对便携式音频设备的音频放大器咔嗒声进行定量分析

文章摘要：分析这一问题时，需要考虑两个方面。首先，怎样客观地测量瞬变? 其次，如果需要，采用什么标准来衡量测试结果? 咔嗒声测试方法 Maxim采用了Audio Precision的系统1和系统2 (推荐)音频分析仪测量咔嗒声(图3)，也可以采用其它厂商类似测试设备。所推荐的指标KCP能够客观衡量音频放大器的咔嗒声。开始测量时，将待测设备(DUT)输出连接到负载或模拟负载(假负载)。在DUT上加载所需的SHDN和电源，将所有DUT输入交流耦合至地。不需要输入信号；输入激励包括DUT在各种工作或停止工作模式之间切换的控制信号。连接DUT输出至音频分析仪的模拟分析部分。 下一步，选择分析仪的A加权滤波(建议

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分析这一问题时，需要考虑两个方面。首先，怎样客观地测量瞬变? 其次，如果需要，采用什么标准来衡量测试结果?

咔嗒声测试方法

Maxim采用了Audio Precision的系统1和系统2 (推荐)音频分析仪测量咔嗒声(图3)，也可以采用其它厂商类似测试设备。所推荐的指标K_CP能够客观衡量音频放大器的咔嗒声。

开始测量时，将待测设备(DUT)输出连接到负载或模拟负载(假负载)。在DUT上加载所需的SHDN和电源，将所有DUT输入交流耦合至地。不需要输入信号；输入激励包括DUT在各种工作或停止工作模式之间切换的控制信号。连接DUT输出至音频分析仪的模拟分析部分。

下一步，选择分析仪的A加权滤波(建议)或非加权22Hz至22kHz滤波器，将测量带宽限制在音频范围内。请注意，示波器的快速高电平瞬变并不表明有多少能量出现在音频频带内。人耳对扬声器或耳机瞬变信号的频率响应很有限。因此，增加A加权滤波(图4)更有利于分析，因为这样增强了人耳敏感的频率分量。某些音频分析仪不能选用A加权，这种情况下，应限制人耳频率响应的带宽。音频测试设备中常用的限制带宽是22Hz至22kHz，带宽限制滤波器大概能达到20kHz的平坦响应(通常为人耳的上限)。

设置检测器为峰值读数(而不是RMS值)，设置检测器采样为每秒32次。对于我们要采集的瞬变等信号，RMS检测没有作用。系统2分析仪支持更高的采样率，而每秒32次采样率能够从系统1音频分析仪获得同等的测量选项。 (每秒32次采样率是系统1模型中最快的采集设置。) 禁用音频分析仪的范围自动调整电路，手动选择能够精确跟踪预期的峰值信号幅度。系统1和系统2分析仪的范围为1倍至1024倍(0至60.21dB)，步长4倍(12.04dB)。为实现精确测量，建议音频放大器咔嗒声测量的起始点采用1X/Y范围。

采用低频方波驱动SHDN引脚，以便进行重复测量。SHDN循环频率低于音频频带，周期应足够长，以确保能够采集到所有的打开和关断事件(某些型号具有较长的开启延迟)。Maxim通常选择0.5Hz周期。

工作和关断之间出现瞬变时，分析仪的直方图选项能够轻松监控DUT瞬变。可以很容易地确定峰值电压，测量期间能够迅速复位直方图。峰值电压以dBV (相对于1V的dB值)进行记录。这一指标为K_CP。

测试设备的重要性

上述测试方法能够支持类似器件的对比，产生可重复的客观结果。测试设备最好能够对任何大小的输入保持线性响应。例如，测试1mV冲击响应时的峰值读数应比同样脉冲宽度的100mV冲击相应低40dB。 (参见附录的测试瞬变校准)。

带有外部滤波的示波器完全可以用在这一咔嗒声测量方案中。但是，经验表明高质量耳机放大器的咔嗒声电平典型值在毫伏范围，这对于大部分示波器来说要想进行精确测量具有一定难度。可以采用示波器测试大功率放大器等电压较高的设备。

平均值重复测试

同一型号的不同器件可能产生不同的测试结果。因此，在判定某型号性能之前应测试多个器件以均衡这种差异。对于设计合理的直流耦合耳机放大器，大部分咔嗒声与输入失调电压成正比，除非经过均衡(或以别的方式消除)，不同器件的输入失调电压存在一定差异。全面测试某一型号时，为确保结果的一致性，应多次测量每一工作模式的瞬变。然后，计算平均值。如果器件即将投入使用，建议进行多次测量。测试立体声或多通道产品的所有通道。

建立绝对电压电平

应根据放大器的实际应用来规定咔嗒声的绝对电压电平。例如，假定一个设备关断时产生-50dBV的瞬变。如果DUT是一个50W/8的功率放大器，满量程为+29dBV。这样，该放大器可察觉到的咔嗒声与最大峰值电压之比为：

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