特征

●低失真：1kHz時為0.0003%

●低噪聲：10nV/√Hz

●高轉換率：25V/μs

●寬增益帶寬：20MHz

●單位增益穩定

●供電范圍廣：VS=±4.5至±24V

●驅動600Ω負載

●提供雙版本（OPA2604）

應用

●專業音頻設備

●PCM DAC I/V轉換器

●光譜分析設備

●有源濾波器

●傳感器放大器

●數據采集

說明

OPA604是一個FET輸入運算放大器，用于增強交流性能。極低失真、低噪聲和寬頻帶在高質量音頻和其他需要卓越動態性能的應用中提供了優異的性能。

新的電路技術和特殊的激光微調動態電路性能產生非常低的諧波失真。結果是一個音質卓越的運算放大器。OPA604的低噪聲FET輸入提供了寬動態范圍，甚至高源阻抗。偏置電壓是激光微調，以減少級間耦合電容的需要。

表面溫度范圍為-25°C至-8°C，適用于OPA-8的最小溫度范圍。

引腳配置

典型特征

TA=+25°C，VS=±15V，除非另有說明。

應用程序信息

偏移電壓調整

OPA604偏置電壓是激光微調的，在大多數應用中不需要進一步微調。與大多數放大器一樣，對于每100μV的調整偏移，外部微調剩余偏移可使漂移性能改變約0.3μV/°C。OPA604可以通過不連接外部零位電路來取代許多其他放大器。

OPA604是單位增益穩定，使它易于在廣泛的電路使用。對于噪聲或高阻抗電源線的應用，可能需要在器件引腳附近使用去耦電容器。在大多數情況下，在每個電源引腳上安裝1μF鉭電容器就足夠了。

畸變測量

OPA604產生的失真低于幾乎所有商用設備的測量限值。然而，一個特殊的測試電路可以用來擴展測量能力。

運算放大器失真可以看作是一個內部誤差源，可以參考輸入。圖2顯示了一個導致運算放大器失真比運算放大器正常產生的失真大101倍的電路。在其他標準的非互易放大器配置中加入R3會改變電路的反饋系數或噪聲增益。閉環增益不變，但可用于糾錯的反饋減少了101倍。這將測量限值（包括信號源純度的影響）擴大了101倍。注意，應用到運算放大器的輸入信號和負載與沒有R3的傳統反饋相同。

該技術的有效性可通過在高增益和/或高頻下重復測量來驗證，其中失真在測試設備的測量能力范圍內。此數據表的測量是用音頻精密系統1進行的，這大大簡化了重復測量。然而，測量技術可以用手動畸變測量儀器來執行。

電容性負載

OPA604的動態特性已針對常見增益、負載和工作條件進行了優化。低閉環增益和電容性負載的結合會降低相位裕度，并可能導致增益峰值或振蕩。負載電容與運算放大器的開環輸出電阻反應，在反饋回路中形成一個額外的極點。圖3顯示了在電容性負載下保持相位裕度的各種電路。

對于單位增益緩沖器，如圖3a所示，通過添加相位超前網絡RC和CC來保持穩定性。跨過RC的電壓降將減少重負載時的輸出電壓擺幅。圖3b所示的備用電路不限制低負載阻抗的輸出。它提供少量的正反饋，以降低凈反饋系數。由于運算放大器增益衰減減少了補償網絡上的自舉作用，該電路的輸入阻抗在高頻下下降。

圖3c和3d顯示了非轉換放大器的補償技術。與跟隨器電路一樣，圖3d中的電路消除了由于負載電流引起的電壓降，但代價是高頻輸入阻抗有所降低。

圖3e和3f顯示了用于逆變和差分放大器配置的輸入引線補償網絡。

噪聲性能

運算放大器的噪聲由噪聲電壓和噪聲電流兩個參數描述。電壓噪聲決定了低源阻抗下的噪聲性能。低噪聲雙極輸入運算放大器，如OPA27和OPA37提供非常低的電壓噪聲。但如果源阻抗大于幾千歐姆，則雙極輸入運算放大器的電流噪聲會與源阻抗發生反應并占主導地位。在幾千歐姆及以上的源阻抗下，OPA604通常提供較低的噪聲。

功率損耗

OPA604能夠驅動600Ω負載，電源電壓高達±24V。在高電源電壓下工作時，內部功耗增加。典型的特性曲線，功率損耗與電源電壓，顯示靜態耗散（無信號或無負載）以及最壞情況下的連續正弦波耗散。連續的高電平音樂信號通常產生的耗散比最壞情況下的正弦波要小得多。

與傳統塑料封裝相比，OPA604中使用的銅引線框架結構提高了散熱性。為了達到最佳散熱效果，將設備直接焊接到電路板上，并使用寬電路板痕跡。

輸出電流限制

輸出電流被內部電路限制在25°C時約為±40毫安。如典型曲線所示，極限電流隨溫度升高而降低。

注：設計公式和組件值為近似值。需要用戶調整以獲得最佳性能。

音質

面的討論是提供的，認識到并不是所有被測量的性能行為都能解釋或與音頻專家的聽力測試相關。OPA604的設計既考慮了客觀的性能測量，也考慮了對以往運放設計成功與失敗的廣泛理論的認識。

音質

運算放大器的音質通常是關鍵的選擇標準，即使數據表聲稱其具有異常的失真性能。就其性質而言，音質是主觀的。此外，聽力測試的結果可能因應用和電路配置而異。即使是有經驗的聽眾在控制測試中也常常得出不同的結論。

許多音頻專家認為高性能FET運算放大器的音質優于雙極運算放大器。其中一個可能的原因是雙極性設計比fet產生更大的奇次諧波。對于人類的耳朵來說，奇數次諧波一直被認為比偶數次諧波聽起來更令人不快。fet和真空管一樣，具有平方律的I-V傳遞函數，比雙極晶體管的指數傳遞函數更線性。作為平方律特性的直接結果，fet主要產生偶數次諧波。圖10顯示了雙極晶體管和場效應晶體管的傳遞函數。兩個傳遞函數的傅里葉變換揭示了場效應晶體管放大器級的低奇次諧波。

OPA604設計

OPA604在整個信號通路中使用fet，包括輸入級、輸入級負載和輸出級的重要分相部分。雙極晶體管用于其特性（如電流能力）很重要，且其傳輸特性影響最小的地方。

該拓撲由一個折疊的共源共柵增益級和單位增益輸出級組成。差分輸入晶體管J1和J2是一種特殊的大尺寸P溝道JFET。輸入級電流為相對較高的800μa，提供高跨導和降低電壓噪聲。級電流的激光微調和對對稱性的仔細注意產生了±25V/μs的近乎對稱的轉換速率。

JFET輸入級將輸入偏置電流保持在大約50pA或比普通雙極輸入音頻運算放大器低大約3000倍。這大大降低了高阻抗電路的噪聲。

J1和J2的漏極由Q1和Q2級聯，驅動輸入級負載fetj3和J4。失真抑制電路（專利）線性化開環響應和增加電壓增益。OPA604的20MHz帶寬通過用戶連接的反饋回路進一步減少失真。

輸出級包括一個JFET分相器加載到高速全NPN輸出驅動器。輸出晶體管由一個特殊的電路偏置，以防止切斷，即使輸出擺幅達到600Ω負載。

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