在当今的
电子设备领域，音频放大器扮演着至关重要的角色。从立体声电视机到多通道 AV 接收机，所有内含音频
功率放大器的电子设备都有一个关键指标，即输出功率，它代表着设备所能提供的音量，这对于消费者来说是一个重要的考量因素。而对于制造商而言，不仅要关注输出功率，还需重视在坏情况下能保证功能正常的热稳定性。不同公司在这方面的测试标准也存在差异。
输出功率是指在给定时间内，以及指定的频率和总谐波失真（THD）范围内，放大器所能提供的总功率。例如，美国联邦贸易委员会（FTC）规定的功率测试方法，要求用 1kHz 的正弦波，以规定输出功率的 1/8 对放大器进行一个小时的预热。之后，放大器必须能够在规定的 THD 和频率范围内，连续 5 分钟提供规定功率。负载通常选用 4Ω 或 8Ω 的
电阻器，具体取决于标称的
扬声器阻抗。
然而，绝大多数电视机没有外接扬声器的端口，导致无法测试功放的输出，也就没有统一的功率测量标准。通常标定功率的测试方法是，采用 1kHz 的信号，以 10% 的 THD，至少连续测试 10 分钟。
热稳定性测试用于验证整个设备的热性能。测试时，将设备放置在规定的环境温度（通常为 40℃）的测试间内。随着设备内部温度升高，放大器需要承受更高的环境温度。测试使用设备本身的扬声器作为负载，可以采用不同幅度及不同波形的测试信号。
该测试通常需要持续几个小时。测量时使用红外温度计或热电偶，并将测量值与安全标准中规定的指标进行比较，如 PCB 温度和结温。要通过热稳定性测试，放大器和扬声器都不能有任何损坏。此功能测试通过评估温度特性来检查潜在的损坏情况。
热稳定测试旨在模拟坏情况下的真实场景，这种场景可能导致 DVD 和电视广播中的音频拖尾。为了确保每次测试结果相同，工程师应使用标准的测试信号。一旦终条件确定，测试信号还应能提供稳定的温度读数。
正弦波能提供稳定的读数，但由于其幅度随时间变化，无法模拟节目内容，如音乐或语音。节目信号的幅度应涵盖全范围，从静音到过驱动（削波）。峰值因数（crest factor）可很好地描述节目信号的幅度失真，它是音乐或语音信号的峰值功率和平均功率的比值，单位为 dB。
在考虑放大器输出信号的热评估时，信号链上不仅要有音量和声音控制以提供足够大的增益，还要有固定电源来限制峰值输出电压。当调高音量时，峰值因数会发生变化，因为峰值被限制，而平均功率仍在升高，所以峰值因数会降低。的峰值因数取决于消费者所能接受的失真大小和设备的增益设置。在任何消费类应用中，理想的坏情况测试都是指峰值因数。
扬声器制造商通常采用 IEC268 - 5 标准，该标准规定的测试信号为粉红噪声信号，即经过 40Hz 的高通、5kHz 的低通滤波（滤波器为 2 阶滤波器）后的各种频率分布，用于还原音乐声的长时间频率分布（图 1）。
图 1：IEC268 - 5 噪声谱密度
IEC268 - 5 所规定的测试信号的峰值因数为 6dB，这是坏情况下的指标。使用该信号时，扬声器所能处理的平均功率称为 “连续功率”，而绝大多数制造商公布的是 “节目功率（program power）”，该功率比连续功率高 3dB，用一个间断的信号（依次循环地通一分钟，断一分钟）测试。因此，扬声器可以处理具有 9dB 峰值因数的削波信号。
峰值因数中涉及的峰值功率，指的是放大器提供的峰值功率。放大器的额定输出功率用 3dB 的正弦波测量，所以扬声器的长期功率处理能力为 6dB，小于放大器的额定功率。用于整个设备的坏情况下的长期测试信号是 IEC268 噪声，其 RMS 功率比峰值输出功率低 9dB，比正弦波功率低 6dB，这是正弦波测试仪器的输出功率。
在考虑放大器的热设计时，没有必要让其处理比扬声器规定值更大的功率。集成放大器通常有热保护，坏的情况是没有声音，放大器重新冷却下来后会自动复位。由于扬声器过载会导致性损坏，将放大器的热限制设置到较低水平实际上是保护扬声器的有效手段。
电视机中常用的音频放大器有 AB 类和 D 类两种。下面分析这两种类型的放大器在上述测试中的具体表现。
AB 类放大器是一种低成本的重负荷解决方案，但功耗较大，需要体积很大的散热器。D 类放大器具有较高的效率，缺点是价格较高。不过，由于其需要的散热措施少（散热器小或无需散热器）以及 IC 体积较小，在一定程度上弥补了价格上的不足。但系统仍需通过热测试，因此测试策略会影响放大器的成本。
为了简化比较，假定两种放大器都采用 FET，而不是双极输出
晶体管。对于指定的电源电压（VCC）、负载（RI）和 RDSON（输出晶体管全导通的阻抗），两种类型的输出电压相同，因为这决定了输出功率。另外假定采用桥接负载（BTL）输出，即输出电流流过两个晶体管且 RDSON 加倍（图 2）。
图 2：BTL 放大器输出级
不同类型的放大器功耗差别极大。从直流分析来看，输出电压为 Ua（则输出功率 P = Ua2/RI）：
- AB 类：Dab = [(Ua / RI) * (VCC - Ua)] + IQ * VCC，产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，产生的功率主要由阻性损耗构成，即（输出电流）2 * R。
两种放大器都有一个常系数：IQ * VCC，其中 IQ 为静态电流。AB 类放大器用该电流来减小交叉失真，而 D 类放大器中，该电流代表开关损耗。两种放大器中该电流的幅度相同。
通过仿真可以进行进一步分析。考虑常见的电视应用，采用 12V 的电源、8Ω 的扬声器，并使用以下参数数据：
- VCC = 12V
- RI = 8Ω
- RDSON = 0.3Ω
- IQ = 0.02A
首先要确定效率，由下面的方程来计算：
图 3 展示了正弦波的效率，还给出了输出信号的失真。该失真由削波引起，也可以说是由限定的电源引起。
图 3：效率与输出功率的关系
