便攜式設(shè)備中的無源元件對音頻質(zhì)量的影響

在音頻電路設(shè)計中通常采用無源元件設(shè)置增益，提供電流偏置和電流退耦，并用來分隔相對獨立的直流電路模塊。而對于便攜式音頻設(shè)計，因為受到空間、高度和價格的限制，必須采用小封裝、低高度和低價格的無源元件。

1 非線性的來源

電容器和電阻器都具有電壓系數(shù)，就是說如果在其兩端施加不同的電壓時其物理參數(shù)會發(fā)生變化。例如，一個在零電壓下精確阻值為1.00kΩ的電阻器，如果施加10V的端電壓，那么，它的阻值將變?yōu)?.01kΩ。電壓系數(shù)的影響程度取決于元件的類型、結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分（對于電容器）。有些生活廠家會提供元件的電壓系數(shù)曲線圖，給出標(biāo)稱電壓百分比和標(biāo)稱電容器百分比的關(guān)系曲線。新一代薄膜電阻器具有非常好的電壓系數(shù)，實驗室條件下很難測量其誤差。電容器則不同，從以下幾方面來看將會限制音頻性能。

●電壓系數(shù)。

●介質(zhì)吸收（DA）：一個看似完全放電的電容器仍然會有極少量的電荷殘留。

●等效串聯(lián)阻抗（ESR）：這是一個與頻率相關(guān)的參數(shù)，一個經(jīng)串聯(lián)耦合電容器驅(qū)動的低阻抗耳機或擴音器，由于耦合電容器存在ESR將會限制最大輸出功率。

●顫噪效應(yīng)：有一些電容器具有有顯著的壓電效應(yīng)，但它受到外部壓力彎曲時，會在兩端產(chǎn)生相應(yīng)的電壓輸出。

圖2

    ●公差：對于多數(shù)大容量的電容器（幾微法或者更高），一般很少標(biāo)注公差值。而電阻器的公差一般為1%~2%。

下面介紹一種測試方法，同時也包括簡單的測試電路。從音頻測試設(shè)備顯示結(jié)果來看，要吧清楚地量化音頻信號電路的電容器非常線性對音頻質(zhì)量的影響。我們的目的主要是提醒讀者注意這種現(xiàn)象，仔細(xì)觀察這種有代表性的結(jié)果，并且提供一種有效的測試和比較方法。

2 測試方法

電容器的非線性交流效應(yīng)比較容易發(fā)現(xiàn)。如果以模擬音頻電路的頻率響應(yīng)來劃分，最基本的濾波器包括高通、低通和帶通三種，這些濾波器的非線性特性是真實的并且是可以量化的。

考慮一個簡單的高速RC濾波器（見圖1）。當(dāng)輸入信號頻率高于它的-3db截止頻率時，電容器相對于電阻器來說具有很低的阻抗。如此高頻的交流信號在電容器兩端會產(chǎn)生非常小的壓差，那么電容電壓系數(shù)的影響就可以忽略。但是電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）與輸入信號電流的乘積會在電容器上產(chǎn)生相應(yīng)的壓降，必須注意ESR的非線性會增大電路的總諧波失真（THD）。

    當(dāng)信號頻率接受或等于-3db截止頻率的總諧波失真（THD），這種測試突出了電容器電壓系數(shù)的非線性特性對THD的影響。測試電路基于一個-3db截止頻率為1kHz的高通RC濾波器。當(dāng)我們選擇不同結(jié)構(gòu)、不同材料及不同類型的電容器時，在音頻分析儀上觀察THD的變化情況。我們選擇了多種類型的1μF的電容器進(jìn)行測試。配合150Ω的負(fù)載電阻器，構(gòu)成一個標(biāo)稱截止頻率等于1kHz的耳機濾波器。需要注意的是電容器兩端沒有額外的直流偏置，輸入/輸出具有同樣的直流電位。

3 不同電容器的測量結(jié)果

圖2給出上述電路的THD+N與頻率的關(guān)系曲線，圖（a）選用的是聚酯電容器，額定電壓為25V的通孔聚酯電容器并不適用于便攜式設(shè)備。從該圖可以清楚地看出電容器電壓系數(shù)對總諧波失真THD的影響。注意聚酯電容器將導(dǎo)致1kHz頻率以下THD的升高，實際輸出信號減小。另外，我們注意到頻率高于1kHz以后聚酯電容器造成的影響非常小，TND+N指標(biāo)只是略微高于參考值。

便攜式設(shè)備中大量使用鉭電容器，耳機放大器的隔直流電容通常要在幾個μF以上。圖(b)

是另外一個THD+N與頻率的關(guān)系曲線，它包含一個傳統(tǒng)的通也鉭電容器測試曲線和三個普通

的表貼型鉭電容器測試曲線。所有電容器的容值都是1μF，所不同的只是物理尺寸和額定

電壓（請參考表1）。注意測試時沒有施加直流偏置電壓。

在音頻電路中經(jīng)常采用陶瓷電容器作為交流耦合元件，在低頻提升和濾波電路中也大量使用。圖2(C)所示測試曲線類似于圖2(b)，所不同的只是采用了表2給出的三種陶瓷電容器做測試。

表1 三種表貼型鉭電容器的參數(shù)

電容值/μF	尺寸L 關(guān)鍵詞： 消費電子 消費電子 評論 我來說兩句…… 驗證碼： 相關(guān)推薦 科技品牌正在將人工智能引入您的設(shè)備中——無論您是否要求 消費電子 AI 消費電子 | 2024-04-26 通脹沖擊消費電子終端買氣，2022年DRAM模組廠營收年減4.6% 網(wǎng)絡(luò)與存儲 消費電子 DRAM 模組 | 2023-10-25 3G無線視頻智能終端方案定制 merays123 | 2013-05-17 EEPW 2006年精選實用電子設(shè)計100例第三部分-消費電子 資源下載 EEPW 2006年 實用電子設(shè)計 消費電子 | 2007-03-15 Apple及A的故事 資源下載 Apple 消費電子 制勝之道 時尚理念 更新速度 | 2009-04-12 機頂盒 設(shè)計方案 機頂盒 消費電子 | 2014-12-31 游戲設(shè)備 設(shè)計方案 游戲設(shè)備 消費電子 | 2014-12-31 CES 2010：XSTREAMHD 展位的演示視頻 視頻 CES 消費電子 | 2010-01-18 DVD 設(shè)計方案 DVD 消費電子 | 2014-12-31 【Spirent有獎問答】將GPS集成到消費產(chǎn)品中 nakey | 2015-06-15 CES 2010：海信周厚健在CES高峰論壇發(fā)表主題演講 視頻 CES 消費電子 | 2010-01-18 Canalys：2023 年第四季度全球 PC 市場回暖，出貨量同比增長 3% 消費電子 消費電子 PC 市場分析 | 2024-01-15 CES 2010 宣傳片 視頻 CES 消費電子 | 2010-01-18 飛思卡爾展望智能本市場 視頻 freescale 消費電子 智能本 | 2010-02-10 全球GaN最新應(yīng)用進(jìn)展！ 國際視野 氮化鎵 第三代半導(dǎo)體 消費電子 | 2024-03-19 消費電子射頻(RF4CE)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)介紹 eaoogle | 2014-12-15 USB 設(shè)計方案 移動 消費電子 | 2014-12-31 便攜式播放器的電源方案 資源下載 媒體播放器 電源設(shè)計 消費電子 MP3 MP4 | 2008-01-03 IDC：2023 年中國藍(lán)牙耳機市場銷量反彈，同比增長 7.5%，開放式耳機大漲 130% 消費電子 無線耳機 消費電子 市場分析 | 2024-03-04 什么是AI筆記本電腦 - 你需要一個嗎？ 消費電子 AI 消費電子 | 2024-05-13 消費電子概述 資源下載 消費電子 | 2007-09-13 iPhone出貨量在連續(xù)三個季度下滑后 Q3同比已有增長 iPhone 蘋果 手機 消費電子 供應(yīng)鏈 | 2023-11-23 如何將GPS集成到消費產(chǎn)品中？（獲獎?wù)咭压迹?/a> nakey | 2014-12-26 字節(jié)跳動與博通合作開發(fā)先進(jìn)AI芯片 智能計算 AI 消費電子 字節(jié)跳動 | 2024-06-24 技術(shù)牛人對intel的22nm 3D工藝的解讀 dolphin | 2014-06-12 嵌入式Linux在消費電子領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用 下 視頻 嵌入式 Linux 消費電子 汽車電子 | 2009-10-26 ESD保護(hù)、終端和濾波 資源下載 周立功單片機 個人電腦 消費電子 多媒體人機接口 AN070203 | 2007-03-30 數(shù)碼相機 設(shè)計方案 消費電子 數(shù)碼相機 | 2014-12-31 IDC：華為超越蘋果成為 2023 年 Q4 中國平板電腦市場出貨量第一 消費電子 平板電腦 IDC 消費電子 | 2024-02-21 TechInsights：全球游戲機出貨量將在今年達(dá)到歷史新高，索尼力壓任天堂排名第一 消費電子 游戲機 消費電子 | 2023-08-28 上一篇：便攜式電子設(shè)備中的立體聲 下一篇：易控微網(wǎng)最新推出ECO-1000 遠(yuǎn)程GPRS無線配變監(jiān)測終端 技術(shù)專區(qū) FPGA DSP MCU 示波器 步進(jìn)電機 Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關(guān)電源 單片機 PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩(wěn)壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發(fā) 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機控制 藍(lán)牙 PLC PWM 汽車電子 轉(zhuǎn)換器 電源管理 信號放大器 關(guān)閉