在當(dāng)今的電子設(shè)備領(lǐng)域，音頻放大器扮演著至關(guān)重要的角色。所有內(nèi)含音頻功率放大器的電子設(shè)備，如立體聲電視機(jī)以及多通道 AV 接收機(jī)等，通常都有一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，即輸出功率，它代表著設(shè)備所能提供的音量，這對(duì)于消費(fèi)者的使用體驗(yàn)而言十分重要。而對(duì)于制造商來說，除了輸出功率，還要考慮在壞情況下都能保證功能正常的熱穩(wěn)定性。不同公司對(duì)于這方面的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也存在差異。
輸出功率指的是在給定時(shí)間內(nèi)，以及在指定的頻率和總諧波失真（THD）范圍內(nèi)放大器所能提供的總功率。例如，美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)（FTC）規(guī)定的功率測(cè)試方法中，要求用 1kHz 的正弦波、以規(guī)定輸出功率的 1/8 對(duì)放大器進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的預(yù)熱。之后，放大器必須能夠連續(xù) 5 分鐘提供規(guī)定功率，當(dāng)然，這必須是在規(guī)定的 THD 和頻率范圍內(nèi)。負(fù)載通常是一個(gè) 4Ω 或 8Ω 的電阻器，具體選用哪一個(gè)取決于標(biāo)稱的揚(yáng)聲器阻抗。然而，絕大多數(shù)的電視機(jī)都沒有外接揚(yáng)聲器的端口，因此無法測(cè)試功放的輸出，也就沒有功率測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。通常標(biāo)定功率的測(cè)試方法是，采用 1kHz 的信號(hào)，以 10% 的 THD，至少連續(xù) 10 分鐘。
熱穩(wěn)定性測(cè)試用于驗(yàn)證整個(gè)設(shè)備的熱性能。測(cè)試時(shí)，將設(shè)備放入一個(gè)規(guī)定的環(huán)境溫度（通常為 40℃）的測(cè)試間內(nèi)。在設(shè)備內(nèi)部溫度將會(huì)升高，這使得放大器要承受更高的環(huán)境溫度。使用設(shè)備本身的揚(yáng)聲器作為負(fù)載，可以采用不同幅度及不同波形的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。該測(cè)試需要持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，測(cè)量使用紅外溫度計(jì)或熱電偶，并將測(cè)量值與安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行比較，例如 PCB 溫度和結(jié)溫。要通過熱穩(wěn)定性測(cè)試，無論是放大器還是揚(yáng)聲器都不能有任何損壞。該功能測(cè)試通過評(píng)估溫度特性來檢查潛在的損壞。
熱穩(wěn)定測(cè)試試圖模擬一個(gè)壞情況下的真實(shí)情況，這種情況將會(huì)導(dǎo)致 DVD 和電視廣播中的音頻拖尾。為了在每次測(cè)試中保證相同的測(cè)試結(jié)果，工程師應(yīng)該使用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試信號(hào)。正弦波能夠提供穩(wěn)定的讀數(shù)，但因?yàn)槠浞入S時(shí)間變化，因而無法模擬節(jié)目?jī)?nèi)容，如音樂或語音。節(jié)目信號(hào)的幅度應(yīng)該是全范圍信號(hào)，從靜音到過驅(qū)動(dòng)（削波）?？梢杂梅逯狄驍?shù)來很好地描述節(jié)目信號(hào)的幅度失真，該因數(shù)是音樂或語音信號(hào)的峰值功率和平均功率的比值，單位用 dB 表示。
揚(yáng)聲器制造商大多采用 IEC268 - 5 標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定的測(cè)試信號(hào)為粉紅噪聲信號(hào)，即濾波后（經(jīng)過 40Hz 的高通，5kHz 的低通濾波，濾波器為 2 階濾波器）的各種頻率分布，來還原音樂聲的長(zhǎng)時(shí)間頻率分布（如圖 1 所示）。IEC268 - 5 所規(guī)定的測(cè)試信號(hào)的峰值因數(shù)為 6dB，這是壞情況下的指標(biāo)。使用該信號(hào)揚(yáng)聲器所能處理的平均功率稱作為 “連續(xù)功率”，不過絕大多數(shù)制造商都公布了 “節(jié)目功率”，該功率比前者高 3dB，用一個(gè)間斷的信號(hào)（依次循環(huán)地通一分鐘，斷一分鐘）測(cè)試。故揚(yáng)聲器可以處理具有 9dB 峰值因數(shù)的削波信號(hào)。
電視機(jī)中可以采用兩種音頻放大器，即 AB 類和 D 類。AB 類放大器是一個(gè)低成本的重負(fù)荷解決方案，但其功耗太大，并需要體積很大的散熱器。D 類放大器具有較高的效率，但缺點(diǎn)是價(jià)格太高。不過這一點(diǎn)因需要采取的散熱措施少（散熱器小，或者就無需散熱器）以及 IC 的體積較小所補(bǔ)償。不過，系統(tǒng)仍然需要通過熱測(cè)試，故測(cè)試策略決定放大器的成本。
為了簡(jiǎn)化比較，假定兩種放大器的都是 FET，而不是雙極輸出晶體管。對(duì)于指定的電源電壓（VCC）、負(fù)載（RI）和 RDSON（輸出晶體管全導(dǎo)通的阻抗）來說，輸出電壓對(duì)于兩種類型是一樣的，因?yàn)檫@是的輸出功率。另外還假定一個(gè)橋接負(fù)載（BTL）輸出，即輸出電流流過兩個(gè)晶體管且 RDSON 加倍（如圖 2 所示）。
通過對(duì)音頻放大器輸出功率、熱穩(wěn)定性等方面的深入測(cè)試和分析，能夠更好地優(yōu)化音頻放大器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)的音頻體驗(yàn)。
