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CuiYanBin第1页2013-4-7*第1页*共21页*专业功放(模拟)测试方法及主要性能指标专业功放的基本测试方式和常用仪器A、常用普通测试方式工具仪器：双踪示波器（20M）、同步失真仪、毫伏表、音频信号发生器、功率负载基本连接示意图如下：各种测试仪器实物图：负载信号发生器(上)双踪示波器（下）毫伏表使用此类方式的测试，连接简单、测试方便、比较直观，对输出波形可进行直观的观测。缺点测试精确度不高，误差较大。对参数要求精度很高的产品不适用。信号发生器被测产品失真仪示波器毫伏表负载CuiYanBin第2页2013-4-7*第2页*共21页*B、AudioprecisionATS专业音频分析仪测试方式工具仪器：功率负载、AudioprecisionATS(简称AP)及配套设备（电脑等）连接示意图如下：AudioprecisionATS-2专业音频分析仪见下图：下图是软件运行界面：使用专业的音频测试仪进行测试，结果精确，使用方便，测试结果可以以多种方式表示AP信号发生器如图1、2端口被测功放AP分析仪如图3、4端口电脑显示设备负载CuiYanBin第3页2013-4-7*第3页*共21页*AP测试时使用的单位介绍1、测试信号幅度时的单位及其定义为单位定义换算V（伏）基本单位Vrms有效值Vp峰值1Vp=1.414VrmsVpp峰峰值1Vp=2.828VrmsdBv（伏特分贝）以1V为零电平的分贝=20*log(V/1V)dBu（电压分贝）以0.7746V为零电平的分贝=20*log(V/0.7746v)dBm（毫瓦分贝）以600Ω1mW为零电平的分贝0dBm=1mW(600Ω阻抗)dBg以发生器的值为零电平的分贝=20*log（V/发生器幅值）dBr（基准分贝）以基准为零电平的分贝=20*log（V/基准值）dBrinvdBr的反相=20*log（V/基准值）W（功率）电功率=VA=V²/R2、相对量的单位功能单位定义THD+NRatio%100*（噪声+失真）/（信号+噪音+失真）THD+NRatiodB20log[（噪音+失真）/（信号+噪音+失真）]SMPTE/DIN%100*失真/高频信号SMPTE/DINdB20log（失真/高频信号）CrosstalkdB20log（非工作通道/工作通道）Wow&Flutter%100*（抖动频率分量）/（测量的频率）3、频率单位单位定义Hz基本单位F/R(分频)是参考频率的倍数dHz（deltaHz差频）与参差频率相差的频率CentOctaves八度音阶Decades与参考频率的对数值%Hz（频率比）与参考频率的百分比d%（差频比）减参考频率后与参考频率的百分比MdPPM减参考频率后与参考频率的倍数比PPM1kHz=1000PPM；1MHz=1PPM4、相对以上单位的参考值设定CuiYanBin第4页2013-4-7*第4页*共21页*仪器(AP)功能面板介绍1、模拟信号发生器（AnalogGenerator）（1）输出信号的设定（2）输出方式的区别2、模拟信号分析仪（Analyzer）(1)信号输入的设置及注意事项（2）各滤波器的使用方法（3）各测试功能的选择：●Amplitude幅度测试（包括功率、噪音、信噪比）●2-ChRatio两通道幅值之比●Crosstalk分离度（串音）测试●THD+NRatio失真（总谐波失真+噪音）●Bandpass带通测试●SMPTE/DN互调失真测试●Phase两通道相位测试3、DSP分析（Analyzer）●FFTSpectrumAnalyzer傅氏快速分析●INTERVUDigitalInterfaceAnalyzer数字接口分析●FASTTESTMultitoneAudioAnalyzer多音测试●HarmonicDistortionAnalyzer谐波分析4、DigitalGenerator数字信号发生器5、DigitalI/Q数字信号接口面板6、Switcher使用（Switcher）扩展测试通道的方法7、BarGraph条形框的使用8、Sweep扫描图形的方法CuiYanBin第5页2013-4-7*第5页*共21页*1、额定输出功率（Gain）定义：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测试：A、普通测试方法：相关仪器：同步失真仪毫伏表双踪示波器（20M）音频信号发生器功率负载（负载参数由功放功率来选择，如功放为200W，所用测试假负载功率应大于200W；负载阻抗由功放驱动的额定阻抗来确定）先让上述测试设备连接好后通电，预热15分钟以上。仪器连接方法为：假负载上焊接两条导线引出，连接至被测功放输出端，示波器和毫伏表并联接于负载上（注意仪器的输入正负与功放的输出正负要相应），从信号发生器（音频信号发生器可衰减输出端）连接到功放输入端。仪器预热后将功放输入规定信号,左右声道都输入，调节功放输入音量电位器使功放输出功率加大，当功放输出到失真仪指示失真度为功放标称失真度时，停止旋动音量，当失真仪指示为功放标称失真度时输出的功率即为功放额定输出功率（有的定义为额定输入时功放输出功率)，功放额定功率为功放失真度指标内的输出功率（最大不失真输出功率）。业内一般测试条件为：多通道带载（一般为两通道，有部分三四通道的）、THD+N≤0.1%、输入信号频率1KHz、负载8Ω计算方法：从表上读数为：V，负载电阻为：R。则计算单声道功率为：P=V²/R，单位为W（瓦特）整个功放的功率为：P总=PA+PBB、AP测试方法：相关仪器：AudioprecisionATS1.51、按图3连接好线路2、AnalogGenertor(信号发生器面板)：设置Frequency(信号频率)、Amplitude(信号幅度)设置与功放相应灵敏度3、Analyzer（示波器面板）：设置Watts为输出负载的阻值（由功放驱动的额定阻抗来确定，一般为8Ω）4、加入信号（产品标称的输入灵敏度，一般分为：0.775V、1V、1.4V），直接读数信号频率信号开关信号幅度显示数据功能选择负载电阻信号类型CuiYanBin第6页2013-4-7*第6页*共21页*2、最大输出功率（MaxPower）定义：最大输出功率为功放输出失真度为1%时对应的功放输出功率（输入信号1KHZ，正弦波）测试：A、普通测试方法：连接方法与仪器与上面一样功放输入信号,左右声道都输入，调节功放输入音量电位器使功放输出功率加大，当功放输出到失真仪指示失真度为1%时，停止旋动音量，当失真仪指示为1%失真度时输出的功率即为功放最大输出功率B、AP测试方法：1、连接好测试线后，将仪器电源开启后，进入软件界面2、设置信号源，注意接口要选对3、AnalogInput的source（输入接口选择要正确）选项信号频率信号开关信号幅度接口选择被测信号输入接口的选择CuiYanBin第7页2013-4-7*第7页*共21页*4、分析仪的设置（Analyzer）：注意参考阻抗的设置。由于最大功率是要由失真来定的，因此测最大功率的时候必须观察失真5、估算出最大功率时输入电压的范围（即输入灵敏度的范围）6、设置自动计算功能（如下图）。当自动调节到目标失真时，此时的功率即为最大功率值设置目标失真值设置自动调节的范围单位选“W”选择失真各种滤波器的设置参考阻值一定要设置对CuiYanBin第8页2013-4-7*第8页*共21页*3、灵敏度定义：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；常见的灵敏度一般有：0.775V(0dBu)、1V、1.4V4、总谐波失真加噪声(THD+N)定义：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。总谐波失真加上噪音，他是通过用窄带陷波器衰减基频信号，然后测量包含有各次谐波成分，宽带噪声和可能存在的干扰信号的剩余信号得到的，这是大部分分析仪采用的测量谐波失真的常用方法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是否存在大的问题测试：1)设置好信号源，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,按要求选好滤波器（滤波器手动或自动调谐到正弦波的基波频率）3)读取数据：现在仪表指示的就是THD+N值如下图：直接读取结果设置为失真测试功能CuiYanBin第9页2013-4-7*第9页*共21页*5、信噪比(S/N)定义：表示信号与噪声电平的分贝差；一般好的放大器要求100dB以上（A记权）讯号噪声比（SignalNoiseRatio）简称讯噪比或信噪比，是指有用讯号功率与无用的噪声功率之比。通常贝计量，因为功率是电流和电压的函数，所以讯噪比也可以用电压值来计算，即讯号电平与噪声电平之比值，只是计算公式稍有不同。以功率计算讯噪比：S/N=10log；以电压计算讯噪比：S/N=10log由于讯噪比和功率或者是电压成对数关系，要提高讯噪比的话便要大幅度地提高输出值和噪声值之比，举例来说，当讯噪比为100dB时，输出电压是噪声电压的一万倍，以电子线路来说，这并不是一件容易的事。一台放大器如有高的讯噪比意味着背景宁静，由于噪声电平低，很多被噪声掩盖着的弱音细节会显现出来，使浮音增加，空气感加强，动态范围增大。衡量放大器的讯噪比是好或者是坏没有严格的判别数据，一般来说以大约85dB以上为佳，低于此值则有可能在某些大音量聆听情况下，在音乐间隙中听到明显的噪音。除了讯噪比外，衡量放大器噪音大小也可以用噪声电平这个概念，这实际上也是一个用电压来计算的讯噪比数值，只不过分母是一个固定的数：0.775V，而分子则是噪声电压，所以噪声电平和讯噪比的分别是：前者一个绝对值，后者则一个相对数。在许多产品说明书中的规格表数据后面，常常会有一个A字，意思是A-weight,即A计权，计权的意思是指将某个数值按一定规则权衡轻重地修改过，由于人耳对中频特别敏感，所以如果一台放大器的中频段讯噪比足够大的话，那么即使讯噪声比在低频和高频段稍低，人耳也不易察觉。可见如果采用了计权方式测量讯噪比的话，其数值一定会比不采用计权方式为高。以A计权来说，其数值会较不计权高约2-5分贝定义：A-Weightingfilter：一种用于产生与于人耳感觉相一致噪音测量结果而使用的特定的噪音加权滤波器测试：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)CuiYanBin第10页2013-4-7*第10页*共21页*AP测试步骤：1、设置信号为额定的输入灵敏度，打开信号开关2、选择功能：“Amplitude”、将单位选择为相对单位“dBr”（见下图）3、按“F4”将dBr设置为参考基