音频功放IC失真的分类及改善方法

focusrite · 发表于 2005-5-14 18:45:00

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？快速注册

x

1.谐波失真
　　谐波失真是由功放中的非线性元器件致使的一种失真。这种失真使音频信号发作很多新的谐波成分，叠加在原信号上，构成了波形失真的信号。将各谐波致使的失真叠加起来，即是总谐波失真度，其值常用输出信号中的一切谐波均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表明。在这里，基波信号即是输入信号，一切谐波信号为由非线性失真引进的各次谐波信号。明显，该百分数越小，谐波失真越小，电路功能越好。现在，HiFi功放的谐波失真通常控制在0.05%以下，很多优异功放的谐波失真已小于0.01%，而专业级音频功放的谐波失真度通常控制在0.03%以下。事实上，当总谐波失真度小于0.1%时，人耳就很难分辩了。另需阐明的是，关于一台指定的音频功放而言，例如，某音频功放的总谐波失真目标表明为THD<0.009%(1W)。初看起来，好像总谐波失真很小，但它只是在输出功率为1W时的总谐波失真，这与在有关规范请求的丈量条件下所得的总谐波失真值是不一样的。所以，在标明音频功放的总谐波失真目标时，通常都会注明丈量条件。

　　众所周知，人的听觉体系是极端杂乱的，有时谐波失真小的功放不如谐波失真大的耐听，这种景象的因素是多方面的。其间，与各次谐波成分对音质的影响程度不一样有直接关系。虽然石机与胆机的稳态测试数据一样，但大家总觉得胆机的低音浑厚激荡、中音亮堂圆润、高音纤细明澈，极为耐听；石机则低频强劲有力，中高频通透亮堂，但高频发毛，声响僵硬，音色偏冷。经频谱剖析发现，石机含有很多的奇次谐波，奇次谐波给人耳构成尖锐难听的感受；胆机则含有丰厚的偶次谐波，而人耳对偶次谐波不灵敏。此外，人耳对偶次谐波失真分辩力较低，对高次谐波却十分灵敏，这也是上述景象的首要因素之一。

　　降低谐波失真的办法首要有：
1)施加适量的电压负反响或电流负反响；
2)选用fT高、NF小、线性好的扩大元器件；
3)尽可能地进步各单元电路中对管的一致性；
4)选用甲类扩大办法，选用优异的电路程式；
5)进步电源的功率储藏，改进电源的滤波功能。

2.互调失真
　　两种或多种不一样频率的信号经过扩大器后或扬声器发声时相互调制而发作了和频与差频以及各次谐波组合发作了和频与差频信号，这些新添加的频率成分构成的非线性失真称为互调失真。通常，将两个振幅按必定份额（多取4:1）的凹凸频信号，混合进入电路，新发作的非线性信号的均方根值与原较高频率信号的振幅之比的百分数来测量互调失真，即互调失真的巨细，可用互调产物电平与额定信号电平的百分比来表明。此值越大，互调失真越大。明显，互调失真度的巨细与输出功率有关。因为新发作的这些频率成分与原信号没有相似性，因此较小的互调失真也很简单被人耳觉察到，听起来感到又尖、又尖锐，且伴有“声染色”景象。也即是说，互调失真带来的影响，会使全部重放体系的声场缺乏层次感，明晰度降低。在HiFi功放中，总期望互调失真度越小越好，要做到这一点是十分艰难的，因此高保真功放请求该值小于0.1%即可。当然，石机与胆机比较，前者的互调失真要大一些，这也是为何石机的音色不及胆机香甜的一个因素。

　　减小互调失真的办法，多见的有：
1)选用电子分频办法，限制扩大电路或扬声器的作业带宽；
2)在音频功放的输入端增设高通滤波器，消除次低频信号；
3)选用线性好的管子或电路构造。

3．瞬态失真
　　瞬态失真是现代声学的一个首要目标，它反映了功放电路对瞬态跃变信号的坚持盯梢才能，故又称为瞬态反映。发作瞬态失真的高保真体系，输出的音乐信号短少层次感和透明度。通常地，发作瞬态失真的因素有：
　　1)电路内电抗元器件的作用过大，频率规模不行宽；
　　2)扬声器振动体系的动作跟不上瞬变电信号的改变。
　　瞬态失真的首要表现形式有两种，即瞬态互调失真和变换速率(SR)过低致使的失真。

瞬态互调失真
　　在输入脉冲性瞬态信号时，因电路中电容（如滞后抵偿电容、管子极间电容等）的存在使输出端不能立即得到应有的输出电压（即相位滞后）而使输入级不能及时取得应有的负反响，扩大器在这一刹那间处于开环状况，使输入级刹那间过载，此刻的输入电压比正常时要高出好几十倍，致使输入级刹那间的严峻削波，这一削波失真称为瞬态互调失真。它实质上是一种瞬态过载景象。
　　因为胆机抗过载才能强，扩大倍数低，没有深度级间负反响，仅有一些部分负反响，因此不易发作瞬态互调失真。而通常石机都选用了大环路深度负反响网络来满意低失真、宽频带的请求。可见，瞬态互调失真首要发作在石机中。此外，音量大、频率高、动态规模大的节目源最简单发作瞬态互调失真。因素在于：音乐在零信号电平邻近的时刻改变率最大，会使声响变得不完全明晰，特别是中低档石机，往往呈现在高频部分，发作尖硬、尖锐的感受，即所谓的“晶体管声”和“金属声”。
　　瞬态互调失真是在20世纪70年代提出来的一项动态目标，首要由音频功放内部的深度负反响致使的。被公认为是影响石机音质，致使“晶体管声”和“金属声”的罪魁祸首，大家对此极为注重。改进TIM可从其构成机理入手，常选用的办法有：
　　1)将扩大器的开环增益和负反响量别离控制在50dB和20dB摆布；
　　2)选用高fT的管子，前级选用fT大于100MHz的管子，末级功率管的fT应大于20MHz，尽量拓展电路的开环频响，并加大各级本身的电流负反响，撤销大环路负反响。现在有部分功放（如钟声JA-100）的末级扩流电路不介入环路负反响，其意图之一便在于此；
　　3)选用全互补对称电路，进步功率输出级的作业电流，并在输出级前增设缓冲扩大级，改进电路的瞬态响应；
　　4)撤销相位滞后电容，改滞后抵偿为超前抵偿，即不必滞后抵偿电容，而在大环路反响电阻上并联一只恰当容量的小电容；
　　5)恰当加大输入级的静态电流，增大其动态规模，并在其输入电路中设置低通滤波器，消除80kHz以上的高频杂波信号，避免高频搅扰信号致使输入级刹那间过载。

变换速率过低致使的失真
　变换速率指音频设备对猝发声信号或脉冲信号的盯梢或反响才能，是反映功放电路瞬态应变才能的首要参数。变换速率过低致使的瞬态失真是因为扩大器输出信号的改变跟不上输入信号的敏捷改变而致使的。假如给扩大器输入一个足够大的脉冲信号时，其电压的最大改变速率应是电压上增值与所需时刻之比，单位是每秒上升多少伏，写成数字表达式为SR=V/μs。SR对高保真功放来说，它直接影响扩大器的瞬态响应和反响速度，SR值高的功放，解析力、层次感及定位感都好，听感佳，重放流行音乐更是如此。SR数值的巨细与功放的输出电压和输出高频截止频率等有关，输出功率大的，SR值就大；高频截止频率高的，SR值也大，优异功放的SR值可达100V/μs。为了进步功放的SR值，通常选用超高速、低噪声的管子，但SR值过高，易使电路自激，稳定性变差。此外，前级电路的SR值不该高于后级电路，不然易致使瞬态互调失真。趁便多说几句，功放的SR可用示波器来估测，办法是先给音频功放馈送一方波信号，作为输入信号，其输出信号波形前沿上升至额定值所需时刻，所得的成果用V/μs表明就是变换速率的巨细。明显，假如音频功放能够极好地处理方波信号，那就表明它具有极好的变换速率和较宽的频率特性。

4．沟通接口失真
　　沟通接口失真是由扬声器的反电动势经过线路反响到电路而致使的。改进这种失真的办法有：
　　1)削减电路级数，恰当加大电路的静态作业电流；
　　2)挑选合适的扬声器，使阻尼系数更趋合理；
　　3)选用大容量优异电源变压器，并恰当进步滤波电容的容量，在滤波电容上并联小容量CBB电容。

　　此外，因为电路直流作业点挑选不当或元器件质量不高，还会呈现另一些非线性失真，比如穿插失真和削波失真，它们均能够致使谐波失真和互调失真。穿插失真又称为交越失真，它是对推挽功放而言的，首要由乙类推挽功放中的功率管开始导通非线性而致使的，特别是在小电流的情况下，其输出电流在交界处发作非线性失真，且信号起伏越小，失真越严峻。削波失真是功放管动态规模不行，由饱满导通致使大信号被限幅削波而构成的，削波失真发作了很多超声波，使声响变得模糊而颤动，听久了使人头痛。减小穿插失真常用的办法，是恰当进步推挽输出管的直流作业点；而改进削波失真的办法，通常是恰当加大电路的线性作业规模。

Alesis · 发表于 2005-5-20 07:24:00

[em01][em01]加油！不能白想！

江南春 · 发表于 2005-5-24 08:28:00

看来我也是白想了.................

帐号		自动登录	找回密码
密码			快速注册

[专业功放] 音频功放IC失真的分类及改善方法

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。