资源描述：
《音频放大器失真分析及评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基础知识音频放大器失真分析及评价傅焕章现代音频放大器在高保真方面已取得相当比例与放大前不同了,于是输出电压波形产生好的性能。在评测音频放大器性能时,有多项了失真。在音频放大器中,频率失真使音质变技术指标,而在这些指标中,/失真度0是影响音坏,如高音频增益过大,则使声音显得尖锐不柔质的最重要因素之一。本文就/失真度0的定和,若低音频增益过大,则声音显得低沉混浊。义,分类、产生机理及对音质的影响作些基本的这就要求放大电路有足够宽的通频带,在通频定性分析和评价。带内的频响曲线是平坦的。现代放大器由于电理想的放大器
2、应能放大任意形状的信号,路设计和元器件制造的进步,使频率失真的影应对变化极快和变化极慢的信号均能很好地作响可以忽略。出响应。评价一个放大电路的优劣,应从它的相位失真如果放大电路在放大过程中改稳态特性和瞬态特性两方面加以考察。根据电变了原有信号中各频率相互的相位关系,使输路基本理论,瞬态是由两个原因即电路的初始出波形不再与输入波形相同,这种失真称为相条件和输入信号的突然变化所引起的结果。如位失真。相位失真是放大电路中电抗的相移引果电路工作正常,则瞬态将逐渐消逝。稳态只起的。是输入的结果,因而它的波形跟输入波形
3、密切相关。从放大电路的稳态特性对信号失真分类,可以归纳为两大类:线性失真和非线性失真。线性失真可分为两种失真:频率失真和相位失真。图2频率失真放大器的输入信号一般都含有如图2所示,假如一个输入信号由基波和丰富的频率成分,也就是信号的频谱分布很宽二次谐波组成,如果放大后的二次谐波相位滞广。如果放大电路的通频带不够宽,使不同频后了一个相角,结果输出电压波形产生变形。率的信号得不到同样的放大时,输出波形就会但是,相位失真并没有改变原有信号的频谱。变形。这种波形失真称为/频率失真0。频率失对单声道放大器而言,相位失
4、真使声音的解析真是放大电路中存在电抗引起的。力变差。而对多声道放大器,相位失真不仅影响音乐的解析力,还将影响声象的准确定位。非线性失真是本文中要重点分析的内容。非线性失真大致可分为三种失真:谐波失真、互调失真、交叉调制失真。从理论上来严格分析非线性失真是相当困难的。作为一次近似,我们采取低频分析方法,图1对1MHz以下的频率的基本计算还是足够准确如图1所示,假如一个输入信号由基波和的。二次谐波组成,如果基波的放大倍数较大,而二一个具有非线性失真的设备,在正常情况次谐波的放大倍数较小,则输出电压中振幅的下,它
5、的输出和输入信号电压的关系可近似地用46电声技术6/1997下式表示。33331=K31AcosX1t+BcosX2t+23444U0=K1Ui+K2Ui+K3Ui(1)313323式中:U0为输出信号电压,Ui为输入信号电压。Acos3X1t+4Bcos3X2t+2ABcosX1t+24次方以后的各项可忽略不计。K1、K2、K3是23232ABcosX2t+ABcos(2X1+X2)t+ABcos44各阶次项的系数,这里可看成是一个常数,与频3232率无关。式中的一次项是线性项,K1就是放大(2X1-X2
6、)t+4ABcos(X1+2X2)t+4ABcos电路的放大量。二次项和三次项就是产生非线(X1-2X2)t2性失真的原因。相应地称为二次,三次失真。由上式可知,三次失真共有10项,其中1、2项是现假定有两个混合的频率作为输入信号,这基波频率项,它仅在基频幅度上产生一些失真,时用正弦波来表示的输入信号Ui,可用下式表不起显著作用。第3、4项为三次谐波失真项,这达:是造成奇次谐波失真的主要来源,第5、6项是基Ui=A#cosX1t+B#cosX2t(2)频项,但是它的幅度上有其它频率的幅度信号,式中:A、B是
7、正弦波的振福,随输入信号的变化这是造成交叉调制失真的主要因素。7、8、9、10而变化,X1、X2为相应正弦波的角频率。将(2)项为任意两频率差拍出来的和差频率项,这也是式代入(1)式,则有:造成互调失真的主要来源,并且随信号频率数量U0=K1(AcosX1t+BcosX2t)+K2的增加而增加。2以上我们对非线性失真作了些数学分析,现(AcosX1t+BcosX2t)+K33对非线性失真作些定性分析。(AcosX1t+BcosX2t)(3)谐波失真假定输入是一个单频的正弦波让我们先分析一下二次失真的内容,可
8、将式(3)信号,经放大电路放大后,由于电路中非线性器中的K2项展开件的存在,在输出电压中产生了基波以外的多次222K2(AcosX1t+BcosX2t)=K2(AcosX1t谐波成分,这种因新产生的多次谐波引起的失真22+2ABcosX1tcosX2t+BcosX2t)称为谐波失真。22A(1+cos2XB如图3所示,由于晶体三极管不是线性元=11t)+(1+cos2X2t)+22件,放大电路的输入和输出之间就不
