专业音频系统测试

　　你也许没有听说过QSC Audio公司，但你肯定已经听过它提供的音效。该公司的放大器、数字音频处理器和扬声器在私人聚会、影院、会议、音乐会、体育赛事等场合提供音效。QSC公司的产品为悉尼歌剧院、阿拉巴马大学美式足球场等场所提供音效。

　　在QSC公司位于Costa Mesa的总部，工程师们开发和评测本公司的产品。他们还为公司的生产线提供测试工程支持，放大器和数字音频处理器在这里要经历许多只是在开发期间才可能做的测试。在公司的声音实验室里，这些产品内部的扬声器和换能器也要经历一系列测试。

　　测试工程师Shaw Somarel支持的是放大器和数字音频处理器的生产测试。他开发并维护一些自动测试站，它们对每件放大器或数字音频处理器执行100多项测量。这些测试站就像生产线的一样，必须支持公司的许多电子产品。

　　该公司的生产线是一条高度混合的中等批量按单定制生产线。例如，放大器最初是一块没有安装零件的PCB。条形码识别这块板，以便执行零件安放、测试、最终组装和装箱。QSC公司

　　当放大器电路板进入生产线时，焊膏被丝网印刷到PCB的焊盘。取放机然后在板上组装各个表面贴装部件，速度约为每秒10个零件。接下来，通孔机添加轴向和径向引线零件。组装者然后手工添加大型电容和电感，高功率放大器经常需要这些零件（QSC公司功率最大的放大器在双通道的每条通道上都可产生4000W）。

　　一旦电路板配备了表面贴装部件，它就要进入回流炉。Andersen说：“我们在设计电路板时，会使它们都能使用同一种回流热量安排。”波峰焊机把通孔零件焊接到板子上。波峰焊期间，夹具使部件固定在位，来使弯曲和引线应力最小化。波峰焊之后，组装者们向功率晶体管添加散热片。他们随后把零件齐备的板子安装到机箱中，然后就可以接受测试了。

　　放大器经历的第一项测试是热测试，检验放大器的过热关闭电路是否好用。夹具把放大器的输出端短路，而机箱周围的容器则限制气流。放大器一直产生热量，直到它达到某个设定的温度点，后者激活过热关闭电路，该电路使放大器的输出端停止输出。当放大器冷却到设定温度点之下时，放大器将恢复正常，重新开始工作。

　　自动测试

　　热测试之后，放大器就可以接受最终测试了。此时，自动测试站从公司网络服务器下载放大器的测试程序。Somarel用Visual Basic .NET编写了测试站的控制软件。

　　放大器测试站由PC、PLC、自耦变压器、Fluke DMM、Fluke示波器、Audio Precision音频分析仪、开关模块组成。测试站还包含一些功率电阻，它们能处理放大器的功率输出。PLC控制着接触器，以便配置负载电阻和AC干线电源。它还控制一些继电器，它们设定通往受测放大器的音频信号路由。负载电阻通过定制的扬声器电缆连接到放大器的输出端。

　　高达4000W的功耗需要几个并联的功率电阻。图1表明功率电阻如何组成8Ω、4Ω和2Ω负载，用于测试线性放大器和开关（D类）放大器。

　　图1，成组的功率电阻在双通道的每条通道上都产生8Ω、4Ω、2Ω负载。

　　每一项最终测试都包含100多项测量，比如频率响应、额定输出功率、THD、SNR、CMRR、输出信号相位、输出短路电流。音频分析仪执行所有输出信号测量。它使用一条专有通信总线，后者与电脑中的PCI卡通信。DMM（通过GPIB连接它）测量AC干线电压、放大器的电源电流、放大器在有负载时的输出电流。每次测试期间，PC（它通过RS-232连接来控制自耦变压器）使自耦变压器的输出稳定在受测放大器的额定线路电压。

　　测试站配备100MHz模拟示波器，后者不受电脑控制。技术人员用它来调节放大器频率交叉点位置的偏置尖峰。Somarel说：“我们多半可以使用数字示波器，但模拟示波器一般会提供更详细的迹线显示。”

　　Somarel正在开发一种新型放大器测试站，用于那些不需要示波器的放大器。他计划用一个APx585型号取代目前的Audio Precision System One音频分析仪，前者在其应用软件中集成了示波器。与双通道型号相比，新型分析仪有8条通道，将会缩短测试时间，这是由于该分析仪将能一次测试放大器的所有通道（QSC Audio公司的放大器有8条通道）。Somarel预计，新型测试站能使测试时间缩短至少50%。