速率转换

问题描述

精选答案

转换速率（SR）是运放的一个重要指标，单位是V/μs。

该指标越高，对信号的细节成分还原能力越强，否则会损失部分解析力。运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

20世纪80年代流行的"运放皇"NE5532、NE5534的转换速率分别达9V/μs和13V/μs，比当时大量使用的JRC4558（1V/μs）、M5218（2.5V/μs）好，难怪受到当时发烧友的追捧，因为确实比OP37（2.8V/μs）、OP07（0.3V/μs）优秀。后来相继推出了OP275、OP249（22V/μs）、UL01、UL02（25V/μs）等运放，人们又再一次对它们趋之若鹜，不过比AD827、AD847（300V/μs）仍逊色不少。近年OPA2604（25V/μs）等也有不错的表现，但仍未达到AD827的水平。那么，是否转换速率越高越好呢？也不是。例如EL2260 （1500V/μs）、OPA633 （2500V/μs），如果不改线路板，会因为原电路板的分布电感、电容导致电路工作不稳定而自激。有了OPA2604等新运放后，像NE5532是否已一无是处？当然也不能一概而论。如果一个系统原来的解析力已很高，但声音偏薄，采用NE5532、NE5534，效果即会有明显的改善。因其转换速率稍低，正好把高解析力信号中一些过于尖锐的波形峰谷磨钝，反而多了几分圆润，加上其输出电流大，声波的密度增加，令整个系统的性能得到提高。过去人们对LT1057、LT1058评价为声音冷艳，原因是解析力不错，转换速率与NE5532、NE5534相近，但因其增益带宽仅为5MHz，因此带内频响平衡度比不上NE5532（GBW为10MHz）、NE5534（GBW为13MHz），当然更比不上AD827、AD847（GBW为50MHz）。现代各级电路都尽量应用截止频率高、线性好的晶体管以尽量减少失真。例如马兰士CD机的模拟输出就使用性能好的晶体管组成HDAM模块，以获得高转换速率和高线性放大。由于模块的供电电压比集成电路高，可获得比运放集成电路更大的动态输出和更大的电流，还用低噪声管以获得高信噪比等。为适应SACD等信号源的发展，马兰士对HDAM模块进行了改进，将电压反馈形式改为电流反馈，使频带两端延伸、失真更少、动态也更大。摩机时可有针对性地对薄弱环节进行改造，如信号源模拟输出部分、功放输入级以至电压放大级，均可更换性能更好的运放、元件及电路，以提高音质。