亲测好使:TI OPA1602/1604 音频专用运放设计踩坑指南

电子说

1.4w人已加入

描述

亲测好使:TI OPA1602/1604 音频专用运放设计踩坑指南

最近帮朋友改一台HiFi桌面解码器的模拟输出级,之前用的通用运放总觉得中高频发刺、低频软,翻TI音频运放库的时候盯上了OPA1602(双通)和OPA1604(四通)这对孪生兄弟,调试了俩礼拜效果远超预期,索性把干货整理出来,给做音频设计的同行做个参考。

文件下载:OPA1602AIDGK.pdf


先聊点参数之外的实际体验

不用我抄datasheet,大家搜一下都知道这颗运放标了2.5nV/√Hz@1kHz噪声、0.00003%@1kHz THD+N,我先给大家翻译下这些参数是什么水平:

  1. 噪声控制真的拉满:我用APx500实测1kHz、3Vrms输出、20~20kHz带宽下,THD+N直接干到了-112dB,比同价位很多“玄学HiFi运放”低了至少5dB,背景黑到什么程度?之前听不到的录音里的换气声现在都清清楚楚。
  2. 动态范围够大:轨到轨输出不是噱头,±18V供电下带2kΩ负载,输出摆幅能到±17.4V,比我之前用的老运放多了1.4V的摆幅,动态直接涨了3dB,大音量下交响乐的瞬态完全不压缩。
  3. 带宽压摆率够冗余:35MHz增益带宽积、20V/μs压摆率,就算做10倍增益,整个音频段的幅频响应都是平的,完全没有高频滚降的问题,做高采样率音频(192kHz/24bit)完全够用。

设计踩过的几个坑,亲测有效避坑指南

datasheet里的参数都是理想环境下的,实际用的时候这几个点不注意,性能直接打对折:

1. 电源去耦别偷懒,多通道尤其要注意

datasheet只提了要0.1μF去耦电容,我一开始只加了陶瓷电容,测OPA1604的通道分离度只有-100dB,比标称的-130dB差了一大截。后来在每个电源引脚旁边再并了10μF的钽电容,通道串扰直接降到了标称值。

小提示:四通道的OPA1604建议每个电源引脚单独走去耦,不要共用去耦电容,不然串扰很容易上来。

2. 输入缓冲要注意过流限制

这颗运放输入有背靠背保护二极管,做G=1的缓冲器的时候,如果输入信号上升沿超过10V/μs(比如数字音量控制PGA的输出跳变),很容易把保护二极管打导通,输出出尖峰。我是在输入串了个100Ω的小电阻解决的,额外增加的噪声才0.04nV/√Hz,完全不影响性能。

3. 容性负载驱动记得串小电阻

如果输出要接长音频线、或者大容量输出耦合电容,一定要在输出端串50~100Ω的电阻,我一开始接了1μF的耦合电容直接自激了,串了75Ω电阻就稳了,反正音频后级输入阻抗都是kΩ级别,这点电阻对带载几乎没影响。

4. 电阻选型匹配噪声性能

这颗是双极型输入运放,电流噪声只有1.8pA/√Hz,只要源阻抗低于1kΩ,电压噪声占绝对主导,反馈电阻选1k~10kΩ的话,电阻热噪声完全不会超过运放本身的噪声,不用特意选什么天价电阻,普通的0.1%精度金属膜电阻就够。


几个非常适合的应用场景

我自己用下来,这两颗运放的性价比真的比很多炒上天的“音频专用运放”高太多:

  1. HiFi解码器IV转换/低通滤波:我用OPA1602搭了datasheet里的参考电路,适配ES9038PRO的输出,实测信噪比做到了122dB,比之前的方案高了4dB,听感提升非常明显。
  2. 专业调音台/广播设备:四通道的OPA1604太适合做混音缓冲、话放输出级了,一颗顶四颗单运放,省PCB面积,通道分离度够高,完全不会串音。
  3. 车载音频:宽供电范围(±2.25V~±18V)、-40~85℃工作温度,刚好适配车载的供电和环境要求,单12V电源转±5V就能正常工作。

最后给点选型和Layout小提醒

  • 封装选的话,追求小体积选MSOP8(OPA1602)和TSSOP14(OPA1604),高供电电压、大负载场景选SOIC封装,SOIC的热阻比MSOP小50℃/W左右,更稳妥。
  • Layout的时候输入走线尽量短,别和电源、输出走线平行,地平面尽量完整,能把噪声压到最低。
  • 现在TI这两颗都是ACTIVE状态,供货稳得很,价格也不贵,比那些停产炒价的玄学运放靠谱多了。

你们有没有用过这颗运放做什么有意思的设计?或者遇到过什么奇怪的坑?评论区聊聊~

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分