在全双工语音交互的系统中,功放的质量是非常重要的,因为AEC回声消除对信号失真
是非常敏感的。音频通路的整体谐波失真需要控制在5%以内。
务必注意:规格书上的额定功率值,条件通常是THD=10%。
故功放的功率选择按照喇叭额定功率的1.6~2.0倍是非常重要的。
部分功放具有动态调节音量的功能,在智能音箱中务必关闭此功能,否则将影响AEC。
所有的动态调节都务必在AEC采样点之前进行,具体如下图所示:
评价功率放大器主要从输出功率,电源纹波抑制比(PSSR),总谐波失真加噪声
(THD+N),关闭电流(Shutdown current),工作电压(Power supply),还有功放的转换效
率等指标来评价。
输出功率(POCM):反映功放的负载能力,指失真所限制的最大输出功率,超过这个输出
功率的电平,功放输出将产生削波失真,对后端扬声器有很大损伤。
额定功率测试条件常规是THD=10%条件下。
电源纹波抑制比(PSRR):反映了功放对电源的纹波要求,PSRR 值越大越好,功放输出
音质就越好。
总谐波失真(THD):指一个模拟电路处理信号后,在一特定频率范围内所引入的总失真
量。噪声(noise)是指通常不需要的信号,由于热或者其他物理条件产生
的在线路板上的其它电气行为(干扰)。从THD+N 的定义不难看出总谐
波失真和噪声越小越好。
不同封装、负载、功率、频率和电压,THD是不一样的,如下所示:
关断电流(Shutdown current):关断电流越小,说明在待机条件下的放大器功耗小。输出
偏移电压小有利于电池寿命的延长。
3. 功放参数测试
由于不同供应商,尤其是国产厂商的功放参数是在不同测试条件下得到的,很难进行对
比,因此在功放选型时,需要根据目标需求,将各家功放在同等条件下实测来判定。
测试内容:输出功率、转化效率、静态功耗等;
测试环境:
直流电源给功放DEMO板供电,能看到电压和电流;
水泥电阻模拟扬声器(比如4R 或者6R或者8R等);
播放器提供输入标准正弦模拟小信号(默认模拟功放);
示波器监测输出信号幅度和 波形;
测试步骤:(以8R负载为例)
如上描述搭建好基本环境,播放器播放1kHz-3dB.wav文件;
将电压调到目标电压Vin,随时观察Iin;
调整输入信号幅度,示波器观察输出信号幅度Vout,确保功放的输出功率在目标功
率附近;
计算功放效率:E = (Vout/1.414)*(Vout/1.414)/8 / (Vin*Iin)
调整输出信号,通过示波器观察到输出信号出现临界截幅失真状态,记录Vout;
计算功放最大功率:P = (Vout/1.414)*(Vout/1.414)/8;
去掉输入信号,功放使能状态,看直流电源的电流消耗,为静态功耗。
在专用软件测试下,还可以测试出频响。