ZHCSDF7C July 2009 – August 2014 OPA1611 , OPA1612
PRODUCTION DATA.
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- DRG|8
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8 应用和实施
8.1 应用信息
OPA1611 和 OPA1612 均为单位增益稳定的精密运算放大器，噪声极低且不会出现输出反相。 在采用噪声电源或高阻抗电源的应用中，去耦电容需靠近器件电源引脚。 大多数情况下，0.1μF 电容即可满足需要。
8.2 噪声性能
Figure 32 所示为采用单位增益配置的运算放大器在使用不同源阻抗时的总电路噪声（无反馈电阻网络，因此不产生额外的噪声）。
图中为计算得出的 OPA1611（GBW = 40MHz，G = +1）总电路噪声。 运算放大器本身能够产生电压噪声分量和电流噪声分量。 电压噪声通常按失调电压时变分量建模。 电流噪声则按输入偏置电流时变分量建模，并根据不同的源阻抗生成一个噪声电压分量。 因此，特定应用中运算放大器的最低噪声取决于源阻抗。 源阻抗较低时，电流噪声可忽略不计，电压噪声占主导。 OPA161x 系列运算放大器的电压噪声低，是源阻抗低于 1kΩ 应用的理想选择。
8.2.1 详细设计流程
Figure 32 所示为总电路噪声计算公式，相关参数如下：
- en = 电压噪声
- In = 电流噪声
- RS = 源阻抗
- k = 玻尔兹曼常数 = 1.38 × 10–23J/K
- T = 开氏温度 (K)
8.2.2 应用曲线
Figure 32. OPA1611 单位增益缓冲配置噪声性能
8.2.3 基本噪声计算
低噪声运算放大器的设计必须仔细考量多种噪声来源：信号源噪声、运算放大器产生的噪声以及反馈网络电阻产生的噪声。 电路总噪声是所有噪声分量的平方和根植。
源阻抗的电阻部分产生的热噪声与电阻的方根成正比。Figure 32 绘出了该函数曲线。 源阻抗通常为固定值；因此，需通过选择运算放大器和反馈电阻来最大限度降低总噪声的相应分量。
Figure 33 所示为采用增益配置的反相和同相运算放大器电路。 在增益配置电路中，反馈网络电阻也会产生噪声。
运算放大器的电流噪声根据反馈电阻不同，进而产生额外的噪声分量。 一般可通过选择合适的反馈电阻值使这个噪声源降低至可以忽略。 以下为两种配置的总噪声计算公式。
NOINDENT:
对于 1kHz OPA161x 系列运算放大器，en = 1.1nV/√Hz，in = 1.7pA/√Hz。8.3 总谐波失真测定
OPA161x 系列运算放大器具有出色的低失真特性。 驱动负载 2kΩ 时，整个音频范围（20Hz 到 20kHz）内的 THD+N 低于 0.00008%（G = +1，VO = 3VRMS，BW = 80kHz），具体性能特点请参见Figure 7。
OPA1611 系列运算放大器的失真程度低于许多市售失真分析仪的测量本底值。 不过，可通过特殊的测试电路（如Figure 34 所示）进一步提高测量能力。
运算放大器失真可理解为一个可以等效到输入端的内部误差源。Figure 34 所示电路导致运算放大器失真比运算放大器正常产生的失真高出 101 倍（约 40dB）。 如果在标准同相放大器配置中额外添加 R3，则会改变电路的反馈系数或噪声增益。 闭环增益保持不变，但纠错反馈系数降低 101 倍，因此分辨率可提高 101 倍。 注意，运算放大器上应用的输入信号和负载与没有增加 R3 时的原反馈电路相同。 选用较小的 R3 值，确保最大限度降低其对失真测定的影响。
这一方法可通过在高增益/高频条件下重复测定来加以验证，此时测试设备应能够对该放大器的失真进行测定。 本数据表中的数据是通过使用Audio Precision System Two系列的失真和噪声分析仪测定的，能够大幅简化这种重复测量工作。 不过，也可以通过使用手动失真测量仪来实现这一测量方法。
8.4 容性负载
OPA1611 和 OPA1612 的动态特性已针对常见增益、负载和工作条件进行了优化。 低闭环增益和高容性负载的组合会减少放大器的相位裕量并可导致增益峰值或振荡。 因此，高容性负载必须与输出隔离。 实现该隔离的最简单方法是在输出端串联一个小电阻（例如 50Ω RS）。
这个小串联电阻还能够在器件输出短路时防止功耗过高。Figure 19 和Figure 20 图示为小信号过冲与容性负载间的关系（不同 RS 值）。 另外请参见应用案例 AB-028，《反馈曲线图定义运算放大器交流性能》(SBOA015) 获取分析技术和应用电路的详细信息（可从 TI 网站下载）。
8.5 应用电路
Figure 35 所示是 OPA1611 作为运算放大器在专业音频耳机中的使用。 该电路显示的是左侧立体声通道。 驱动右侧立体声通道的电路与左侧相同。
Figure 35. 音频数模转换器 (DAC) 后置滤波器（I/V 转换器和低通滤波器）