一切内含音频功率扩大器的电子设备，例如立体声电视机以及多通道AV接收机，一般都有一个重要的目标，即输出功率，该目标是指所能供给的最大音量，这关于许多顾客来说是一个重要的目标。而关于制作商来说，要考虑的就不单是输出功率，还要考虑在最坏状况下都能确保功用正常的热安稳性。关于这方面的测验规范会因不同公司而异。
一般用两种扩大器为电视机供给输出功率，即AB类和D类扩大器。向D类扩大器的过渡首要是因为平板电视（LCD或等离子）的需求，因为在这类机子空间有限，因而散热是一个问题。现在的测验规范是当年只要AB类扩大器时所开发的规范，本文将评论该规范是否仍适用于D类扩大器。
最大输出功率
最大输出功率指的是在给定的时刻内，以及在指定的频率和总谐波失真（THD）规模内扩大器所能供给的总功率。例如，美国联邦交易委员会（FTC）规则的功率测验办法中，要求用1kHz的正弦波、以规则输出功率的1/8对扩大器进行一个小时的预热。然后，扩大器有必要可以接连5分钟供给规则功率，当然，有必要是在规则的THD和频率规模内。负载一般是一个4Ω或8Ω的电阻器，具体用哪一个取决于标称的扬声器阻抗。
因为绝大多数的电视机都没有外接扬声器的端口，因而没有办法测验功放的输出，因而也就没有功率丈量的规范。一般标定功率的测验办法是，选用1kHz的信号，以10%的THD，至少接连10分钟。
热安稳性
该测验用来验证整个设备的热功用。测验时，将设备放入一个规则的最高环境温度（一般为40℃）的测验间内进行。在设备内部温度将会升高，这就使得扩大器要承受更高的环境温度。运用设备本身的扬声器作为负载。可以选用不同起伏及不同波形的测验信号进行测验，这将鄙人一段中评论。
该测验需求几个小时。丈量运用红外温度计或热电偶，但丈量值与安全规范中规则的目标进行比较，例如最高PCB温度和结温。要经过热安稳性测验，无论是扩大器仍是扬声器都不能有任何的损坏。该功用测验经过评价温度特性来查看潜在的损坏。
测验信号
该热安稳测验企图模仿一个最坏状况下的真实状况，这种状况将会导致DVD和电视广播中的音频拖尾（audio track）。为了在每次测验中确保相同的测验成果，工程师应该运用规范的测验信号。一旦终究条件确认好后，它还应该供给安稳的温度读数。
正弦波可以供给安稳的读数，但因为其起伏随时刻改动，因而无法模仿节目内容，如音乐或语音。节目信号的起伏应该是全规模信号，从静音到过驱动（削波）。可以用峰值因数（crest factor）来很好地描绘节目信号的起伏失真，该因数是音乐或语音信号的峰值功率和均匀功率的比值，单位用dB表明。
前面评论的都是源信号，还没有触及到咱们所重视的扩大器输出信号的热评价问题。信号链上不光有必要有音量和声响操控，以便答应有足够大的增益，还要有约束峰值输出电压的固定电源。因而，当或人调高音量时峰值因数将会改动：因为峰值被约束住了，而均匀功率仍在升高，因而峰值因数将会下降（这与扩大器的输入信号的改动不同）。最低的峰值因数取决于顾客所能承受的失真巨细和设备的最大增益设置。在任何消费类运用中，抱负的最坏状况测验都是指峰值因数最低。
相同，扬声器制作商也现已研讨过适宜的测验信号，扬声器有必要在处理扩大器的输出信号时没有损坏和严峻失真。绝大多数的制作商选用的是IEC268-5规范，其间规则的测验信号为：粉红噪声信号，即滤波后（即经过40Hz的高通，5kHz的低通滤波，滤波器为2阶滤波器）的各种频率散布，来复原音乐声的长时刻频率散布（图1）。
图1：IEC268-5噪声谱密度。
IEC268-5所规则的测验信号的峰值因数为6dB，这是最坏状况下的目标。运用该信号扬声器所能处理的均匀功率称作为“接连功率”，不过绝大多数制作商都发布了“节目功率（program power）”，该功率比前者高3dB，用一个接连的信号（顺次循环地通一分钟，断一分钟）测验。故扬声器可以处理具有9dB峰值因数的削波信号。
峰值因数中所触及的峰值功率，指的是扩大器供给的峰值功率。扩大器的额外输出功率用3dB的正弦波丈量，因而，扬声器的长时刻功率处理才能为6dB，小于扩大器的额外功率。用于整个设备的最坏状况下的长时刻测验信号是IEC268噪声，其RMS功率比峰值输出功率低9dB，比最大正弦波功率低6dB，这是正弦波测验仪器的最大输出功率。
当考虑扩大器的热规划时，没有理由要求处理比扬声器规则值更大的功率。集成扩大器一般有热维护，故会发生的最坏状况是没有声响，这会在扩大器从头冷却下来后主动复位。因为扬声器过载会导致永久性的损坏，将扩大器的热约束设置到一个较低水平实践上是维护扬声器的一个有用手法。
扩大器的分类
电视机中可以选用两种音频扩大器，即AB类和D类。咱们要剖析一下这两种类型的扩大器在上述的测验中的具体表现。AB类扩大器是一个低本钱的重负荷处理方案，但其功耗太大，并需求体积很大的散热器。D类扩大器具有较高的功率，但缺陷是价格太高。不过这一点因需求采纳的散热办法少（散热器小，或许就无需散热器）以及IC的体积较小所补偿。不过，体系依然需求经过热测验，故测验战略决议扩大器的本钱。
为了简化比较，假定两种扩大器的都是FET，而不是双极输出晶体管。关于指定的电源电压（VCC）、负载 （RI）和RDSON（输出晶体管全导通的阻抗）来说，最大输出电压关于两种类型是相同的，因为这是最大的输出功率。别的还假定一个桥接负载（BTL）输出，即输出电流流过两个晶体管且RDSON加倍（图2）。
图2：BTL扩大器输出级。
关于不同类型的扩大器来说功耗不同极大。让咱们从直流剖析开端，输出电压为Ua （则输出功率P=Ua2/RI）：
AB类：
Dab =［（ Ua/ RI） * （VCC-Ua）］ + IQ *VCC
发生的功率为输出电流与输出电阻器上的电压降的乘积。
D类：
Dd = （Ua/RI） 2 * 2*RDSON + IQ* VCC
发生的功率首要由阻性损耗构成，（输出电流）2 * R
两种扩大器都有一个常系数：即IQ * VCC，其间IQ为静态电流。AB类扩大器用该电流来减小穿插失真，而D类扩大器中，该电流代表开关损耗。两种扩大器中该电流的起伏相同。
经过仿真可以进行进一步剖析。考虑常见的电视运用，既选用12V的电源，8Ω的扬声器，并选用下列的参数数据：
VCC= 12 V
RI = 8 Ω
RDSON = 0.3 Ω
IQ = 0.02 A
首先要确认功率，由下面的方程来核算：
图3图示了正弦波的功率，还给出了输出信号的失真。该失真由削波引起，反过来也可以说，由约束的电源引起。
图3：功率与输出功率的联系。
下列方程被用来核算最大输出电压幅摆：
在10%的THD时，输出功率为10W，这是体系规则的最大输出功率。
如图3中的图形所示，D类扩大器供给的功率与输出功率比要远高于AB类扩大器。在整个图中，D类扩大器只要在两个点上比AB类扩大器差：
零输入：两种扩大器耗费的都只要静态功率，假定两者相同。无限过载：输出现已成为方波，一直都是饱满的，关于AB类也是如此。在这一点上，两种扩大器具有相同的功率、功耗、输出功率（15.56 W）和失真（43.5%）。
因为功率关于电池供电的设备来说十分重要，故大部分的电池供电设备的规划师都对扩大器的功耗十分重视。图4给出了两种扩大器（注：输入用的是正弦波，增益可变）的功耗曲线。
图4：功耗与输出功率的联系。
在10W额外功率上，AB类和D类扩大器的功耗分别是2.53W和0.994W。在输入较低段，D类扩大器的功耗较低，而AB类扩大器的功耗却添加。这究竟与实践运用中有什么联系？什么时候扩大器被用于音乐或语音扩大？关于这一点，可以运用噪声信号进行很好的模仿，这种信号的起伏散布与音乐相似，并取得了共同的成果。
为了将成果与实践的收听景象和扬声器的功率处理才能进行比较，咱们有必要将x轴变量从功率改动成峰值因数。峰值因数反映了体系的均匀输出功率和峰值功率之间的联系，这儿峰值功率是15.56W。
抱负的噪声源的峰值因数为无限大：其起伏散布契合具有清晰差异但没有峰值电压约束的“正态散布”。当咱们把信号加入到输出信号被电源轨约束的仿真扩大器时，该散布将会改动。均匀（RMS）电压将跟着体系的增益的改动而改动。添加该RMS电压，则峰值因数将下降，因为峰值基准坚持不变。
在峰值因数较高时，削波现象很少发生，但当增益添加时，它却常常发生。图5显现了3dB峰值因数的噪声，此刻输出信号被严峻削波。
图5：具有3dB噪声的扩大器输出电压。
为了模仿，咱们不重视噪声的“色彩”，但在实践的测验中应选用IEC268-5信号，因为某些扩大器在高频时功率较低。
当咱们改动增益时，可以核算一切或许的峰值因数值（见图5）对应的功耗。
在音乐功率十分会集的15dB到12dB之间，被严峻削波，这将迫使绝大多数用户下降音量。9dB是扬声器制作商以为尚可承受的最差峰值因数，0dB时的输出则成了全方波。
在9dB处，将是进行热评价的最佳点， AB类扩大器的功耗为3.05W，D类为0.388W。两者的比值为3.05/0.388 = 7.86，而在进行功率测验时，该比值仅为2.53/0.994 = 2.55。这种模仿有一个重要的含义：关于AB类扩大器，热规划方面的应战在于怎么经过噪声测验。一旦扩大器规划可以每通道吸收3.05W，则在每通道2.53W功耗的输出功率上不会有太多的热规划问题。额外输出功率可以永久确保。
因为在两种测验中所得到的功耗相相似，故在实践运用中选用正弦波进行输出功率和热测验。当然，尽管选用正弦波信号的测验比较简单树立，不过所发生的功耗将比主张的噪声测验要低一些。
图6
换言之，选用正弦波进行热评价时，会导致AB类扩大器的功率处理才能比相同瓦数的扬声器要低。而关于D类扩大器，该状况将相反。噪声测验发生0.338W的功耗，而在额外输出功率上实践功耗是1W，相差2.56倍之多。所以，选用什么信号进行热评价，将会导致十分大的不同。
假如在D类扩大器热评价中运用正弦波，将导致体系过大，然后添加本钱，因为：IC供货商需求较大的芯片面积来减小RDSON，这是影响功率的首要因素之一；要求D类扩大器的封装较大，以便取得结与PCB或散热片之间的较小热阻。
制作商需求供给较小的散热片或多层PCB板，以完成较小的Rthja，即结与环境温度之间的热阻。
假如运用PCB本身作为散热片，需求细心地布线，应选用大面积的接连敷铜面。因为铜皮要搬运热量，故层间应该用多个杰出的过孔衔接。
老化测验
有时候热评价中需求进行更为严厉的测验，即老化（Burn-In）测验。该测验中，将音频处理器可以供给的最大电压加到功率扩大器的输入端，使输出信号变成一个像方波似的信号。在本文的比如中，扩大器每个通道的测验功耗高达1.41W，而且与AB类扩大器没有太大的不同。要经过这样的测验，D类扩大器要求比噪声测验中高3.6倍的冷却作用。
本文小结
电视机从CRT到平板的转化要求选用较小的具有较低热功耗的扩大器，因而有了D类扩大器。即便是选用传统的正弦波测验，在新规划中也能将热削减2.5倍。
工程师有必要处理新的应战，即处理EMI，规划输出滤波器，并选用具有冷却外垫的小型扩大器封装。为了提醒一切潜在的节约本钱的办法，包含选用D类扩大器，现在有必要从头考虑测验办法。下面是主张选用的测验办法：选用中止突发形式检测输出功率，加满功率的正弦波，时刻长度刚好能取得THD值；运用噪声信号或实践运用的最坏状况（语音或音乐）来检测热功用。后者需求配以增益设置，以约束扩大器的削波，使得即便是在满音量时也能得到可承受的声响作用。
