用方波测试音频功放的失真

衡量音频功放的失真有两个重要参数：频率失真和非线性失真。频率失真指的是功放没有对输入的所有频率进行同等的放大而带来的输出波形失真。频率失真严重时，声音的音色会发生变化，如演奏的箫声听起来像是笛声。非线性失真又称谐波失真。纯正弦波信号不含育谐波成分，但由于电路和电子元件的非线性影响，放大后的正弦波信号，或多或少地总存在着高次谐波，这便是非线性失真。非线性失真严重时，声音嘶哑、难听。测试音频功放失真度可以采用方波信号作信号源，这比采用正弦波检测更具有直观性和可分辨性。这一方法有些期刊已刊发过，笔者在这里再作一介绍。

大家知道，任何周期性的非正弦波信号，都可以分解为由一个正弦基渡与其高次谐波相加的组合形式。一个方波信号可以看作由很多不同频率的正弦波信号叠加合成。如果某些频率存在放大失真，那么输出方波信号会变形，根据变形的波形，可以判断功放电路大概哪部分有问题。测试原理，R为负载电阻，根据功放输出阻抗特性选取。由于是音频范围内的测试，对示波器无特别要求，甚至一些简易的教学用示波器也可测试。方波信号发生器可选用市售的信号发生器，如没有，也可参考有关电路自制。有正弦波信号发生器的读者，可自制一个简单的射扳耦合双稳态电路(即施密特电路)，把正弦波信号变换成方波信号。

测试音频功放频率范围内的失真度一般在低频段50—100Hz，中频段500～2500Hz，高频段5～20kHz范围内各取一个频点。一般常取100Hz、1kHz、10kHz三个频点作为音频功放的低、中、高测试点。测试时应把功放的各种附加功能如环绕、混响、SRS等功能关掉，使功敬处于直通状态。

从示波器上可以观察到输出的波形，方波前后沿的高度反映出功放的增益，即放大倍数。而方波的平顶部分则可以衡量功放频率的失真程度，具体失真波形及反映故障见附表。非线性失真与频率失真的不同点是，不论输入信号频率的高低，输出信号的波形都会改变。一般来讲，有非线性失真的功放，放大后的波形上下是不对称的，并且失真度越大，输出的波形不对称越严重。非线性失真度的大小，可以通过观察Y轴划度数值来检查，若正负半波的刻度数相差不大，则非线性失真度小。如果一个功放输出的波形既上下不对称现象(如表中7、8号波形)，又存在波顶变化(如表中2—6号波形)，则说明此功放既有非线性失真又有频率失真。