音色耐听的高速功放电路

qwe3211

凑热闹看看。。。。。。。。。

sd5000

eaglesww 发表于 2014-3-31 23:45
胆机的问题，应该是更像开环放大，很少或不涉及反馈，但这样带宽其实更大了。

因为电子器件精度不高， ...

胆如果不用输出变压器的话，带宽是很大的，但是加上输出变压器就完全不一样了。而又不能不用输出变压器，这只能是一种无奈。你说的对，ＰＳＲＲ还是比较重要的。小的误差对于功放来说是没有影响的，但是对于要求高精度的应用来说是不允许的，这样的场合是必须要高放大倍数的。在高放大倍数下电路的稳定性就成了问题了，深度负反馈下，精度是高了，但是容易振荡。这个问题除了电流型运放外其他的电压型高速运放都难以解决。大多数都不推荐在增益为1的时候使用。用的时候一般都要求加补偿。如OPA637，稳定应用的增益是在5倍，低于5倍会自激。他的增益带宽积80M，SR=135V/us。我的这个电路的小放大倍数也是一种折中，很多原因导致在高放大倍数、高带宽的情况下自激振荡。在10年前我曾经因为电路振荡烧掉5对大功率管和3对推动管、2对主电压放大管。当时是做的非对称电路，放大倍数是很高的。这些教训都让我不能不重视电路的稳定性问题，毕竟小放大倍数、浅负反馈下电路稳定得多得多。的确消除偶次失真后，声音更清晰。对称的电路结构更容易消除偶次失真。放大倍数小失真肯定是要比放大倍数大的失真要大，毕竟纠正失真的负反馈的反馈量小了。至于输入和输出无相位差的完全重合只有电流型的电路(包括电流负反馈电路和电流模电路)才能做到。电压负反馈的电路是做不到的。我的电路是典型的电压负反馈，所以输入输出一定是有相位差的，只不过由于带宽大，SR高导致相位差很小罢了。电路的稳定性和相位余量也说明了相位差小。否则高频信号输入会立即引发自激振荡。至于是不是比高放大倍数的好，你试一下就知道了！

sd5000

eaglesww 发表于 2014-4-1 14:01
好，发一个本人改造的TL082运放的频率特性bode图，俺已经可以做到20M带宽，开环放大倍数达到了140db。

...

1、仿真对于电路的验证是非常有效的，特别是小信号的时候。而且我也经常用，但是仿真毕竟是仿真，不能完全代替真实电路实验，有许多仿真能实现的，在真实电路中却充满了困难，这是无法回避的问题。仿真中做到的开环放大倍数达到了140db，在现实中不是那么容易实现的。OPA604的开环增益只有100dB ,OPA627/637只有105dB,OPA827也只能到120dB, AD8620也只有105dB，LME49990和你的仿真值接近135dB但达不到你的仿真值。电路设计其实是一种平衡艺术，是各种性能的互相平衡。对于运放更是如此。只能在平衡中无限接近理想运放的性能。2、还有你说的精度问题音响的功放本就对精度要求不高，而且普通功放的幅度精度误差不是你想像的那样差，只要开环增益大于闭环增益，电路就有纠错的能力，输出的精度就可以得到保证。绝对不可能发生要放大33倍结果只放大30倍的情况，因为负反馈的特性决定的。只不过功放不需要像运放那样精确到uV级别的精度。所以较小的开环放大倍数是没有问题的。3、你说的应该使用开环带宽大，开环低频放大倍数大的放大电路。但这其实是不符合模电原理的，这里你又犯了概念性的错误。电路的增益带宽积是一定的，你不能要求非常高的开环放大倍数的同时还要求高带宽。只能是非常高的开环放大倍数对应的很低的开环带宽。举个例子：大家都非常熟悉的高精度运放uA741，他的增益带宽积为1.4M，他的开环放大倍数为106dB，但是他的开环带宽只有7Hz，是的你没有看错7Hz。这是DATAsheet的数据，这已经很说明问题了。你这个说法应该改成：“应该使用增益带宽积大的放大电路”。这样才符合模电原理。

sd5000

eaglesww 发表于 2014-4-1 14:15
另外需要说的问题就是，使用MOS和三极管，对于这个电路，性质是不同的。

使用MOS的电路，貌似前楼已经给 ...

1、这里要给你纠正一下，这个电路中的场管不是MOS管，是JFET。这两者是有区别的。2、这里的电路用JFET或BJT（三极管）性质都是一样的，没有什么不同，用BJT的叫共射共基，用JFET的叫共源共基。都是沃尔曼（cascode）电路。具体原理请参考模电原理。所以你的那个“对于不同的2个非理想的电流元串联电流小的电压大，反之亦然。”的定理在这里就是一个错误。3、这个JFET输入的电路是自举型共源共基电路。关键就在于两个21V的稳压管的接法上，它是接在源极和基极之间，保证工作点的稳定精确，同时将基极交流接地。所以这两个级联（串联）原件电压由21V稳压管决定。不是你说的电流小的电压大。交流通路的电压也不是你发明的定理说的那样。而是：沃尔曼（cascode）电路=可变电流源+共基极电路。所以你发明的定理可以放在一边了，不仅误导自己还误导他人。4、沃尔曼（cascode）电路就是为了提高电路带宽而用的，我的电路的增益带宽积能够达到36MHz，沃尔曼（cascode）电路功不可没。另外，一般来说JFET/MOS的跨导要小于BJT（三极管），这在模电原理都有说明，你甚至能够在网上查到。所以JFET/MOS电路的增益是小于BJT（三极管）的，因此这个图使用JFET只能是减小开环增益，而不是像你说的使用了MOS就可以获得更大的开环放大倍数。你这个电流串联的定理，误人误己，最好是放在一边，模电理论是很成熟的理论了，不是你想改就能改的。5、至于你说的 “提高开环放大倍数，对于高保真，相当有用。“对于音响的功放来说开环放大倍数适度就好。毕竟不会拿分离件功放当运放使用。不会用在AD/DA、比较放大、运算等这些高精度应用中。过分追求高开环放大倍数对于音响的功放来说是不合适的。6、你说要从bode图上，得到合适的结果，你这只是一个仿真推算。但这在现实中不容易实现。由于分离器件一致性问题，还有布局布线等问题，想得到bode图的结果有点难度。bode图适合用运放搭电路，而功放是相当于做运放。7、你说开环放大倍数大，就意味着稳定时候的误差很小，反之，就误差大了。在这里我需要说明运放精度和误差的概念。运放的误差有两类：DC误差和AC误差。DC误差有输入失调电压和输入偏置电流。AC误差有CMRR、PSRR、输出阻抗、开环增益、相位差、相位裕度等。运放的精度一般是指偏移电压Offset。这里只能说用高开环增益和深度负反馈改善和纠正误差。但是音响功放需要用到高精度、超低误差吗。功放侧重点应该是失真、动态、带宽、噪声、CMRR、PSRR、瞬态响应、稳定性以及适度的开环放大倍数，尽量好的开环频率特性、开环失真特性。而且要保证开环带宽最小不小于20K。所以用途不同电路设计也就不一样了。

e3po

         Feynman 碰到中国法拉第，  热闹

sd5000

e3po 发表于 2014-4-2 04:35
Feynman 碰到中国法拉第，  热闹

多谢加分！