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晶体管OP放大器4549的性能

作者:时间:2012-04-28来源:网络收藏

刚刚确认4549作为放犬器能正常地工作后,就让我们立即进行的测定,并且试一下与ICυPC4570作一比较,决一胜负。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/168106.htm

输入补偿电压所谓输入补偿电压,就是在的两个输入端之间、等效地产生的直流电位差。

测量4549输入补偿电压用的电路。电路的增益为100倍,任何一个输入端都通过电阻接地。测量此时的输出电压,并将它缩小1/100后的电压,就认为是等效地在输入端间产生的电位,即VIo。

在测量VIo时必须注意的是,由各自的输入端看到的阻抗要一致。如果不是这样,则由于基极电流所产生的压降在输入端之间产生除了VIo之外的电位差的缘故(这已在第11章的差动放大电路处进行过实验)。

在RB≈Rs∥Rf与阻抗一致。在实际电路中,使用OP时,利用两个输入端的阻抗相一致的特点,就能够将输出端的直流补偿电位做得最小。

此时的输出信号V。的电位,为0.94V(不考虑符号)。因此VIo=9.4mVDC。

υPC4570的VIo,最大为5mV(5mV为最大值,实际的IC为更好的值)。4549比起它来是相当大的值。

这是4549首先的一个“失败”!

其原因是由于在初级差动放大电路中N80C31AH使用的Tr1与Tr2没有使用单片式双管的缘故(Tr1与Tr2的VBE之差为9.4mV)。而IC的元件间的特性是极其一致的。

顺便地提一下,Tr1与Tr2使用单片双管2SC3381(东芝)后的输出信号Vo。Vo=42mV,VIo=0.42mV。

可以知道,即使在用分立器件制作的OP中,如果使用这种,输入补偿电压也就变得很小。如果从最初开始就使用这个单片双管就好了。

在想减少输出补偿电压时(直流放大电路等),请试用单片双管。使用单片双管时,也能够减少VIo的温度漂移。

频率特性

将4549作为同相使用,电压增益Av分别为OdB、20dB和40db变化时的电压增益的频率特性。三根曲线都在高频范围稍有一峰,但是Av=20dB时的截止频率fch约为8.1MHz。

υPC4570的电压增益的频率特性。

虽然是没有峰的漂亮的特性,但是Av=20dB时的fch约1.8MHz,比起4549来要低得多。

频率特性也是4549的又一“胜利”。因此是二“胜”一“败”。

顺便地,将通过速率好的υPC814C的频率特性。看一下该特性,Av=20dB时的fch≈740kHz,所以比起υPC4570来,无论如何υPC814C是差的。那么,那个通过速率究竟到什么地方去了呢?

这是由于υPC814C不是用改善频率特性来提高通过速率的,而是用前馈——即将对矩形的工作缓慢的放大级进行旁路的方法来提高通过速率的缘故。

噪声特性

将4549作为同相放大器使用时,分别在Av=20dB和40dB变化时,输入端与GND短路来进行测量的输出端频谱。

同样是使用ptCP4570时的频谱。

可以知道,在Av=20dB时,几乎是相同的。但在Av=40dB时,很明显4549的噪声要小(增益变大,可以认为噪声也放大,所以A,葺40dB时,就有差别)。

这是由于在电路中使用的晶体管的数目减少了,且使用了比IC内部的晶体管噪声低的晶体管的原因(分立器件,即使是到处都有的通用晶体管,其噪声也要比IC内部使用的晶体管噪声低)。

无论如何是4549的胜利!因此是三“胜”一“败”。

在这里又出现对υPC4570有帮助的产品,声频用的低噪声OP放大器NJM2068DD(JRC)的频谱(测试条件相同)。

虽然该OP放大器比起)υPC4570是低噪声放大器,但仍然是4549的噪声较小。真是“复仇不成,反而被害”。

总谐波失真率

在同相放大器中将增益设定在20dB时,4549的总谐波失真率THD与输出电压的关系曲线。信号频率分别为20Hz、lkHz和20kHz时,都打破了0.001%的限度(在1V附近)。所以,作为声频电路应用,是很好的特性。

同样是υPC4570的THD与输出电压的关系曲线(注意:纵轴的刻度不同)。这是非常漂亮的特性,不管怎么说,20Hz与1Hz时都在0.0001%以下。

理由是υPC4570的开环增益非常大(相差20dB)。开环增益大,则负反馈量大,所以失真率的改善也应该大。在THD方面,4549彻底失败,因此是三“胜”二“败”。

4549与υPC4570的“胜败”结果

到此为止是三“胜”二“败”。刚要定4549胜利时,由于还有其他方面的特性有待测试,故暂时还分不出“胜”“负”!

关于频率特性,所谓的OP放大器在什么地方。由谁、使用什么样的电路来进行测试等问题上很难搞清楚,与其胡乱地扩展频率特性,还不如在提高电路的稳定度方向上下功夫。当考虑稳定度时,由于4549那样在频率特性上出现峰,或许不能说是十分稳定的(通常,在频率特性有峰,则就不稳定)。

为了进一步使4549稳定,除了Cl与R4,再加入相位补偿电路即可。但是要注意,相位补偿越严重,则频率特性变得越坏。



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