The amplifier and speaker spec impact on audio performance 放大器與喇叭的規格對於音頻訊號的影響

當Codec的DAC轉出音頻訊號後，需要經過放大器來增強訊號，再透過喇叭將電能轉為聲能，才能發出聲音。要有好的聲音品質需要注意放大器與喇叭的規格，下面列出一些要注意的規格。

Class-D amp 放大器

Class-D amplifier給speaker的最大輸出功率計算，當VDD=5V，在最理想的情況下，輸出電壓Vrms= 5Vx0.707= 3.535V ，當speaker阻抗在8ohm的情況下，輸出功率為V²/R=3.535²/8=1.562W。在4ohm的情況下，可以輸出3.124W。下圖為TI AIC3262 Class-D Amp output spec，它的最大輸出Vrms=3.46V,輸出功率為1.41W，這是在失真10%時量到的數據，如果增加amp的輸出功率，失真度就會超過10%。另外還有幾個影響輸出信號品質的數據，SNR 、THD+N、PSRR。

1.SNR ：訊號與雜訊的比率，在放大倍率為6dB (Vo/Vi=2, 20log2=6dB)的條件下, 量測SNR數
                值越大，表示音頻的雜訊越小。
2.THD+N：總諧波失真+Ｎ，就是總諧波失真加上雜訊後與訊號的比值，等於把SNR也考慮
                 進去。比值會小於1，再取log，所以是負數。
3.PSRR：電源抑制比，當放大器的電源輸入端出現雜訊時，會產生多少比例的雜訊在放大器
                 輸出端，表示這個放大器抗電源雜訊的能力，數值越大越好。
4,Po      ：最大輸出功率，這需要考慮量測的條件，尤其是在不同的放大倍率與THD+N數值的
                 情況下。另外在設定放大器的輸出功率時，需要考慮後級speaker的power rating，
                 輸出功率大於後級的power rating時，有可能會燒掉speaker。

Speaker喇叭
Speaker的規格書上，我主要看它的幾個參數，dimension, impedance,Power rating,lowest resonant Frequency, S.P.L, FR , distortion.

1.Dimension：在物理條件的限制下，一個Speaker的尺寸大小直接影響它的聲音表現。小尺寸                                的喇叭，很難在低音方面能有表現。

2.Impedance：P=V²/R, 當放大器輸出電壓固定的情況下，阻抗越低，能產生的功率越大。但

                       相對的，消耗的電流也會增加。

3.Power rating：喇叭能承受的功率，如果輸出過大的功率給喇叭，是會造成喇叭燒掉的。

而且越大功率的喇叭，不代表能產出的聲音比較大

4.Lowest resonant frequency：最低共振頻率點，這表示喇叭的低頻點，在這個頻率點，喇叭的   阻抗最大。
5.Output Sound Pressure：SPL表示聲壓大小，需要參考它的測試條件。在下面規格書的例子
是提供1W給speaker，可以在距離0.5m處，量到81dB的聲壓。供不同的瓦數

、在不同的距離量測，量到的聲壓也不同。這個數據也表現出這個speaker在
電能與聲能的轉換效率。

6.Frequency Range：表示speaker輸出的頻寬，在下面規格書的例子是量測每個頻率點的SPL，                               要能大於Average SPL-10dB，才算是在頻帶內。
7.Distortion  ：失真度，下面的例子是供speaker 1W，量測1Khz頻率點，失真最多為5%。如果                                提供超過1W的能量給Speaker，失真度就可能超過5%。

上圖為speaker的頻率響應圖，可以看出在頻帶450~20kHz，SPL都在70dB以上。但由於speaker

的最低共振頻率點為900Hz，所以900Hz以下的頻率點，失真度都會過高。

Reference

1.http://www.ti.com/product/tlv320aic3262
2.http://www.endrich.com/es/55825/altavoces+din%C3%A1micos?prodnav=2_55825