Vahvistus- / kaistanleveystuote, haluat ehkä 50KHz: n kaistanleveyden 60dB: lla (1000 kertaa), joten tarvitset noin 50MHz: n, vahvistus- / kaistanleveystuotteen (Ja enemmän vähentäisi HF-vääristymiä) ... Tee siitä 80dB ja nyt tarvitset 500MHz GBP, joka on hankalaa, jos haluat matalan melutason lähellä DC: tä (ja saa todella huonoja uutisia vakautumaan pienellä vahvistuksella).

Ota myös huomioon, että kohinaa hallitsee täysin sen kohinan melu, jolla on ensimmäiset 20 tai 30 dB: n vahvistus (tee matematiikka), on paljon sanottavaa asioiden jakamisesta siten, että ensimmäinen ehkä 30 dB: n vahvistus tapahtuu matalassa melutasossa, joka on suunniteltu matalille Z-lähteille ja matalalle 1 / F-melulle, joka tarvitsee nyt vain muutaman MHz: n puntaa ja on helppo vakauttaa myös outoilla lähteiden impedansseilla. Suorita sitten loput toisessa vaiheessa (missä melulla on vähemmän merkitystä ja sinulla on tunnettu lähdeimpedanssi).

Toinen vaikea asia on, että järkevillä ohjauslaeilla on yhä hankalampaa, jos menee yhden nupin avulla hallintaan, klassinen instrumentointivaihe, jossa vahvistuksen säätövastus vaihtelee muutamasta ohmista ehkä muutamaan k ohmiin, mikä jos luulet, että se on vain ehkä 3 suuruusluokkaa, erittäin vaikea tehdä käänteinen log-potti on suurempi alue kuin se.

On kysymys GBW: stä ( gain-bandwidth -tuote), joten yksi vaihe on epätodennäköistä hyvällä suorituskyvyllä. Ei riitä, että vain kaataa kaistanleveyttä, mutta haluat myös riittävän vahvistuksen vääristymien vähentämiseksi ja tarkan toiston saamiseksi tasaisella vasteella (vaikka väistämättä yli 10 kHz: n vääristymät eivät ole tärkeitä ihmisen kuulolle). Tietenkin sinulla voi aina olla pari vaihetta kohtuullisemmalla voitolla. Muista, että kaistanleveys määritetään -3dB-pisteellä (lähtö on puolet tehosta päästökaistan reunalla), ja se ei ole aivan tasainen audiofiilistandardien mukaan.

Toinen asia on, että jopa erittäin hyvällä op-vahvistimella voi olla tulopohjaisella melutasolla pari \ $ \ text {nV} / \ sqrt {\ text {Hz}} \ $, kun taas muuntajan tulovaihe aikaansaa olennaisesti meluttoman jännitteen nousun (tulon impedanssin alentamisen kustannuksella kääntösuhteen neliöllä).

Koska hyvin matalajännitteiset lähteet, kuten nauhamikrofonit, ovat yleensä myös pienen impedanssin omaavia, tämä on hyvä kompromissi.

On olemassa muita tapoja saada erittäin hiljainen suorituskyky käyttämällä diskreettejä, kuten useita JFET-laitteita, jotka toimivat melko suurella tyhjennysvirralla. Tämä voi vähentää kohinaa, mieluiten neliöjuurella JFET: ien lukumäärästä, mutta tulokapasitanssi on verrannollinen JFET: ien lukumäärään samanaikaisesti, joten taas huono vaikutus kasvaa nopeammin kuin parannus.

Monet op-vahvistinpiirit on suunniteltu siten, että ne tuottavat tiedossa olevan äärellisen vahvistuksen, jos ne rakennetaan käyttämällä ihanteellisia komponentteja, mukaan lukien ääretön vahvistuksen op-vahvistin. Käytännössä tällaiset piirit rakennetaan aina ei-ihanteellisilla komponenteilla, eikä niiden käyttäytyminen vastaa täysin sitä, mikä olisi tullut ihanteellisista komponenteista. Harkitse hyvin yksinkertaista vahvistinta:

^{simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab}

Kun käytetään ihanteellisia komponentteja, vahvistus on (R1 + R2) / R2; Kutsun sitä "nimelliseksi vahvistukseksi". Todellisessa piirissä, jos op-vahvistimella on vakio avoimen silmukan vahvistus, vahvistus on 1 / (R2 / (R1 + R2) + 1 / opAmpGain). Jos op-vahvistimen avoimen silmukan vahvistus on paljon suurempi kuin (R1 + R2) / R2, 1 / opAmpGain tulee olemaan hyvin pieni suhteessa R2 / (R1 + R2), eikä sen tarkalla arvolla ole merkitystä paljon. Edelleen, vaikka avoimen silmukan vahvistus voisi vaihdella sellaisten tekijöiden takia kuin taajuus tai - mikä vielä pahempaa - tulojännite, piirin suurin ja pienin vahvistus olisi suhteellisen lähellä. Esimerkiksi, jos avoimen silmukan vahvistus voi vaihdella välillä 500x - 1000000X, piirin nettovahvistus vaihtelee välillä noin 9,8x - 10x. Enemmän vaihtelua kuin voisi olla ihanteellinen joihinkin käyttötarkoituksiin, mutta silti melko pieni.

Jos R1 muutettaisiin arvoon 99K (nimellisvahvistuksen muuttaminen 10x: stä 100x: ksi), piirin herkkyys op-vahvistimen todelliselle vahvistukselle kasvaisi yli kymmenkertaisesti. Sama vaihtelu op-vahvistimen todellisessa vahvistuksessa saisi piirin nettovahvistuksen vaihtelemaan noin 83x - 100x - paljon suuremman vaihtelun. Jos joku sen sijaan kaskadisi alla esitetyn piirin (10-kertaiseksi vahvistukseksi) toisen kopion kanssa, tuloksena olevan piirin vahvistus voisi vaihdella välillä noin 96x - 100x. Suurempi suhteellinen epävarmuus kuin yhden piirin kopiota käytettäessä, mutta paljon pienempi kuin 100-kertainen vahvistus yhdessä vaiheessa.

60 dB: n vahvistus merkitsisi 1000: 1-jännitevahvistusta.Vaikka yksi op-vahvistin, jolla on riittävän suuri avoimen silmukan vahvistus, jotta 1000: 1-nimellisvahvistus olisi käytännöllinen äänitaajuuksilla, saattaa olla halvempi kuin kaksi op-vahvistinta, joiden tekniset tiedot ovat hieman huonommat, op-vahvistimet, jotka toimivat hyvin tällaisilla suuremmilla vahvistuksilla, ovat sopiviaolla paljon kalliimpaa.Jossakin vahvistustasossa kahden halvemman vahvistimen käyttö on käytännöllisempää kuin yhden vahvistimen käyttö, joka on riittävän laadukas toimimaan hyvin suuremmalla vahvistuksella.

Miksi (mikrofonit) esivahvistinmallit rajoittavat opampin vahvistuksen enintään 60: een dB?

Hyvä kokonaiskuva mikrofonien ja muiden äänilaitteiden tuotevalikoimasta: -

Kuva otettu täältä.

Kuten voidaan nähdä, studiomikrofoni (tyypistä riippuen) voi tuottaa ulostulojen alueen välillä -60 dBm (suhteessa 600 ohmiin siten 0 dBm = 0,775 volttia) - -20 dBm.Tämä koskee vakiopainetasoa 1 pascal 1 kHz: llä.

Linjatulotasot ovat tyypillisesti noin 0 dBm, joten tyypillisen mikrofonin esivahvistimen vahvistusalue on 20–60 dB.

60 dB tarkoittaa, että 1 mV mikrofonista tulee 1 V: n ulostuloksi.Se on suurin osa mikrofonin vahvistamisesta ja syöttämisestä "linjatason" tuloon.Suurin osa mikrofoneista tuottaa muutaman mV: n normaalille äänitasolle.

Muiden vahvojen kaistanleveystuotetta koskevien vastausten lisäksi on toinen ongelma.Liian suurella vahvistuksella tulo-op-vahvistin voi kyllästyä sisääntulon offset-jännitteen vuoksi.Monet mikserilaudat käyttävät 5532 op -vahvistinta ensimmäisessä vahvistusvaiheessa.Sen tyypillinen siirtojännite on 0,5 mV, mutta se voi olla jopa 5 mV yli lämpötilan.60 dB: n vahvistuksella 5 mV: n tuloesiirrosta tulee 5 V: n DC-siirtymä lähdössä.5532: lla on myös 10 MHz: n tyypillinen vahvistuskaistanleveystuote, joten 60 dB: n vahvistuksella kaistanleveys on enintään 10 kHz.

Kun voimaa on paljon, myös melua on yleensä paljon.Esivahvistimen jälkeen haluan käyttää alipäästöaktiivista suodatinta saadaksesi lisää vahvistusta ja suodattamalla myös osan korkeataajuisista esivahvistimista.Käytän OPA2134-op-vahvistinta, josta opin hyvien aktiivisten suodattimien suunnitteluohjeista Linkwitz Labissa.Ellei maksimitaajuus ole matala, käytän alle 60 dB: n vahvistusta yhdessä vaiheessa.Kaksi 40dB vaihetta olisi parempi.