功放三個技術(shù)指標(biāo)如何測量?

功放的主要技術(shù)指標(biāo)有三個：頻率特性、額定輸出功率、失真度。本文從量化的角度出發(fā)，提供上述三個技術(shù)指標(biāo)的測量方法。

一、測量前的準(zhǔn)備工作

１．配備必要的儀器儀表。主要有：ＸＤ２音頻信號發(fā)生器一臺；ＤＡ－１６型音頻毫伏表兩塊；ＳＢ－１０普通示波器一臺；ＢＳ－１型失真度測量儀一臺。

２．功放的輸出端子不接音箱，改接假負(fù)載電阻Ｒｆ。電阻的阻值與功放的輸出阻抗Ｚ相同，電阻的功率應(yīng)大于或等于功放額定輸出功率（從說明書上查）的３倍以上。對于輸出端子標(biāo)注電壓的功放，其相應(yīng)端子的輸出阻抗可由Ｚ＝Ｕ２ｏ／Ｐｏ求出。Ｕｏ是輸出電壓（Ｖ），Ｐｏ是額定輸出功率（Ｗ），Ｚ是阻抗（Ω）。

３．測量時所有儀器、設(shè)備應(yīng)按額定供電電壓供給（一般為２２０Ｖ／５０Ｈｚ），以保證測量精度。若電網(wǎng)電壓不穩(wěn)，應(yīng)加接交流穩(wěn)壓器。

４．音頻信號發(fā)生器的輸出阻抗應(yīng)小于或等于被測功放的輸入阻抗，以防止功放輸入阻抗過小時影響輸入信號的頻率穩(wěn)定度。

二、頻率特性的測量

功放的頻率特性是指功放電路對不同音頻頻率的放大特性，范圍在２０～２００００Ｈｚ之間，理想的功放應(yīng)對這個范圍內(nèi)的所有頻率具有完全相同的放大作用。如果功放在輸入不同頻率的音頻信號時，其輸出電壓比較一致，則頻率特性平穩(wěn)。頻率特性的不均勻性用ｄＢ表示，它是以頻率為１０００Ｈｚ時輸出電壓對其他頻率下輸出電壓比值的對數(shù)形式來表示，即頻率為ｆ赫茲的信號相對電平為：ｆ赫茲電平（ｄＢ）＝２０ ｌｏｇ?ｆ赫輸出電壓／１ｋＨｚ輸出電壓。毫無疑問，頻率為１０００Ｈｚ信號的基準(zhǔn)電平為０ｄＢ。對于功放，在２０～２００００Ｈｚ的頻率范圍內(nèi)，所有頻率的相對電平應(yīng)在±１ｄＢ～±３ｄＢ之間，相對電平數(shù)的絕對值越小，功放的頻率特性越好，頻率失真越小。

１．測量線路如圖１，ｍＶ表示音頻毫伏表，ＲＬ是假負(fù)載電阻，Ｕｉ、Ｕｏ分別表示輸入、輸出信號電壓。

２．測量過程。先將音頻信號發(fā)生器調(diào)至１０００Ｈｚ，若信號從功放的“話筒”口輸入時，Ｕｉ＝０．３５ｍＶ；當(dāng)信號從“線路輸入”口送入時，Ｕｉ＝７７５ｍＶ。

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％），在測量中要保持音量鈕固定不動。

在２０～２００００Ｈｚ的范圍內(nèi)，從低到高改變信號發(fā)生器的輸入頻率（保持Ｕｉ不變），隔幾十Ｈｚ至幾百Ｈｚ逐點記下功放的輸出電壓Ｕｏ，并填入表１對應(yīng)格內(nèi)。

將輸入電壓Ｕｉ依次代入公式：ｆ赫茲電平（ｄＢ）＝２０ ｌｏｇ?ｆ赫茲輸出電壓／１ｋＨｚ輸出電壓，求出所有測試頻率點的相對電平，填入表１對應(yīng)格內(nèi)。

繪制頻率特性曲線。在對數(shù)坐標(biāo)紙上，按照表１算出的“相對電平”數(shù)據(jù)與輸入頻率的對應(yīng)關(guān)系，逐點連線作出頻率特性曲線。該曲線即反映了被測功放的頻率響應(yīng)特性，它越平越直，說明頻率特性越好。

三、額定輸出功率的測量

額定功率又叫標(biāo)稱功率。它是指在額定電源電壓、額定輸入信號電平時以一定的失真度要求來確定的。這些在功放使用說明書中均已標(biāo)明，使用和測量時應(yīng)以此為準(zhǔn)。如某功放額定輸出功率為１００Ｗ，是以失真度≤３％測得的。如果允許失真度增大，那么輸出功率還可相應(yīng)增大。所以，在廠商所宣傳的功放功率值中，額定功率才是最準(zhǔn)確、也是最符合實際的表述方法。

１．測量線路如圖２，示波器用于監(jiān)視波形失真之用，其他同圖１。

２．測量過程。由音頻信號發(fā)生器輸出一個０．７７５Ｖ（０ｄＢ）的１０００Ｈｚ正弦信號，送入功放的“線路輸入”口；或由音頻信號發(fā)生器輸出一個０．３５ｍＶ（－６７ｄＢ）的１０００Ｈｚ正弦信號，送入功放的“話筒”口。緩慢開大功放的相應(yīng)音量旋鈕，觀察示波器的輸出波形剛好不失真時，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Ｐ＝Ｕ２ｏ／ＲＬ求出額定輸出功率Ｐ。若Ｐ值大于或等于說明書上的Ｐ值，則說明符合要求。當(dāng)然，在此基礎(chǔ)上，將功放的音量鈕開至最大，還可以增大輸出功率，那就是最大輸出功率了。

四、失真度的測量

當(dāng)音頻信號通過功放時，輸出信號與輸入信號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)來描述。即用輸出信號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表示，其數(shù)值由失真度測試儀直接讀出。

１．測量線路如圖３。測量時，所有測試儀器的外殼最好接地，以防其他干擾竄入后影響測量精度。

２．測量過程。按照額定輸出功率的測量方法，從功放的輸入端分別送２０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、１００００Ｈｚ、１５０００Ｈｚ等不同頻率的正弦信號，將功放逐次調(diào)到額定輸出功率值，并調(diào)節(jié)失真度儀分別測出各個頻點的失真度系數(shù)。一般以１０００Ｈｚ的失真度系數(shù)為基準(zhǔn)，與其他頻點的數(shù)據(jù)相比較。差別大，說明功放在整個音頻段內(nèi)的失真度不均衡。差別小，說明功放在整個音頻段內(nèi)的失真度比較平衡。
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