如果排查的思路對(duì)你有幫助，請(qǐng)記住 消雨匆匆 。 碼字和排查很累，僅此而已 ，硬件不是抄電路，拿烙鐵，懂點(diǎn)軟件，細(xì)致分析，找問(wèn)題和破案搜集線(xiàn)索是一樣的。

PS：硬件知識(shí)也可以性感

目錄

一、問(wèn)題引出：

二、幾個(gè)術(shù)語(yǔ)

三、喇叭燒毀的問(wèn)題分析

四、功放的選擇：

五、功放+喇叭波形測(cè)量

六、問(wèn)題解決

一、問(wèn)題引出：

前些天，有個(gè)人問(wèn)我，為什么他設(shè)計(jì)的功放電路老是把喇叭燒壞了?

對(duì)方是一個(gè)2.5年工作經(jīng)驗(yàn)的硬件工程師，我就問(wèn)了幾個(gè)問(wèn)題：

1、喇叭的功率你怎么選的，阻值多少?你是不是只關(guān)注響度了

2、驅(qū)動(dòng)電路采用的功放是哪一類(lèi)的?測(cè)試過(guò)功放的后級(jí)波形嗎?

3、是單端輸入?單聲道，雙聲道?

當(dāng)然，對(duì)方搖搖頭，那我已經(jīng)理解了對(duì)方應(yīng)該是抄電路的小新人硬件了。

二、幾個(gè)術(shù)語(yǔ)

單聲道：就是把相關(guān)的所有音頻信號(hào)壓縮后， 用一種音軌播放的處理方式;

雙聲道：就是把相關(guān)的所有音頻信號(hào)壓縮后，把音頻分高音音軌和低音音軌分別用

兩個(gè)音軌(左、右聲道)播放，以模擬空間聲音立體效果的處理方式。

左聲道：一般是把相關(guān)的低音頻區(qū)信號(hào)壓縮后經(jīng)此音軌播放人聲對(duì)白、譯音大多在此。

右聲道：一般是把相關(guān)的高、中音頻區(qū)信號(hào)壓縮后經(jīng)此音軌播放，以求聲音播放圓潤(rùn)。

立體聲：除用左、右聲道音軌播放外，經(jīng)對(duì)聲音進(jìn)行深層的分析剝離處理后，又增加了

中置音頻和重低音音頻音軌，經(jīng)此處理方式后，聲音播放的聽(tīng)覺(jué)更加清晰圓潤(rùn)

并且能夠準(zhǔn)確的判斷出聲音的定位。使 人如同身臨其境。

三、喇叭燒毀的問(wèn)題分析

這個(gè)和喇叭燒壞并沒(méi)有直接聯(lián)系，喇叭燒壞主要還是因?yàn)楣β实膯?wèn)題，如一款3W/8歐姆,如果長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)了功率值，在一批產(chǎn)品中就會(huì)出現(xiàn)喇叭被燒毀的可能。以下是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的描述：

***根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，功率有兩種標(biāo)注方法：額定功率(RMS：正弦波均方根)與瞬間峰值功率(PMPO功率)。前者是指在額定范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)一個(gè)8Ω揚(yáng)聲器規(guī)定了波形持續(xù)模擬信號(hào)，在有一定間隔并重復(fù)一定次數(shù)后，揚(yáng)聲器不發(fā)生任何損壞的最大電功率;后者是指揚(yáng)聲器短時(shí)間所能承受的最大功率。

美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)于1974年規(guī)定了功率的定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：以?xún)蓚€(gè)聲道驅(qū)動(dòng)一個(gè)8Ω揚(yáng)聲器負(fù)載，在20～20000Hz范圍內(nèi)諧波失真小于1%時(shí)測(cè)得的有效瓦數(shù)，即為放大器的輸出功率，其標(biāo)示功率就是額定輸出功率。

以下是我找到的國(guó)標(biāo)描述：

代替了原來(lái)的GB9396，里面的描述

這里正弦電壓的描述，其實(shí)應(yīng)該是揚(yáng)聲器交流功率計(jì)算中的最大交流有效電壓，即RMS值，為什么這么認(rèn)為?因?yàn)槔仁枪β势骷糜行е祦?lái)衡量應(yīng)該也是正確的。

然后就是功放了。

四、功放的選擇：

市面上的功放芯片太多了，TI的TDA，還有其他的PCM這種，具體還有A類(lèi)，B類(lèi)，AB類(lèi)，D類(lèi)等。這些區(qū)別如下參考：

A類(lèi) B類(lèi) AB類(lèi) D類(lèi)功放的區(qū)別，有什么不一樣你們知道嗎?

首先根據(jù)功放不同的放大類(lèi)型可分為：Class A(A類(lèi)也稱(chēng)甲類(lèi))、Class B(B類(lèi)也稱(chēng)乙類(lèi))、Class AB(AB類(lèi)也稱(chēng)甲乙類(lèi))、Class D(D類(lèi)也稱(chēng)數(shù)字類(lèi))。()以上都是汽車(chē)上常見(jiàn)的功放器。

1、純甲類(lèi)功率放大器　　純甲類(lèi)功率放大器又稱(chēng)為A類(lèi)功率放大器(Class A)，它是一種完全的線(xiàn)性放大形式的放大器。在純甲類(lèi)功率放大器工作時(shí)，晶體管的正負(fù)通道不論有或沒(méi)有信號(hào)都處于常開(kāi)狀態(tài)，這就意味著更多的功率消耗為熱量，但失真率極低。純甲類(lèi)功率放大器在汽車(chē)音響的應(yīng)用中比較少見(jiàn)，像意大利的Sinfoni高級(jí)系列才有這類(lèi)功率放大器。這是因?yàn)榧兗最?lèi)功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，但音響發(fā)燒友們對(duì)它的聲音表現(xiàn)津津樂(lè)道。

2、乙類(lèi)功率放大器　　乙類(lèi)功率放大器，也稱(chēng)為B類(lèi)功率放大器(Class B)，它也被稱(chēng)為線(xiàn)性放大器，但是它的工作原理與純甲類(lèi)功率放大器完全不同。B類(lèi)功放在工作時(shí)，晶體管的正負(fù)通道通常是處于關(guān)閉的狀態(tài)除非有信號(hào)輸入，也就是說(shuō)，在正相的信號(hào)過(guò)來(lái)時(shí)只有正相通道工作，而負(fù)相通道關(guān)閉，兩個(gè)通道絕不會(huì)同時(shí)工作，因此在沒(méi)有信號(hào)的部分，完全沒(méi)有功率損失。但是在正負(fù)通道開(kāi)啟關(guān)閉的時(shí)候，常常會(huì)產(chǎn)生跨越失真，特別是在低電平的情況下，所以B類(lèi)功率放大器不是真正意義上的高保真功率放大器。在實(shí)際的應(yīng)用中，其實(shí)早期許多的汽車(chē)音響功放都是B類(lèi)功放，因?yàn)樗男时容^高。

3、甲乙類(lèi)功率放大器　　甲乙類(lèi)功率放大器也稱(chēng)為AB類(lèi)功率放大器(Class AB)，它是兼容A類(lèi)與B類(lèi)功放的優(yōu)勢(shì)的一種設(shè)計(jì)。當(dāng)沒(méi)有信號(hào)或信號(hào)非常小時(shí)，晶體管的正負(fù)通道都常開(kāi)，這時(shí)功率有所損耗，但沒(méi)有A類(lèi)功放嚴(yán)重。當(dāng)信號(hào)是正相時(shí)，負(fù)相通道在信號(hào)變強(qiáng)前還是常開(kāi)的，但信號(hào)轉(zhuǎn)強(qiáng)則負(fù)通道關(guān)閉。當(dāng)信號(hào)是負(fù)相時(shí)，正負(fù)通道的工作剛好相反。AB類(lèi)功率放大器的缺陷在于會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)的交越失真，但是相對(duì)于它的效率比以及保真度而言，都優(yōu)于A類(lèi)和B類(lèi)功放，AB類(lèi)功放也是目前汽車(chē)音響中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)計(jì)?！b類(lèi)功放 AB類(lèi)D類(lèi)功放的區(qū)別及應(yīng)用

4、D類(lèi)功率放大器　　D類(lèi)放大器與上述A，B或AB類(lèi)放大器不同，其工作原理基于開(kāi)關(guān)晶體管，可在極短的時(shí)間內(nèi)完全導(dǎo)通或完全截止。兩只晶體管不會(huì)在同一時(shí)刻導(dǎo)通，因此產(chǎn)生的熱量很少。這種類(lèi)型的放大器效率極高(90%左右)，在理想情況下可達(dá)100%，而相比之下AB類(lèi)放大器僅能達(dá)到78.5%。不過(guò)另一方面，開(kāi)關(guān)工作模式也增加了輸出信號(hào)的失真。D類(lèi)放大器的電路共分為三級(jí)：輸入開(kāi)關(guān)級(jí)、功率放大級(jí)以及輸出濾波級(jí)。D類(lèi)放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下可以采用脈寬調(diào)制(PWM)模式。利用PWM能將音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)一個(gè)比較器將音頻信號(hào)與高頻三角波進(jìn)行比較，當(dāng)反相端電壓高于同相端電壓時(shí)，輸出為低電平;當(dāng)反相端電壓低于同相端電壓時(shí)，輸出為高電平。

在D類(lèi)放大器中，比較器的輸出與功率放大電路相連，功放電路采用金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)替代雙極型晶體管(BJT)，這是由于前者具有更快的響應(yīng)時(shí)間，因而適用于高頻工作模式。D類(lèi)放大器需要兩只MOSFET，它們?cè)诜浅６痰臅r(shí)間內(nèi)可完全工作在導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)下。當(dāng)一只MOSFET完全導(dǎo)通時(shí)，其管壓降很低;而當(dāng)MOSFET完全截止時(shí)，通過(guò)管子的電流為零。兩只MOSFET交替工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的開(kāi)關(guān)速度非?？?，因而效率極高，產(chǎn)生的熱量很低，所以D類(lèi)放大器不需要很大的散熱器。

D類(lèi)功放還有其它許多的稱(chēng)法，如T類(lèi)等，它們都是D類(lèi)功放的一種變形。在實(shí)際應(yīng)用中，直到1980以后，由于MOSFET的出現(xiàn)，這種開(kāi)關(guān)式功放才得以迅速發(fā)展。在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，雖然有高效率，但同時(shí)也有高失真，高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術(shù)的發(fā)展，這類(lèi)缺陷將越來(lái)越少，估計(jì)未來(lái)D類(lèi)功放在汽車(chē)音響領(lǐng)域中會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

這里將依照一般常見(jiàn)的所謂A類(lèi)、AB類(lèi)、D類(lèi)的功放分類(lèi)法，為讀者一一介紹這些功放的運(yùn)作模式與特性。

A類(lèi)：聲音是一種波形訊號(hào)，所以功放放大聲音訊號(hào)，也就等于提升波形的振幅。在A Class功放中，只要通入電源后，每一放大組件都會(huì)隨時(shí)保持著充足的電力供應(yīng)，以放大每一個(gè)完整的聲音波形，因此，A類(lèi)功放聲音甜美、自然、寫(xiě)真，可不是空穴來(lái)風(fēng)!不過(guò)，由于A Class功放就算在沒(méi)有訊號(hào)輸入時(shí)，放大組件也依然保持高耗電狀態(tài)，許多電力會(huì)轉(zhuǎn)成熱能浪費(fèi)掉，因此耗電兇、輸出功率低、運(yùn)作溫度高，都是它的缺點(diǎn)，用來(lái)聆賞音質(zhì)很適合、用來(lái)推動(dòng)需要大功率的超低音可就有些不智了。

AB類(lèi)：AB類(lèi)功放是將放大組件分成兩部份，其一放大聲音訊號(hào)波形的正弦波、另一ab類(lèi)功放。

AB類(lèi)D類(lèi)功放的區(qū)別及應(yīng)用

放大負(fù)弦波，而當(dāng)放大正弦波的放大組件努力工作時(shí)，另一半負(fù)責(zé)放大負(fù)弦波的放大組件就可以只通過(guò)微量待機(jī)電流作休息，反之亦然，因此AB Class功放在耗電量、輸出功率的表現(xiàn)上，都比A Class好上許多。不過(guò)，AB類(lèi)功放會(huì)面臨到聲音訊號(hào)正弦波、負(fù)弦波結(jié)合的問(wèn)題，處理不好的產(chǎn)品有可能發(fā)生“交越失真”、減抑音質(zhì)的表現(xiàn)。還好當(dāng)今汽車(chē)音響功放制造技術(shù)都很先進(jìn)，避免交越失真的技術(shù)已經(jīng)成了基本條件，讓AB類(lèi)功放在音質(zhì)、功率輸出上都有令人滿(mǎn)意的表現(xiàn)!

D類(lèi)：D類(lèi)功放是采用一種“交換式放大”的方法運(yùn)作，也就是以高于聲音訊號(hào)頻率至少兩倍以上的速度，作電力輸出開(kāi)與關(guān)的控制，因此D Class功放消耗電能的量非常少，幾乎90%以上的電能都能用在驅(qū)動(dòng)喇叭的功率上，用來(lái)驅(qū)動(dòng)需要大功率的超低音系統(tǒng)再適合不過(guò)。但是，由于D類(lèi)功放開(kāi)與關(guān)的放大原理，難免出現(xiàn)聲音高頻粗糙的現(xiàn)象，用來(lái)推中、高音喇叭就不太利于音質(zhì)表現(xiàn)了?！　〕薃類(lèi)、AB類(lèi)、D類(lèi)功放外，其實(shí)還有B類(lèi)、T類(lèi)、G類(lèi)運(yùn)作原理的功放存在，只是它們?cè)谄?chē)音響中相當(dāng)稀有。

五、功放+喇叭波形測(cè)量

無(wú)論哪種功放，功放的輸出端都有一個(gè)包絡(luò)波形

(這個(gè)波形先放著，我哪天測(cè)試再附上)

D類(lèi)輸出的是一個(gè)PWM，一個(gè)功放在播放語(yǔ)音的時(shí)候是雜亂的，但是如上面描述，可以輸出正弦波來(lái)測(cè)試，這樣就可以再示波器上看到正弦波的信號(hào)，從而知道峰峰值，從而知道有效值，再去結(jié)合喇叭的電阻來(lái)計(jì)算功率。

P=Urms2/R Urms=Umax/根號(hào)2

這里還需要注意峰峰值還要除以2(因?yàn)樽饔迷诶壬鲜遣钅Ｐ盘?hào))，才是最大值，因?yàn)榉宸逯翟谑静ㄆ魇菍?duì)稱(chēng)的，作用在喇叭上是一半。

測(cè)試方法，示波器兩個(gè)探頭，第一通道，第二通道，兩個(gè)通道接地，第一通道和第二通道分別測(cè)試?yán)鹊膬蓷l線(xiàn)，使用數(shù)學(xué)進(jìn)行相減，就是峰峰值。

例子：

(后續(xù)補(bǔ)充示波器圖)

這里還有提醒注意一下功放對(duì)喇叭電阻的影響輸出功率，以下摘自一顆芯片的描述

六、問(wèn)題解決

最終那個(gè)小伙伴測(cè)試了輸出功率，果然在正常播報(bào)語(yǔ)音的時(shí)候在正常值，但是對(duì)個(gè)別發(fā)音詞的時(shí)候已經(jīng)超出了喇叭額定標(biāo)稱(chēng)的2倍，通過(guò)修改功放輸入端波形的音量大小修改了后，問(wèn)題解決

當(dāng)然，你也可以不修改功放輸入波形，改增益GAIN，也可以解決。