离度 指设备的两个通道之间相互隔离、互不干扰的程度。 阻抗 指设备输入信号的电压与电流的比值。 阻尼系数 指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。 阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。 抖晃(Wow) 指录音机或录音座转速的缓慢变化导致产生不稳定的畸形声音。 颤动(dither) 指有意添加在音频信号上用于改善低电平下数字信号的解析力的少量噪声。 时基误差(jitter) 指数字音响系统中用作同步的时钟自身在时间上的变化。 粉红噪声 每个八度带有相同能量的随机噪声。 常用作测定音响或聆听环境的频谱的测试信号。 白噪声 所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。 用来测试音箱的谐振和灵敏度的。 信噪比测量(S/N或SNR) "信号"测量一般采用的是指定输出电平的中频段正弦信号(通常为1kHz)，"指定电平"通常是指设备的最大标称或标准的工作电平。 "噪声"测量必须指定测量带宽和加权滤波器。两个测量的比值就是设备的信噪比。 如果测量仪器特性包括一个"相对dB"单位，其0dB基准可以设定成等于输入信号电平值，那么信噪比的测量就比较容易了。 利用这一特性，功放信噪比测量就变成如下简单的步骤： 1. 建立指定的输出参考电平并正确接好输入端； 2. 操作测量仪器，使这一电平成为0dB的基准值； 3. 取消信号源。 虽然现在仪表指示的就是信噪比，但是表示成负值(比如，90dB的信噪比被表示为-90dB)。 专业功放测试：THD+N测量&串音测量&两通道比率测量 功放失真测量方法 1. 总谐波失真(THD) THD(不要与THD+N，总谐波失真加噪声相混淆)通常是由一系列单独谐波幅度测量结果计算出来的，而不是一次测量得到的。THD是单独谐波幅度的平方求和开方之后得到的。THD技术指标一般要说明包含在计算中的最高次谐波的次数；比如，"THD含盖到5次谐波"。THD并不是经常进行的测量，因为它要求用一个相当不常用的分析仪来测量低于正常工作电平很多的某次谐波，并且要自动或手动计算出结果。应注意的是，许多早期的THD+N结构的分析仪在其面板上标注的是THD，并且许多人在使用的实际是THD+N技术时，认为是THD测量. 2. 总谐波失真＋噪声(THD+N) 目前最常用的失真测量方法就是THD+N技术了。其中的主要功能块就是可调谐的陷波器。在工作时，该滤波器手动或自动调谐到正弦波的基波频率上，以便基波被很大衰减。所设计的滤波器实际在2次和高次谐波处没有插入损耗，所以谐波基本上无衰减地通过。宽带噪声，与AC电源有关的哼声和任何其他处在陷波器频率上下的干扰信号也可以无衰减地通过；这也就是"+N"(加噪声)部分的由来。THD+N技术是极为吸引人的，因为DUT输出中除了纯测量信号的任何成分都会使测量下降。低的THD+N测量结果不仅说明谐波失真低，而且也说明哼声，干扰信号，以及宽带白噪声也是比测量值低(或等于测量值)。所以THD+N比任何其他的失真测量技术更能说明问题，它只用一个数据就能说明DUT是否存在大的问题 3. 功放THD+N的测量步骤: 1) 信号源输出一个标准1k 正弦波信号到功放。 2) 音频分析仪选择THD+N功能,陷波器手动或自动调谐到正弦波的基波频率. 3) 现在仪表指示的就是THD+N 值 功放分离度(串音)测量方法 串音一般是利用分析仪调谐到发生器频率的带通滤波器进行选择性测量，以便能测量等于或低于宽带噪声电平的串音。这不仅是出于理论上的考虑原因；当信号的幅度处于宽带噪声电平之下10dB~20dB，人耳能够区分出象正弦波这样的相干信号。 A通道到B通道的串音与B通道到A通道的串音并不是完全一致的。两个方向上串音具有不同值通常是电路的布局和复杂的寄生电容引起的。 功放分离度(串音)测量步骤： 1. 信号源A通道输出一个标准正弦波信号，并正确接好输入端； 2. 设置分析仪为分离度测试功能； 3. B通道仪表的数据即为A?>B的串音。同理可测B-->A的串音。 功放两通道比率(平衡度)测量方法 功放平衡度测量步骤： 1. AP音频分析器输出一个标准正弦波信号到功放中，并正确接好输入端； 2. 操作测量仪器，设置仪器为通道比率测试功能； 3. 读取测试结果。 专业功放测试：频率响应测量&互调失真(IMD)测量 功放频率响应测量方法 一般测试频率响应时，是以1kHz时为参考电平(即为0dB),因此必须先设0dBr, 再进行曲线的扫描。 功放频率响应(Frequence response)的测试步骤： 1. 信号源输出1K Hz标准正弦信号到功放中，并正确接好输入端； 2. 设置分析仪为幅度测试功能，按要求选好滤波器，并将单位设置为dBr； 3. 按键盘上的"F4"键，将当前电平设为参考电平； 4. 设置扫描面板,设置扫描源为信号发生器频率.设置好开始与结束频率及扫描点数。单击扫描面板中的GO准备进行扫描； 5.保存测量数据与曲线图。 功放互调失真测量方法 由于干扰之间互相调制作用对有用信号引起的失真称为互调失真(Intermodulation Distortion)或互调干扰。 所有互调失真的测量技术中使用的激励信号都不止单个简单的正弦信号。在专业音响、广播和消费类音响等领域，用两个正弦波作为激励信号来进行互调失真的测量。任意两个频率分别为F1和F2的正弦信号作用于非线性器件时，会产生出原有的两个正弦波再加上无数个互调失真项，即无数个组合频率分量，如下式： mF1±nF2 其中m、n为任意正整数。任意特定的互调失真(IMD)项的阶数即m与n的和。下面列出一些互调失真项的阶数： F1-F2 2阶(偶次) F1+F2 2阶(偶次) 2F1-F2 3阶(奇次) F1-2F2 3阶(奇次) 2F1+F2 3阶(奇次) 3F1-F2 4阶(偶次) 3F1+2F2 5阶(奇次)等。 这里"奇次"和"偶次"指的是m+n是奇数还是偶数。互调失真的测量方法实际上是对谐波电压分量的测量 1. SMPTE/DIN互调失真 在专业、广播及消费类音响领域，SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)和DIN(Deutsches Institut fur Normung e.V.)方法是最普通的互调失真测量标准。SMPTE标准RP120-1983和DIN标准45403很相似。两者均规定用两个正弦波测试信号，一个是低频率高幅度信号，另一个是高频率信号但幅度是低频率信号的四分之一。SMPTE标准规定信号频率分别为60Hz和7kHz。而DIN标准规定了几种可选择的高、低频频率，250Hz和8kHz是其中最常用的一组频率。有时也要用到其它类似于SMPTE和DIN标准的信号，如70Hz和7kHz信号。 当上述的双音频测试信号作用于非线性器件时，在高音频周围就会产生边带分量群。高音频和第一对边带(二阶边带，F1±F2)之间相差正好是低音频的频率值，第二对边带(三阶边带，F1±2F2)与高频之间相差正好是低音频频率值的两倍等等。 互调失真定义为这些边带的调幅值与高频载波调幅值之比的百分值。 2. 功放互调失真的测试步骤： a. 信号源输出IMD信号到功放中，并正确接好输入端； b. 操作测量仪器，设置仪器为IMD测试功能； c. 读取测试结果。