苏州工业园区职业技术学院毕业论文（设计）
可以被称之为发烧级运放。
有了以上对集成运放基本性能的了解，就可以在不断迫求高保真音响效果的过程中游刃有余。运放作为器件在音响设备中很大程度上决定着整个音响系统的质量档次。随着新型运放不断间世，发烧友们可以在众多型号的运放中选择性能更好的运放来更换原有音响器材中的运放。使原有音响设备在不作大的变动前提下，便能达到升级换代的目的。还可以参与调整原音响器材电路中各器件的运用布局，使之更趋合理。用不多的投入来更接近Hi-Fi标准。
1.在早期发烧级运放中，大家熟悉的型号有：单运放NE5534、OP37、LF356、LM318和CA3140；双运放NE5532、LM833、CA3240、LF412和uPC4556。这些运放都曾被冠以“运放皇”、“极品运放”等头衔，在前儿年的确风光一时。就是现在相当多的发烧级音响器材中仍能见到这些运放的身影。其中单运放中的NE5534和双运放中的NE5532更是在音响界家喻户晓。它们具有较细腻的高音，低音也较厚实，整体音色偏暖。虽然这两款运放都是双极型，但以低噪声、高转换速率、宽频带、驱动能力强等优良特性以及便宜的价格曾使一代发烧友为之倾倒。
当然缺点也是毋庸置疑的：输入阻抗较低、高音发毛、解析力不够高、声场的定位聚焦欠准确。后来又出现了不少盗版产品使之声誉大受影响。尽管如此，正宗的NE5534和NE5532仍是值得采用的“保留”运放，进口、国产中档成品CD、VCD和LD的音频电路中大量运用就是最好的证明。后来美国Signetics公司又推出NE5535想作为双运放NE5532的升级产品，其转换速率达15V/μs，但由于增益带宽积仅为1MHz，而输入噪声密度却高达30nV／√Hz，使音色不比NE5532提高多少，自然在音响界未能站得住脚，也就偃旗息鼓自行停产。
2. 90年代初美国线性技术公司（Linear Technology）研制出LT1028单运放和LT1057双运放，在音响界又名噪一时。这两款发烧级运放正如各种媒体所介绍的，其音色属“冷艳清丽”型，有较高的解析力和层次感。除了高转换速率、宽频带等特性外，还有低输入偏流，这主要是采用了MOS型场效应管构成输入差分放大级，也是解析力较好的主要原因。看起来双运放LT1057似乎是两个单运放LT1028的组合。但究其内部电路还是有所差异。从静态电源电流可看出，双运放LT1057只有3.2mA静态电流，平均每个运放只耗电1.6mA，而单运放LT1028有7.4mA的静态电流，是LT1057中单个运放的4.6倍。将这两种运放分别用在前置放大器中聆听比较LT1028的音色就比LT1057要醇厚，动态与解析力比LT1057还要略胜一筹。总之，用这两款运放来改善层次感和解析力不足的音响器材，恰似好钢用在了刀刃上，每试必有收获。
3.美国模拟器件公司（AnalogDevices）1995年推出的新型发烧级双运放OP275一经试用，就博得了胆机发烧友的喝彩，评价为具有“胆味”的发烧级运放。OP275采用JFET结型场效应管组成输入差分放大级，与双极型晶体管混合搭配成完整运放电路。将其应用在音响电路中，表现出的特点是：人声演绎得十分逼真，具有电子管音响的醇厚、柔顺和润泽。这主要得益于OP275十分平坦的增益传输通频带，在20Hz～20kHz范围内的输出曲线段几乎完全水平，“胆”声韵味在该运放的作用下表现得淋漓尽致。用OP275来改善音质毛糙、“声”
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单力薄的音响器材真是恰到好处。而且该双运放市场售价仅二十元左右，应该说比较超值。但要注意现在市场上出售的有美国产和韩国产之分，后者价格更便宜些。虽说制作电路版本一样，但听感上仍觉得美国产的要好些。
4. AD711单运放、AD712双运放、AD713四运放是美国模拟器件公司新近推出，用于更新替换早期的单运放TL081、LF411；双运放TL082、LF412和四运放TL084、LF347。该系列运放具有高转换速率16V/μS和低达0.0003％的总谐波失真度，用在音响器材上的定位表现相当好，与其它发烧运放相比，音色比较朴素，似未作过任何修饰。高频解析力的听感在NE5532与LT1057之间，不过略带“毛刺”，大概是4MHz的增益带宽还不够宽的原故；低音控制力较强，比LT1057要厚实些。据说AD712双运放还用在了SONY高档CD机CDP-777EST的电路中。AD712的市场售价仅十五元左右，值得“摩机”发烧友一试。
5.美国模拟器件公司在95年推出的AD827双运放和AD847单运放，其设计本意是想用在视频信号处理电路中，因为它们具有300V/μS的高转换速率和50MHz的增益带宽（比一般发烧级运放要高1～2个数量级）。可是当音响发烧友将其尝试着在音响电路中一用，却得到了意料之外的惊人效果。它们在音频范围内的表现儿乎无懈可击。晶莹剔透的高音频延仲得相当宽；低频的展现也十分扎实有力且弹跳感明显。最为可贵的是AD827、AD847的低电压性能非常好，即使工作电压低到±5V，仍能保持200V/μS的转换速率和35MHz的增益带宽，这样的性能不仅能满足视频信号电路对运放交流参数的需要，在音频电路范围内应用更能使其大显身手。其音色解析力可以说在现阶段达到了“无与伦比”的境地。
6.以上所介绍的各种发烧级集成运算放大器其内部均采用电压式反馈网络来提高自身特性，而最近美国伊莱迪克公司（Elantec）又研制推出一种新型运放EL2000系列。在该系列运放的内部电路采用了电流取样反馈模式，使运放信号电流的输出更接近于恒流源，这对于工作在小信号状态下的电路（如前置放大、线路放大、缓冲放大等）将产生十分有利的影响。EL2000运放系列中EL2232是最值得推荐使用的，其高达600V /μS的转换速率比目前称为极品运放的AD827还要超出一倍，50MHz的增益带宽和4.5nV/√Hz输入噪声密度，也足以令人叫绝。在音响电路中使用，能明显感到该运放的音色亲切自然、甜美圆润；声场解析力之高使音乐声中表现的人声、弦乐声、管乐声和打击乐声层次分明；音场方向定位准确；低音下潜得更深沉，高频舒展得更亮丽。
不过，在使用EL2232双运放“摩机”时必须注意，原电路中的运放内部负反馈模式是电压取样型，其外围电路参数不适用于电流反馈型运放，所以不能将EL2000系列运放直接替换到电路中，否则达不到应有效果，只能使EL2000系列运放表现平平，让满腔热情的发烧友大失所望。
图3是一个常用的线路放大电路，其电压增益公式为：Ku=1+R2/R1；如要变动放大器增益，只须改变R2与R1的比值。如果将电流反馈型运放接入该电路，R2与R1的取值范围只能在50Ω～10k之间才能有效。图4也是一种常用的同相放大器。该电路具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，可称为缓冲隔离放大器。该电路的电压增益公式为Ku = Use/UsrC1≤1，而电流增益为Ki = isc/isr = ic/ib>>1，且输入输出波形相位一致，所以又称之为跟随器。通常使用运放构成图4电路，其中电阻R阻值为0，是完全反馈式的短路线。
但选择EL2000系列运放在该电路中应用，电阻R的阻值就不能是0，必须在1k左右
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调整取值才能有效。满足以上条件后，图3、图4实用电路中的运放就能互换成EL2000系列电流反馈型运放。另外，由于EL2000系列电流反馈型运放的输入电路不是其它运放常用的差分电路结构，所以这种运放的共模信号抑制比不太高，大多在60dB～70dB之间，在音响电路的效果中可能会产生些背景噪音，但是在使用CD、LD、VCD等数码音源情况下，这点背景噪音无碍大局，即使在线路放大、缓冲放大等场合下运用，也不会带来不良后果，发烧友尽可放心使用。所以在选用每种新运放之前，应该对该运放的性能、参数、特点和电路结构有所了解和熟悉，从而对运放的应用做到合理恰当，避免人云亦云的盲目性。这就是对Hi-Fi音响的追求由感性上升为理性的表现，只有这样才能充分享受“摩用”新型运放所带来的种种快慰。各种发烧级运放的主要性能参数对照见表2。
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随着科技的进步和发展，相信集成运算放大器还会朝着高增益、高精度、高输入阻抗、高转换速率、低功耗、低漂移、宽频带、多功能等更高、更理想化的指标，继续不断地推陈出新。在音响和影视领域，以看得见、听得到、摸得着的高科技产物组众多的发烧友们带来更多的惊喜和兴奋，以满足日益增长的物质文明和精神文化的需求。
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二、基于集成运放信号的对数运算
在对数运放组成的电路中，对数运放电路应工作在线性区。为简便起见，将电路中的运放当作理想运放。在讨论对数运放电路时，将虚断和虚短作为基本出发点。
2.1几个重要概念
1、虚短原则
由于在线性区理想的开环电压放大倍数Auo为无穷大， 所以Ui=U+ ━ U-=Uo/Auo=0-----------------------（1）
式（1）表明，如果工作在线性区，那么它的同相输入端和反相输出端的电压始终相等，从电压的角度来看，可以把他们看成短路。当同相输入端接地时反相输入端称为虚地。
2、虚断原则
理相运放的差模输入电阻Rid为无穷大，流入运放的输入的电流为0，可认为外部电路与运放输入端之间是断开的，称为虚断。
3、饱和区的分析方法
如果运放的输出达到饱和电压，运放就工作在饱和区，运放工作在饱和区可能是因为开环或正反馈，也可能是因为反馈较小，或输入信号幅度较大等。在饱和区，由于运放的输出电压很大，虚断则完全可用，但这时因U-与U+不再相等，所以虚短则不再可用，运放工作在饱和区，输出电压的饱和状态可作为分析的依据之一。
2.2 对数运放电路
半导体PN结的伏安特性为指数函数，利用该特性可以实现对数运算，使用PNP型BJT的Ucb>0(但接近于0)，Ube>0，则在一个相当宽广的范围内（例如Ic从10ˉ9------10ˉ8A之间，集电极电流与基-射的电压具有较为精确的对数关系。
Ic≈Ie=IeS(eUbe/UT—1) ≈IecEUbe/UT (3.1) 这是因为一般有Ube>>UT(UT=KT/q为温度的电压当量，式中K为玻尔姿曼常数，T为热力学温度，q为电子电荷，在室温300K时，UT=26mV。Ies是发射极反相饱和电流。
Ube=UtlnIc/Ies (3.2) 将PN结和运放结合起来，可以实现对对数函数，电路如图所示
根据虚断和虚短的原则有： Ii=Ic=Ui/Ri,Uo=-Uce=-ube 注意到式（3-2）有
UO=-ube=-UtlnUi/Ies=-ui/R1Ies =-Utlnui +UtlnR1Ies
由上式可知，输出电压UO和输入电压成对数关系，但要注意：
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