-
楼主 / smirnoff
- 时间: 2012-10-21 00:56
-
-
- 时间: 2012-10-21 01:07近10年来, 不少爱好者热衷于找"最好"的 OPAMP 例如 OPA627/OPA637, AD797, AD8620/8610, OPA2132/2134 等等来搭建自己的耳机放大器.
然而, 很多人没有注意到就算是最好的这类OPAMP的开环带宽其实惨不忍睹.
40 多年前, John Linsley Hood 就已经给大家设计了一个非凡的 CFA,
从上面的图里面您可以观察到:
开环的时候, 增益有 57dB, 而 -3dB带宽仍然有 100KHz 左右.
而且 THD 仍然是可以看的(没到 1%)
代码:
Direct Newton iteration for .op point succeeded.
Fourier components of V(tp2)
DC component:0.000223925
Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 7.748e-01 1.000e+00 7.23° 0.00°
2 2.000e+03 4.022e-03 5.192e-03 108.86° 101.62°
3 3.000e+03 3.169e-05 4.091e-05 175.86° 168.63°
4 4.000e+03 2.264e-06 2.922e-06 -133.28° -140.51°
5 5.000e+03 8.255e-07 1.065e-06 -27.12° -34.35°
6 6.000e+03 6.415e-07 8.280e-07 -78.38° -85.61°
7 7.000e+03 6.956e-07 8.978e-07 9.59° 2.36°
8 8.000e+03 7.594e-07 9.801e-07 -70.47° -77.70°
9 9.000e+03 7.525e-07 9.712e-07 33.97° 26.74°
Total Harmonic Distortion: 0.519191%
Date: Sun Oct 21 00:40:13 2012
Total elapsed time: 302.068 seconds.
tnom = 27
temp = 27
method = modified trap
totiter = 6200180
traniter = 6200171
tranpoints = 3100081
accept = 3100072
rejected = 9
matrix size = 36
fillins = 47
solver = Normal
Matrix Compiler1: 5.08 KB object code size 1.9/0.9/[0.6]
Matrix Compiler2: off [0.5]/0.8/0.6
您可能会问, 闭环的时候呢?
下面就是闭环的数据.
10 dB 左右的闭环增益, THD 0.000497%, 够好了吧?
代码:
Direct Newton iteration for .op point succeeded.
Fourier components of V(tp2)
DC component:8.47369e-006
Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 3.762e-03 1.000e+00 0.18° 0.00°
2 2.000e+03 1.201e-08 3.192e-06 -167.56° -167.74°
3 3.000e+03 8.234e-09 2.189e-06 -158.78° -158.96°
4 4.000e+03 6.374e-09 1.694e-06 -151.87° -152.05°
5 5.000e+03 5.303e-09 1.409e-06 -145.18° -145.36°
6 6.000e+03 4.625e-09 1.229e-06 -138.49° -138.67°
7 7.000e+03 4.205e-09 1.118e-06 -132.01° -132.19°
8 8.000e+03 3.917e-09 1.041e-06 -125.94° -126.11°
9 9.000e+03 3.739e-09 9.939e-07 -120.39° -120.57°
Total Harmonic Distortion: 0.000497%
Date: Sun Oct 21 00:53:27 2012
Total elapsed time: 311.791 seconds.
tnom = 27
temp = 27
method = modified trap
totiter = 6200386
traniter = 6200377
tranpoints = 3100129
accept = 3100102
rejected = 27
matrix size = 36
fillins = 47
solver = Normal
Matrix Compiler1: 5.08 KB object code size 2.1/0.9/[0.6]
Matrix Compiler2: 3.75 KB object code size 0.5/0.7/[0.5]
-
-
- 时间: 2012-10-21 01:14
-
- 时间: 2012-10-21 01:18也许眼尖的读者会说, 这些都是小信号的数据,没有说服力。
下面就是大信号的数据,
1000毫伏PP输入, 5.26伏pp输出。
Total Harmonic Distortion 只有区区 0.007157%, 而且主要是 2次谐波, 3 次谐波在 -100dB 以下。
喜欢听胆机的都说喜欢 “胆味”, 2次谐波 就是胆味的来源,
如果喜欢 “胆味”, 这点 0.007% 的胆味应该不会让您失望。
代码:
Direct Newton iteration for .op point succeeded.
Fourier components of V(tp2)
DC component:0.000244741
Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 2.633e+00 1.000e+00 0.18° 0.00°
2 2.000e+03 1.872e-04 7.108e-05 85.35° 85.18°
3 3.000e+03 1.333e-05 5.062e-06 73.23° 73.06°
4 4.000e+03 9.088e-06 3.451e-06 139.40° 139.22°
5 5.000e+03 9.399e-06 3.569e-06 -71.55° -71.73°
6 6.000e+03 8.215e-06 3.119e-06 58.32° 58.14°
7 7.000e+03 4.985e-06 1.893e-06 -39.55° -39.72°
8 8.000e+03 4.446e-06 1.688e-06 58.99° 58.81°
9 9.000e+03 4.758e-06 1.807e-06 -101.42° -101.60°
Total Harmonic Distortion: 0.007157%
Date: Sun Oct 21 01:25:38 2012
Total elapsed time: 340.558 seconds.
tnom = 27
temp = 27
method = modified trap
totiter = 6200155
traniter = 6200146
tranpoints = 3100064
accept = 3100056
rejected = 8
matrix size = 36
fillins = 47
solver = Normal
Matrix Compiler1: 5.08 KB object code size 1.7/0.9/[0.6]
Matrix Compiler2: 3.75 KB object code size 0.7/0.7/[0.6]
请点击图片查看原图 -
- 时间: 2012-10-21 01:37
-
- 时间: 2012-10-21 01:44骨灰级的爱好者也许会问， TIM， SLEW RATE 和 PHASE MARGIN 呢？
下面就是这些相关的表现。
如果去掉 Q2 上的补偿电容 C7， 把增益调整到 0 DB
Slew Rate 大约是 55~60 V/uS.
TIM 比较复杂， 稍后描述。
PHASE MARGIN 当然是要补偿以后再说了。
如果 Q2 上的补偿电容 C7 取 100 皮法， 那么这个耳放的 PHASE MARGIN 大致是这样的：
因为它的超高带宽， 观察 PHASE MARGIN 的频点已经到了 RF，
也就是 10MHz 与 30 MHz 之间。
根据下图可以看出， 适当的补偿以后， 相位裕度大于 60 度。
反相时的增益 （-18DB）远小于1， 电路是稳定的。
请点击图片查看原图
请点击图片查看原图 -
- 时间: 2012-10-21 02:49虽然 JLH1969 的性能是如此的优越, 它仍然是有缺点的。
很多人焊好了板子以后发现插上耳机就自激, 为什么呢?
40多年前, John Linsley Hood 摆弄它的时候, 晶体管没有现在那么快。 FT 没有现在的那么高。
现在随随便便找个晶体管, FT 都是 10MHZ, 100MHZ, 200MHZ 的。
这就是问题的根源之一。 了解了这一点, 您就知道不需要用太快的晶体管,大机的话 2N3055 或者 TIP 41 足矣。
如果找不到慢的晶体管怎么办? 在发射极上套个磁珠吧。
另外,很多人崇尚 “补品” 元件, 害怕自己不用 “补品” 元件 的话,会给别人笑话。
爱好者可能会问,用“补品” 元件有错么?
当然, “补品” 元件本身是没有错的。 所谓的“错" 是因为被用到了不合适的地方。
自举电容不需要用“补品” 元件, 只需要用最便宜最普通的铝电解就好了。 原因是这样的, 当频率升高的时候, 电解电容的寄生串联电感抑制了自举的效率, 降低增益, 让电路趋于稳定。
第三, 补偿电容是不能省的。 因为电路太快了, 您必须折衷。
第四, 不要忘记耳机是个复杂的电抗元件。 您需要茹贝尔网络来吸收耳机的反射能量。
第五, 在某些情况下, 容性负载会让电路振荡。 而耳机线的寄生电容在 500皮法到 2000 皮法之间。
----------------------------------------------------------
如图, 没有适当补偿的电路加上了 500皮法的容性负载,
义无反顾地振荡起来了。
请点击图片查看原图 -
- 时间: 2012-10-21 03:04
-
- 时间: 2012-10-21 03:13
-
- 时间: 2012-10-21 03:15
JLH 1969 耳放的分析和仿真
