转换速率,

转换速率,

运放的转换速率
转换速率（SR）是运放的一个重要指标,单位是V/μs.该指标越高,对信号的细节成分还原能力越强,否则会损失部分解析力.运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率.由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关.转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR<=10V/μs,高速运放的转换速率SR10V/μs.目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs.这用于大信号处理中运放选型.20世纪80年代流行的"运放皇"NE5532、NE5534的转换速率分别达9V/μs和13V/μs,比当时大量使用的JRC4558（1V/μs）、M5218（2.5V/μs）好,难怪受到当时发烧友的追捧,因为确实比OP37（2.8V/μs）、OP07（0.3V/μs）优秀.后来相继推出了OP275、OP249（22V/μs）、UL01、UL02（25V/μs）等运放,人们又再一次对它们趋之若鹜,不过比AD827、AD847（300V/μs）仍逊色不少.近年OPA2604（25V/μs）等也有不错的表现,但仍未达到AD827的水平.那么,是否转换速率越高越好呢?也不是.例如EL2260 （1500V/μs）、OPA633 （2500V/μs）,如果不改线路板,会因为原电路板的分布电感、电容导致电路工作不稳定而自激.有了OPA2604等新运放后,像NE5532是否已一无是处?当然也不能一概而论.如果一个系统原来的解析力已很高,但声音偏薄,采用NE5532、NE5534,效果即会有明显的改善.因其转换速率稍低,正好把高解析力信号中一些过于尖锐的波形峰谷磨钝,反而多了几分圆润,加上其输出电流大,声波的密度增加,令整个系统的性能得到提高.过去人们对LT1057、LT1058评价为声音冷艳,原因是解析力不错,转换速率与NE5532、NE5534相近,但因其增益带宽仅为5MHz,因此带内频响平衡度比不上NE5532（GBW为10MHz）、NE5534（GBW为13MHz）,当然更比不上AD827、AD847（GBW为50MHz）.
现代各级电路都尽量应用截止频率高、线性好的晶体管以尽量减少失真.例如马兰士CD机的模拟输出就使用性能好的晶体管组成HDAM模块,以获得高转换速率和高线性放大.由于模块的供电电压比集成电路高,可获得比运放集成电路更大的动态输出和更大的电流,还用低噪声管以获得高信噪比等.为适应SACD等信号源的发展,马兰士对HDAM模块进行了改进,将电压反馈形式改为电流反馈,使频带两端延伸、失真更少、动态也更大.摩机时可有针对性地对薄弱环节进行改造,如信号源模拟输出部分、功放输入级以至电压放大级,均可更换性能更好的运放、元件及电路,以提高音质.
线材的转换速率
其实线材也存在转换速率问题,有些人未必会认同.线材中的分布参数对线材的转换速率影响较大,其中电容和电感对中高频影响较为显著,对于低频的转换速率则以电感和电阻影响较为显著.
信号经过线材后波形发生了变化,造成的变化,从傅立叶频谱分析理论不难理波形发生变化,就意味着各次谐波的成分发生变化,即各频率成分比例发生了变化,这是造成各种线材个性差异的原因.自制线材时,用同样的材料去做线,加工方法不同其效果也不一样.传输数字信号的同轴数字线、光纤线有质量上的差别,而质高者价高,一般只能理性选择性价比高的购买,天价器材不是人人都能承受的.
电容的转换速率
电容的转换速率受以下因素影响.下面以音响中常用的两类电容--电解电容和无极性电容分别予以介绍.
1.电解电容（1）电容量
电容量大,相对来说转换速率较低.一些耦合、退耦用的电解电容,以小容量多只并联,或并联小容量无极性电容的方法来提高中高频的转换速率已属常见.
（2）电极与电解质
电解电容电极上的活性物质以及电解质也会影响其转换速率.
（3）导电性能
电解质的导电能力越强,转换速率越高.优秀电容的转换速率都比较高.从其正切损耗值就可以看出,损耗越大,表示它越跟不上信号的高速变化.由于活性物质频频的极性转换,其损耗能量引起发热,还会影响寿命,一些质量差的电解电容还会发热"爆炸".
2.无极性电容
（1）分布电感
采用叠片方式的电容比采用卷绕方式电容的电感小,所以采用叠片方式电容的转换速率高,高频响应好,但卷绕方式生产过程容易,故市面上的电容以卷绕方式多见.一些质量较好的电容采用多个小容量电容并联以减少分布电感.
（2）导体的电阻
现在有些无极电容为减少体积及降低成本,往往在介质上镀上一层金属作电极,这层金属材料和厚度都会影响导电.因为电容是靠充放电工作去"传递"信号,所以导体的电阻越小,电流越畅顺,瞬态反应就越好,导体电阻引起的相移也越小 ,传递信号的畸变也越小.例如,丹麦Jenson电容,导体就分银、铜、铝、锡几种,但因此制成后体积较大,成本也较高.近年采用无极电容做胆前级的电源滤波电容也越来越多见.
电源的转换速率
好电源应具备以下条件：
1.功率供应充裕 其中包括电源变压器供电能力在大动态时有足够的裕量,否则动态会严重压缩（大电流时电压下降严重）.
2.较低的内阻 包括变压器次级绕组用线够粗、整流器内阻小.
3.好的滤波电容 滤波电容的容量足够大,能供应足够的冲击电流等.因此,质量好的放都选择高频特性优良的优质电解电容,有些还在电解电容上并联无极电容或以多只小容量电解电容并联的方法,降低中高频的内阻.
以上是针对无稳压供电的电源而言.如果用稳压电源供电,稳压电路的瞬态响应能力也影响放音表现.限于大功率的稳压电源成本较高,所以一般稳压电路主要设在信号源、功放前级的电压放大部分.
由于功放的功率放大部分电流变化太大,因此要用稳压方式供电成本实在太高.不管是串联还是并联方式稳压,电源部分的功率管、散热片的成本不亚于功率放大部分,因此除非是档次很高的功放一般都不采用.近年出现对功率放大部分供电采用开关式电源,如果设计良好,抗干扰处理得好,不失为电源的一个发展方向. 由于现代信号源的进步,使得器材的解析力越来越高,人们应对器材的转换速率引起足够的重视.