特征

•卓越的音質(zhì)

•超低噪聲：1kHz時(shí)為1.1nV/√Hz

•超低D偏差：0.000015%1kHz時(shí)

•高轉(zhuǎn)換率：27V/μs

•寬帶寬：40MHz（G=+1）

•高開環(huán)增益：130dB

•統(tǒng)一增益穩(wěn)定

•低靜態(tài)電流：3.6mA（單），7.2mA（雙）

•軌對(duì)軌輸出

•寬電源范圍：±2.25V至±18V

•提供單、雙版本

應(yīng)用

•專業(yè)音頻設(shè)備

•麥克風(fēng)前置放大器

•模擬和數(shù)字混合控制臺(tái)

•廣播演播室設(shè)備

•音頻測(cè)試和測(cè)量

•高端A/V接收器

說明

OPA1611（單）和OPA1612（雙）雙極輸入運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)非常低的1.1nV/√Hz噪聲密度，1kHz時(shí)的超低失真為0.000015%。OPA1611和OPA1612提供軌對(duì)軌輸出擺幅在600毫伏以內(nèi)，負(fù)載為2kΩ，這增加了凈空并最大化了動(dòng)態(tài)范圍。這些器件還具有±30mA的高輸出驅(qū)動(dòng)能力。

這些器件在±2.25V至±18V的非常寬的供電范圍內(nèi)工作，每個(gè)通道的供電電流僅為3.6mA。OPA1611和OPA1612運(yùn)算放大器單位增益穩(wěn)定，在廣泛的負(fù)載條件下提供良好的動(dòng)態(tài)性能。

雙版本的特點(diǎn)是完全獨(dú)立的電路，以最低的串?dāng)_和自由的相互作用，即使在過度驅(qū)動(dòng)或超載。

OPA1611和OPA1612均采用SO-8包裝，規(guī)定溫度為-40°C至+85°C。

引腳配置

（1）、NC表示沒有內(nèi)部連接。引腳可以保持浮動(dòng)或連接到（V-）和（V+）之間的任何電壓。

典型特征

TA=+25°C，VS=±15V，RL=2kΩ時(shí)，除非另有說明。

申請(qǐng)信息

OPA1611和OPA1612是單位增益穩(wěn)定、精度很低的運(yùn)算放大器；這些器件也沒有輸出相位反轉(zhuǎn)。噪聲或高阻抗電源的應(yīng)用要求去耦電容器靠近設(shè)備電源引腳。在大多數(shù)情況下，0.1μF電容器就足夠了。圖29顯示了OPA1611的簡(jiǎn)化內(nèi)部示意圖。

工作電壓

OPA161x系列運(yùn)算放大器在±2.25V至±18V電源范圍內(nèi)工作，同時(shí)保持出色的性能。OPA161x系列可在電源之間的最低+4.5V和電源之間高達(dá)+36V的情況下工作。然而，有些應(yīng)用不需要相同的正、負(fù)輸出電壓擺幅。對(duì)于OPA161x系列，電源電壓不需要相等。例如，正極電源可以設(shè)置為+25V，負(fù)極電源設(shè)置為-5V。

在所有情況下，共模電壓必須保持在規(guī)定范圍內(nèi)。此外，關(guān)鍵參數(shù)在TA=–40°C到+85°C的指定溫度范圍內(nèi)得到保證。隨工作電壓或溫度變化的參數(shù)顯示在典型特性中。

輸入保護(hù)

如圖30所示，OPA1611和OPA1612的輸入端子采用背靠背二極管進(jìn)行保護(hù)，以防差動(dòng)電壓過高。在大多數(shù)電路應(yīng)用中，輸入保護(hù)電路沒有后果。然而，在低增益或G=+1電路中，由于放大器的輸出不能對(duì)輸入斜坡做出足夠快的響應(yīng)，所以快速斜坡輸入信號(hào)可以使這些二極管向前偏移。典型特征圖17說明了這種影響。如果輸入信號(hào)足夠快，足以產(chǎn)生這種正向偏置條件，則輸入信號(hào)電流必須限制在10mA或以下。如果輸入信號(hào)電流沒有固有的限制，可以使用輸入串聯(lián)電阻（RI）和/或反饋電阻器（RF）來限制信號(hào)輸入電流。該輸入串聯(lián)電阻器降低了OPA1611的低噪聲性能，并在下面的噪聲性能部分進(jìn)行了檢查。圖30顯示了當(dāng)輸入端均使用限流電阻配置時(shí)的電流反饋和30。

噪聲性能

圖31顯示了在單位增益配置（沒有反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，因此沒有額外的噪聲貢獻(xiàn)）的運(yùn)放源阻抗變化的總電路噪聲。

OPA1611（GBW=40MHz，G=+1）顯示，并計(jì)算出總電路噪聲。運(yùn)算放大器本身提供電壓噪聲分量和電流噪聲分量。電壓噪聲通常被建模為偏置電壓的時(shí)變分量。電流噪聲被建模為輸入偏置電流的時(shí)變分量，并與源電阻反應(yīng)產(chǎn)生噪聲的電壓分量。因此，給定應(yīng)用的最低噪聲運(yùn)算放大器取決于源阻抗。對(duì)于低源阻抗，電流噪聲可以忽略不計(jì)，而電壓噪聲通常占主導(dǎo)地位。OPA161x系列運(yùn)算放大器的低電壓噪聲使其成為電源阻抗小于1kΩ的應(yīng)用的良好選擇。

圖31中的方程式顯示了總電路噪聲的計(jì)算，這些參數(shù)如下：

•en=電壓噪聲

•In=電流噪聲

•RS=源阻抗

•k=玻爾茲曼常數(shù)=

•T=溫度，單位：開氏度（K）

基本噪聲計(jì)算

低噪聲運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)需要仔細(xì)考慮各種可能的噪聲因素：來自信號(hào)源的噪聲、運(yùn)算放大器中產(chǎn)生的噪聲以及來自反饋網(wǎng)絡(luò)電阻器的噪聲。電路的總噪聲是所有噪聲分量的平方根和組合。

源阻抗的電阻部分產(chǎn)生與電阻平方根成比例的熱噪聲。圖31描繪了這一點(diǎn)功能。The源阻抗通常是固定的；因此，選擇運(yùn)放和反饋電阻，以盡量減少各自對(duì)總噪聲的貢獻(xiàn)。

圖32說明了帶增益的逆變和非逆變運(yùn)算放大器電路配置。在有增益的電路配置中，反饋網(wǎng)絡(luò)電阻也會(huì)產(chǎn)生噪聲。運(yùn)算放大器的電流噪聲與反饋電阻反應(yīng)，產(chǎn)生額外的噪聲分量。通常可以選擇反饋電阻值，使這些噪聲源可以忽略不計(jì)。給出了兩種結(jié)構(gòu)的總噪聲方程。

總諧波失真測(cè)量

OPA161x系列運(yùn)算放大器具有優(yōu)良的失真特性。在20Hz至20kHz的音頻頻率范圍內(nèi)，THD+噪聲低于0.00008%（G=+1，VO=3VRMS，BW=80kHz）（特性性能見圖7）。

OPA1611系列運(yùn)算放大器產(chǎn)生的失真低于許多市售失真分析儀的測(cè)量限值。但是，可以使用特殊的測(cè)試電路（如圖33所示）來擴(kuò)展測(cè)量能力。

運(yùn)算放大器失真可以被認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)部誤差源，可以參考輸入。圖33顯示了導(dǎo)致運(yùn)算放大器失真比通常由運(yùn)算放大器產(chǎn)生的失真大101倍（或約40dB）的電路。在其他標(biāo)準(zhǔn)的非互易放大器配置中加入R3會(huì)改變電路的反饋系數(shù)或噪聲增益。閉環(huán)增益不變，但可用于糾錯(cuò)的反饋減少了101倍，從而將分辨率提高了101倍。注意，應(yīng)用到運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)和負(fù)載與沒有R3的傳統(tǒng)反饋相同。R3值應(yīng)保持較小，以盡量減少其對(duì)失真測(cè)量的影響。

該技術(shù)的有效性可以通過在高增益和/或高頻下重復(fù)測(cè)量來驗(yàn)證，其中失真在測(cè)試的測(cè)量能力范圍內(nèi)設(shè)備.測(cè)量本數(shù)據(jù)表采用音頻精密系統(tǒng)雙失真/噪聲分析儀制作，大大簡(jiǎn)化了重復(fù)測(cè)量。然而，測(cè)量技術(shù)可以用手動(dòng)畸變測(cè)量?jī)x器來執(zhí)行。

電容性負(fù)載

OPA1611和OPA1612的動(dòng)態(tài)特性已針對(duì)常見增益、負(fù)載和操作進(jìn)行了優(yōu)化條件低閉環(huán)增益和高容性負(fù)載的結(jié)合降低了放大器的相位裕度，并可能導(dǎo)致增益峰值或振蕩。如因此，必須隔離較重的電容性負(fù)載從輸出。實(shí)現(xiàn)這種隔離的最簡(jiǎn)單方法是在輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻（例如RS等于50Ω）。

這個(gè)小的串聯(lián)電阻也可以防止過多的功率消耗，如果設(shè)備的輸出變短。圖19和圖20所示為幾個(gè)RS值的小信號(hào)超調(diào)與電容性負(fù)載的關(guān)系圖。有關(guān)分析技術(shù)和應(yīng)用電路的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱應(yīng)用公告AB-028（文獻(xiàn)編號(hào)：SBOA015，可從TI網(wǎng)站下載）。

（1）、關(guān)于測(cè)量帶寬，請(qǐng)參見圖7到圖12。

功率損耗

OPA1611和OPA1612系列運(yùn)算放大器能夠驅(qū)動(dòng)2kΩ負(fù)載，電源電壓高達(dá)±18V。在高電源電壓下工作時(shí)，內(nèi)部功耗增加。與傳統(tǒng)材料相比，OPA1611和OPA1612系列運(yùn)算放大器使用的銅引線框架結(jié)構(gòu)提高了散熱性。電路板布局也有助于最大限度地降低結(jié)溫升。寬的銅痕跡有助于散熱，作為一個(gè)額外的散熱器。通過將設(shè)備焊接到電路板上，而不是使用插座，可以進(jìn)一步將溫升降到最低。

電應(yīng)力過大

設(shè)計(jì)者經(jīng)常問運(yùn)算放大器承受過大電應(yīng)力的能力。這些問題往往集中在設(shè)備輸入上，但可能涉及電源電壓引腳，甚至輸出引腳。每一種不同的引腳功能都具有由特定半導(dǎo)體制造工藝和連接到引腳的特定電路的電壓擊穿特性決定的電應(yīng)力極限。此外，內(nèi)部靜電放電（ESD）保護(hù)內(nèi)置在這些電路中，以防止在產(chǎn)品裝配之前和過程中發(fā)生意外的ESD事件。

有助于更好地理解這一基本的ESD電路及其與電氣過應(yīng)力事件的相關(guān)性。圖34顯示了OPA161x系列中包含的ESD電路（用虛線區(qū)域表示）。ESD保護(hù)電路包括幾個(gè)電流控制二極管，這些二極管從輸入和輸出引腳連接起來，并返回到內(nèi)部電源線，在那里，它們?cè)诓僮飨到y(tǒng)內(nèi)部的吸收裝置處會(huì)合放大器。這個(gè)保護(hù)電路在正常電路運(yùn)行期間保持不活動(dòng)狀態(tài)。

ESD事件會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間短的高壓脈沖，當(dāng)它通過半導(dǎo)體器件放電時(shí)，該脈沖被轉(zhuǎn)換成持續(xù)時(shí)間短、電流大的脈沖。ESD保護(hù)電路設(shè)計(jì)用于在運(yùn)算放大器核心周圍提供電流通路，以防止其損壞。保護(hù)電路吸收的能量隨后以熱量的形式散失。

當(dāng)一個(gè)ESD電壓在兩個(gè)或多個(gè)放大器器件引腳上形成時(shí)，電流流過一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向二極管。根據(jù)電流的路徑，吸收裝置可能會(huì)被激活。吸收裝置的觸發(fā)電壓或閾值電壓高于OPA161x的正常工作電壓，但低于器件擊穿電壓水平。一旦超過這個(gè)閾值，吸收裝置會(huì)迅速啟動(dòng)，并將電源軌上的電壓保持在安全水平。

當(dāng)運(yùn)算放大器連接到如圖34所示的電路中時(shí)，ESD保護(hù)組件將保持非活動(dòng)狀態(tài)，而不會(huì)涉及到應(yīng)用電路中手術(shù)。但是，當(dāng)外加電壓超過給定引腳的工作電壓范圍時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)這種情況。如果出現(xiàn)這種情況，則存在一些內(nèi)部ESD保護(hù)電路可能偏壓并傳導(dǎo)電流的風(fēng)險(xiǎn)。任何這樣的電流都是通過導(dǎo)向二極管路徑產(chǎn)生的，很少涉及吸收裝置。

圖34描述了一個(gè)具體的例子，其中輸入電壓VIN超過正電源電壓（+VS）500毫伏或更多。電路中發(fā)生的大部分情況取決于電源特性。如果+VS可以吸收電流，則上部輸入轉(zhuǎn)向二極管之一將電流導(dǎo)至+與過度隨著車輛識(shí)別號(hào)（VIN）越來越高，電流水平可能會(huì)越來越高。因此，數(shù)據(jù)表規(guī)范建議應(yīng)用程序?qū)⑤斎腚娏飨拗圃?0mA。

如果電源不能吸收電流，VIN可以開始向運(yùn)算放大器提供電流，然后作為正電源電壓源接管。這種情況下的危險(xiǎn)是電壓可能上升到超過運(yùn)算放大器絕對(duì)最大額定值的水平。在極端但罕見的情況下，吸收裝置會(huì)在+VS和-VS作用時(shí)觸發(fā)。如果發(fā)生此事件，則在+VS和–VS電源之間建立直流路徑。吸收裝置的功耗很快就被超過，極端的內(nèi)部加熱會(huì)破壞運(yùn)算放大器。

另一個(gè)常見的問題是，當(dāng)電源+VS和/或-VS為0V時(shí)，如果輸入信號(hào)被施加到輸入端，放大器會(huì)發(fā)生什么情況。同樣，這取決于在0V或低于輸入信號(hào)幅度的電平下的電源特性。如果電源顯示為高阻抗，則運(yùn)算放大器電源電流可由輸入源通過電流控制提供二極管。這個(gè)狀態(tài)不是正常的偏壓狀態(tài)；放大器很可能不會(huì)正常工作。如果電源阻抗低，則通過轉(zhuǎn)向二極管的電流可能會(huì)變得相當(dāng)高。電流水平取決于輸入源傳輸電流的能力，以及輸入路徑中的任何電阻。

如果電源吸收電流的能力存在不確定性，可以在電源引腳上添加外部齊納二極管，如圖34所示。必須選擇齊納電壓，使二極管在正常運(yùn)行期間不會(huì)打開。然而，它的齊納電壓應(yīng)該足夠低，以便齊納二極管在電源引腳開始上升到高于安全工作電源電壓水平時(shí)導(dǎo)通。

應(yīng)用電路

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