轉(zhuǎn)換速率,轉(zhuǎn)換速率是什么意思
轉(zhuǎn)換速率,轉(zhuǎn)換速率是什么意思
運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率
轉(zhuǎn)換速率(SR)是運(yùn)放的一個(gè)重要指標(biāo),單位是V/μs。該指標(biāo)越高,對(duì)信號(hào)的細(xì)節(jié)成分還原能力越強(qiáng),否則會(huì)損失部分解析力。運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率定義為,運(yùn)放接成閉環(huán)條件下,將一個(gè)大信號(hào)(含階躍信號(hào))輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得運(yùn)放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間,運(yùn)放的輸入級(jí)處于開關(guān)狀態(tài),所以運(yùn)放的反饋回路不起作用,也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無(wú)關(guān)。轉(zhuǎn)換速率對(duì)于大信號(hào)處理是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于一般運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs,高速運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運(yùn)放最高轉(zhuǎn)換速率SR達(dá)到6000V/μs。這用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。20世紀(jì)80年代流行的"運(yùn)放皇"NE5532、NE5534的轉(zhuǎn)換速率分別達(dá)9V/μs和13V/μs,比當(dāng)時(shí)大量使用的JRC4558(1V/μs)、M5218(2.5V/μs)好,難怪受到當(dāng)時(shí)發(fā)燒友的追捧,因?yàn)榇_實(shí)比OP37(2.8V/μs)、OP07(0.3V/μs)優(yōu)秀。后來(lái)相繼推出了OP275、OP249(22V/μs)、UL01、UL02(25V/μs)等運(yùn)放,人們又再一次對(duì)它們趨之若鶩,不過(guò)比AD827、AD847(300V/μs)仍遜色不少。近年OPA2604(25V/μs)等也有不錯(cuò)的表現(xiàn),但仍未達(dá)到AD827的水平。那么,是否轉(zhuǎn)換速率越高越好呢?也不是。例如EL2260 (1500V/μs)、OPA633 (2500V/μs),如果不改線路板,會(huì)因?yàn)樵娐钒宓姆植茧姼小?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電容/" target="_blank">電容導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定而自激。有了OPA2604等新運(yùn)放后,像NE5532是否已一無(wú)是處?當(dāng)然也不能一概而論。如果一個(gè)系統(tǒng)原來(lái)的解析力已很高,但聲音偏薄,采用NE5532、NE5534,效果即會(huì)有明顯的改善。因其轉(zhuǎn)換速率稍低,正好把高解析力信號(hào)中一些過(guò)于尖銳的波形峰谷磨鈍,反而多了幾分圓潤(rùn),加上其輸出電流大,聲波的密度增加,令整個(gè)系統(tǒng)的性能得到提高。過(guò)去人們對(duì)LT1057、LT1058評(píng)價(jià)為聲音冷艷,原因是解析力不錯(cuò),轉(zhuǎn)換速率與NE5532、NE5534相近,但因其增益帶寬僅為5MHz,因此帶內(nèi)頻響平衡度比不上NE5532(GBW為10MHz)、NE5534(GBW為13MHz),當(dāng)然更比不上AD827、AD847(GBW為50MHz)。
現(xiàn)代各級(jí)電路都盡量應(yīng)用截止頻率高、線性好的晶體管以盡量減少失真。例如馬蘭士CD機(jī)的模擬輸出就使用性能好的晶體管組成HDAM模塊,以獲得高轉(zhuǎn)換速率和高線性放大。由于模塊的供電電壓比集成電路高,可獲得比運(yùn)放集成電路更大的動(dòng)態(tài)輸出和更大的電流,還用低噪聲管以獲得高信噪比等。為適應(yīng)SACD等信號(hào)源的發(fā)展,馬蘭士對(duì)HDAM模塊進(jìn)行了改進(jìn),將電壓反饋形式改為電流反饋,使頻帶兩端延伸、失真更少、動(dòng)態(tài)也更大。摩機(jī)時(shí)可有針對(duì)性地對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改造,如信號(hào)源模擬輸出部分、功放輸入級(jí)以至電壓放大級(jí),均可更換性能更好的運(yùn)放、元件及電路,以提高音質(zhì)。
線材的轉(zhuǎn)換速率
其實(shí)線材也存在轉(zhuǎn)換速率問(wèn)題,有些人未必會(huì)認(rèn)同。線材中的分布參數(shù)對(duì)線材的轉(zhuǎn)換速率影響較大,其中電容和電感對(duì)中高頻影響較為顯著,對(duì)于低頻的轉(zhuǎn)換速率則以電感和電阻影響較為顯著。
信號(hào)經(jīng)過(guò)線材后波形發(fā)生了變化,造成的變化,從傅立葉頻譜分析理論不難理解:波形發(fā)生變化,就意味著各次諧波的成分發(fā)生變化,即各頻率成分比例發(fā)生了變化,這是造成各種線材個(gè)性差異的原因。自制線材時(shí),用同樣的材料去做線,加工方法不同其效果也不一樣。傳輸數(shù)字信號(hào)的同軸數(shù)字線、光纖線有質(zhì)量上的差別,而質(zhì)高者價(jià)高,一般只能理性選擇性價(jià)比高的購(gòu)買,天價(jià)器材不是人人都能承受的。
電容的轉(zhuǎn)換速率
電容的轉(zhuǎn)換速率受以下因素影響。下面以音響中常用的兩類電容--電解電容和無(wú)極性電容分別予以介紹。
1.電解電容
(1)電容量
電容量大,相對(duì)來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)換速率較低。一些耦合、退耦用的電解電容,以小容量多只并聯(lián),或并聯(lián)小容量無(wú)極性電容的方法來(lái)提高中高頻的轉(zhuǎn)換速率已屬常見。
(2)電極與電解質(zhì)
電解電容電極上的活性物質(zhì)以及電解質(zhì)也會(huì)影響其轉(zhuǎn)換速率。
(3)導(dǎo)電性能
電解質(zhì)的導(dǎo)電能力越強(qiáng),轉(zhuǎn)換速率越高。優(yōu)秀電容的轉(zhuǎn)換速率都比較高。從其正切損耗值就可以看出,損耗越大,表示它越跟不上信號(hào)的高速變化。由于活性物質(zhì)頻頻的極性轉(zhuǎn)換,其損耗能量引起發(fā)熱,還會(huì)影響壽命,一些質(zhì)量差的電解電容還會(huì)發(fā)熱"爆炸"。
2.無(wú)極性電容
(1)分布電感
采用疊片方式的電容比采用卷繞方式電容的電感小,所以采用疊片方式電容的轉(zhuǎn)換速率高,高頻響應(yīng)好,但卷繞方式生產(chǎn)過(guò)程容易,故市面上的電容以卷繞方式多見。一些質(zhì)量較好的電容采用多個(gè)小容量電容并聯(lián)以減少分布電感。
(2)導(dǎo)體的電阻
現(xiàn)在有些無(wú)極電容為減少體積及降低成本,往往在介質(zhì)上鍍上一層金屬作電極,這層金屬材料和厚度都會(huì)影響導(dǎo)電。因?yàn)殡娙菔强砍浞?a target="_blank">電工作去"傳遞"信號(hào),所以導(dǎo)體的電阻越小,電流越暢順,瞬態(tài)反應(yīng)就越好,導(dǎo)體電阻引起的相移也越小 ,傳遞信號(hào)的畸變也越小。例如,丹麥Jenson電容,導(dǎo)體就分銀、銅、鋁、錫幾種,但因此制成后體積較大,成本也較高。近年采用無(wú)極電容做膽前級(jí)的電源濾波電容也越來(lái)越多見。
電源的轉(zhuǎn)換速率
好電源應(yīng)具備以下條件:
1.功率供應(yīng)充裕 其中包括電源變壓器供電能力在大動(dòng)態(tài)時(shí)有足夠的裕量,否則動(dòng)態(tài)會(huì)嚴(yán)重壓縮(大電流時(shí)電壓下降嚴(yán)重)。
2.較低的內(nèi)阻 包括變壓器次級(jí)繞組用線夠粗、整流器內(nèi)阻小。
3.好的濾波電容 濾波電容的容量足夠大,能供應(yīng)足夠的沖擊電流等。因此,質(zhì)量好的放都選擇高頻特性優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)電解電容,有些還在電解電容上并聯(lián)無(wú)極電容或以多只小容量電解電容并聯(lián)的方法,降低中高頻的內(nèi)阻。
以上是針對(duì)無(wú)穩(wěn)壓供電的電源而言。如果用穩(wěn)壓電源供電,穩(wěn)壓電路的瞬態(tài)響應(yīng)能力也影響放音表現(xiàn)。限于大功率的穩(wěn)壓電源成本較高,所以一般穩(wěn)壓電路主要設(shè)在信號(hào)源、功放前級(jí)的電壓放大部分。
由于功放的功率放大部分電流變化太大,因此要用穩(wěn)壓方式供電成本實(shí)在太高。不管是串聯(lián)還是并聯(lián)方式穩(wěn)壓,電源部分的功率管、散熱片的成本不亞于功率放大部分,因此除非是檔次很高的功放一般都不采用。近年出現(xiàn)對(duì)功率放大部分供電采用開關(guān)式電源,如果設(shè)計(jì)良好,抗干擾處理得好,不失為電源的一個(gè)發(fā)展方向。 由于現(xiàn)代信號(hào)源的進(jìn)步,使得器材的解析力越來(lái)越高,人們應(yīng)對(duì)器材的轉(zhuǎn)換速率引起足夠的重視。
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