音频功率放大器设计案例

精品可修改编辑1 概述在介绍音频功率放大器的文章中，有时会看到“THD+N”，THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。它是音频功率放大器的一个主要性能指标，也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。THD+N性能指标THD+N表示失真 +噪声，因此THD+N自然越小越好。但这个指标是在一定条件下测试的。同一个音频功率放大器，若改变其条件，其THD+N的值会有很大的变动。这里指的条件是，一定的工作电压VCC( 或 VDD) 、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN （一般常用 1KHZ ）、一定的输出功率Po 下进行测试。 若改变了其中的条件，其 THD+N值是不同的。 例如，某一音频功率放大器，在 VDD=3V 、FIN=1kHz 、RL=32 Ω 、Po=25mW 条件下测试， 其 TDH+N=0.003% ，若将 RL 改成 16 欧，使 Po 增加到 50mW，VDD 及 FIN 不变，所测的TDH+N=0.005% 。一般说， 输出功率小 （如几十 mW）的高质量音频功率放大器（如用于 MP3 播放机），它的 THD+N指标可达10-5，具有较高的保真度。输出几百mW 的音频功率放大器，要用扬声器放音，其THD+N一般为 10-4；输出功率在1～2W，其 THD+N更大些，一般为0.1～0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关（如A 类功放、 D 类功放），例如 D 类功放的噪声较大，则THD+N的值也较 A 类大。这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的，在实际上音频范围是 20Hz～20kHz，则在 20Hz～20kHz 范围测试时，其THD+N要大得多。例如，某音频功率放大器在 1kHz 时测试，其TDH+N=0.08%。若 FIN 改成 20Hz-20kHz, ，其他条件不变，其THD+N变为小于0.5%。输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。这话的意思指的是输出的峰峰值没有“削顶”现象出现，即Vout(P-P)=Vcc- （上压差 +下压差）这种说法是不科学的。即使不产生削顶，它也有一定的失真。较科学的说法是THD+N在某一指标下可输出的功率是多少。即在一定的Vcc 电压、一定的负载电阻RL 时、一定的THD+N下可输出多少功率。这输出功率一般是在这条件下的最大输出功率，称为额定功率。音频功率的额定功率主要取决于Vcc 的大小。在THD+N不变条件下，如 Vcc=5V ， RL=4Ω 时，输出额定功率为2W；若 Vcc=3V 、 RL=4Ω 时，输出额定功率降为0.7W。当然，若额定功率为2W，如果增...