目前音响爱好者中有一股“摩机”热,发烧友常以运算放大器的转换速率(SR)的大小来衡量运算IC的优劣。转换速率即为该电路在单位时间内信号电压的变化量,其单位以V/μs表示。如SR为1V/μs,这意味着该IC的输出电压在1μs时间内最多能变化1V,所以它是说明其输出电压快慢的一个参数。对正弦波信号而言,工作在频率为f的放大器,如输出电压为V\(_{O}\),其SR应满足: SR≥2πfVO……(1)那么,对音响电路对言,工作在不同位置上的IC对SR究竟有什么要求呢?现以如图所示电路为例作一些讨论。

我们知道人耳的听觉范围为20Hz-20kHz,因此放大器的频响也定在这个范围内。但若以20kHz的正弦波信号来考察音响IC对SR的要求都是不合理的。这是因为音频信号是由多种不同频率、不同幅度的信号叠加而成,其瞬间的波形极为复杂。为保护放大器的瞬态指标,这里用20kHz的方波来考察音响IC对SR的要求。
根据电工学原理,方波信号可由一系列不同频率的正弦波叠加而成。如用f(x)表示方波波形所对应的函数,则f(x)可表示为:
f(x)=\(\frac{4}{π}\)[sinx+1;3sin3x+……+\(\frac{1}{2k-1}\)sin(2k-1)x+……]……(2)
上式表示矩形波可由频率为基波奇数倍的正弦波叠加而成。其幅值随频率的上升而下降。若把幅度为1/20基波以下的谐波成份舍去,则20kHz方波的最高正弦波谐波成份约为400kHz,即以400kHz的正弦波束考察IC对SR的要求。
一般音响器材各级信号大小如表1所示。由此可见,就如图电路而言,IC1~IC3均处于小信号工作状态,所处理的信号的幅度约1~2V\(_{PP}\),而K4则因不同的输出功率而需较大的输出电压。

现在可用(1)式来计算运算放大器在放大不同频率的信号在不同输出电压时所需的转换速率了。表2是它的计算值。计算结果表明,对于处理400kHz以下的正弦波信号,在小信号工作时IC对SR的要求是有限的。应该指出的是放大器频响的高端取400kHz其要求是足够高的了,一般100kHz已能满足要求。当频响从100kHz降到50kHz时,听觉上也只感到音质略为变暖,而高音的清晰度基本没有变化。纵然这样,当小信号工作的IC在4V\(_{PP}\)输出,f为40OkHz时SR也仅需10V/μs,一般小信号放大器很少有这样高的电压摆幅。当需IC有较大的输出幅度如图中的IC4,则应选用有较大SR的运算IC。

值得指出的是,运算放大器用作音响电路时,其它指标对音质却有极大的影响。如用作R1AA、磁带、前置等前级小信号放大器时IC的噪声指标,如果此项指标性能差,不但会引入噪声,使整机信噪比降低,而且会因此产生附加相移、使音质变劣。又如前后级直接耦合的多级放大器,如使用失调、温漂大这样稳定性差的放大器,可能随使用环境的变化而使输出静态不为零而造成严重的后果。另外电路的其它元件的优劣,电路的设计、排列、布线的合理与否都会影响整个电路的性能。
综上所述,爱好者在选用音响IC时,不必盲目地用昂贵的代价选用高SR的IC,而应根据不同的使用场合,结合所采用的电路的特点而灵活应用不同性能的运放,以其尽量发挥器件的特色,物尽其用。一般地说,用作小信号放大的IC,主要考虑的应是器件噪音低、频带宽、温漂小;而对功率推动用的大动态输出级的运放,应首先考虑有较大的转换速率,足够的功率带宽和输出幅度。当然对温漂、失调也有一定的要求。若该级选用不慎,那么前级再好,对整个音响系统也将无济于事。(陈兴宝)