特征

●卓越的音質(zhì)

●超低失真：0.000022%

●低噪聲：1.3nV/√Hz

●高速：

−轉(zhuǎn)換速率：50V/μs

−增益帶寬：180MHz

●全差分體系結(jié)構(gòu)：

−平衡輸入和輸出將單端輸入轉(zhuǎn)換為平衡差分輸出

●寬電源范圍：±2.5V至±16V

●關(guān)閉以節(jié)省電力

應(yīng)用

●音頻ADC驅(qū)動(dòng)程序

●平衡線路驅(qū)動(dòng)器

●平衡接收機(jī)

●有源濾波器

●前置放大器

說明

OPA1632是一款全差分放大器，用于驅(qū)動(dòng)高性能音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器（adc）。它提供最高的音頻質(zhì)量，非常低的噪音和輸出驅(qū)動(dòng)特性優(yōu)化的應(yīng)用。OPA1632卓越的180MHz增益帶寬和50V/μs的快速轉(zhuǎn)換率產(chǎn)生極低的失真。1.3nV/√Hz的極低輸入噪聲進(jìn)一步確保了最大信噪比和動(dòng)態(tài)范圍。

全差分體系結(jié)構(gòu)的靈活性允許輕松實(shí)現(xiàn)單端到全差分輸出轉(zhuǎn)換。差分輸出可減少偶數(shù)次諧波，并將共模噪聲干擾降至最低。OPA1632在驅(qū)動(dòng)高性能音頻ADC（如PCM1804）時(shí)具有出色的性能。關(guān)閉功能也增強(qiáng)了這個(gè)放大器的靈活性。

OPA1632有SO-8封裝和熱增強(qiáng)型MSOP-8 PowerPAD封裝。

相關(guān)設(shè)備

典型特征

TA=+25°C，VS=±15V，RL=2kΩ時(shí)，除非另有說明。

應(yīng)用程序信息

圖1顯示了用作PCM1804高性能音頻ADC的差分輸出驅(qū)動(dòng)器的OPA1632。

OPA1632通常使用±15V的電源電壓。如果需要，ADC所需的相對(duì)較低的輸入電壓擺幅允許使用較低的電源電壓。可使用低至±8V的電源，性能優(yōu)良。這減少了功耗和熱升。電源應(yīng)使用10μF鉭電容器和0.1μF陶瓷電容器并聯(lián)，以避免可能的振蕩和不穩(wěn)定性。

PCM1804 ADC上的VCOM參考電壓輸出提供正確的輸入共模參考電壓（2.5V）。該VCOM電壓由運(yùn)算放大器A2緩沖，并驅(qū)動(dòng)OPA1632的輸出共模電壓引腳。這使得OPA1632的平均輸出電壓偏移到2.5V。

電路的信號(hào)增益通常設(shè)置為大約0.25，以與常用的音頻線路電平兼容。如有必要，可通過改變R1和R2的值來調(diào)整增益。如圖所示，反饋電阻值（R3和R4）應(yīng)保持相對(duì)較低，以獲得最佳的噪聲性能。

R5、 R6和C3為ADC提供輸入濾波器和電荷故障存儲(chǔ)庫。所示數(shù)值一般令人滿意。對(duì)值進(jìn)行一些調(diào)整可能有助于優(yōu)化不同adc的性能。

在R1/R2和R3/R4上保持精確的電阻匹配對(duì)于實(shí)現(xiàn)良好的差分信號(hào)平衡非常重要。使用1%的電阻以獲得最高性能。當(dāng)連接到單端輸入（反向輸入接地，如圖1所示）時(shí)，源阻抗必須很低。差分輸入源必須具有良好平衡或低源阻抗。

電容器C1、C2和C3應(yīng)謹(jǐn)慎選擇，以獲得良好的失真性能。聚苯乙烯、聚丙烯、NPO陶瓷和云母類型通常都很好。聚酯和高K陶瓷類型，如Z5U可以造成變形。

注：（1）開放給啟用邏輯參考V−的信號(hào)供應(yīng)。參見停機(jī)功能部分。

全差分放大器

差分信號(hào)處理在高速模擬信號(hào)處理系統(tǒng)中提供了許多性能優(yōu)勢(shì)，包括抗外部共模噪聲、抑制偶數(shù)階非線性以及增加動(dòng)態(tài)范圍。全差分放大器不僅作為向差分信號(hào)鏈提供增益的主要手段，而且還提供了將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的單片解決方案，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、高性能的處理。

設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置如圖2所示。一個(gè)全差分放大器的功能可以想象為兩個(gè)共用一個(gè)不可逆終端的逆變放大器（盡管電壓不一定是固定的）。有關(guān)全差分放大器基本工作原理的更多信息，請(qǐng)參閱德州儀器應(yīng)用說明SLOA054，全差分放大器。

關(guān)機(jī)功能

OPA1632的關(guān)閉（啟用）功能與運(yùn)算放大器的負(fù)電源有關(guān)。一個(gè)有效的邏輯低（<0.8V以上的負(fù)電源）應(yīng)用到啟用引腳（引腳7）禁用放大器輸出。施加在負(fù)電源上方大于2V的引腳7上的電壓使放大器輸出處于激活狀態(tài)，設(shè)備被啟用。如果引腳7保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，內(nèi)部上拉電阻器將啟用設(shè)備。開啟和關(guān)閉時(shí)間約為2μs。

當(dāng)放大器被禁用時(shí)，靜態(tài)電流減小到大約0.85mA。禁用時(shí)，輸出級(jí)不處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。因此，關(guān)斷功能不能用于創(chuàng)建與多個(gè)放大器串聯(lián)的多路復(fù)用開關(guān)功能。

輸出共模電壓

輸出共模電壓引腳設(shè)置OPA1632的直流輸出電壓。從低阻抗源施加到VOCM管腳的電壓可用于直接設(shè)置輸出共模電壓。對(duì)于中間電源處的VOCM電壓，不要連接到VOCM引腳。

根據(jù)預(yù)期應(yīng)用，建議在VOCM節(jié)點(diǎn)上安裝去耦電容器，以過濾可能耦合到通過VOCM電路的信號(hào)路徑中的任何高頻噪聲。0.1μF或1μF電容器通常足夠。

輸出共模電壓使附加電流在反饋電阻網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。由于該電流由放大器的輸出級(jí)提供，因此會(huì)產(chǎn)生額外的功耗。對(duì)于常用的反饋電阻值，該電流很容易由放大器提供。這種電流產(chǎn)生的額外內(nèi)部功耗在某些應(yīng)用中可能非常重要，并且可能要求使用MSOP PowerPAD包來有效地控制自加熱。

PowerPAD設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

OPA1632是一種熱增強(qiáng)型PowerPAD封裝系列。這些包裝是用一個(gè)下裝引線框架構(gòu)造的，在這個(gè)框架上安裝了模具（見圖3[a]和圖3[b]）。這種布置導(dǎo)致引線框架暴露在封裝底部的熱墊上（見圖3[c]）。由于該熱墊與模具有直接的熱接觸，通過提供遠(yuǎn)離熱墊的良好熱路徑，可以獲得優(yōu)異的熱性能。

PowerPAD包允許在一個(gè)制造操作中同時(shí)進(jìn)行裝配和熱管理。在表面貼裝焊料操作過程中（引線焊接時(shí)），必須將熱焊盤焊接到封裝下方的銅區(qū)域。通過在這個(gè)銅區(qū)域內(nèi)使用熱路徑，熱量可以從封裝件傳導(dǎo)到接地層或其他散熱裝置中。始終需要將PowerPAD焊接到印刷電路板（PCB），即使在低功耗的應(yīng)用中也是如此。它在引線框架模架墊和PCB之間提供必要的熱連接和機(jī)械連接。

PowerPAD PCB布局注意事項(xiàng)

1.熱墊必須連接到設(shè)備上最負(fù)的電源電壓V−。

2.準(zhǔn)備帶有頂部蝕刻圖案的PCB，如圖4所示。導(dǎo)線和熱墊都應(yīng)進(jìn)行蝕刻。

3.在隔熱墊區(qū)域放置五個(gè)孔。這些孔的直徑應(yīng)為13密耳。保持它們很小，這樣在回流焊過程中，通過孔的焊料芯吸不會(huì)成為問題。

4.可在熱墊區(qū)域外沿?zé)崞矫娴娜魏挝恢梅胖妙~外的通孔。

這些通孔有助于消散OPA1632集成電路產(chǎn)生的熱量，可能比熱墊正下方直徑為13密耳的通孔大。它們可以更大，因?yàn)樗鼈儾辉谝附拥臒岷副P區(qū)域，所以芯吸不是問題。

5.將所有孔連接到與V負(fù)極電壓相同的內(nèi)部電源板。

6.將這些孔連接到平面時(shí)，不要使用典型的腹板或輪輻連接方法。網(wǎng)絡(luò)連接有一個(gè)高熱阻連接，有助于減緩焊接過程中的熱傳遞。這使得具有平面連接的通孔的焊接更加容易。然而，在這種應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)最有效的熱傳遞，需要低熱阻。因此，OPA1632 PowerPAD封裝下的孔應(yīng)與內(nèi)部平面連接，并圍繞電鍍通孔的整個(gè)圓周進(jìn)行完整連接。

7.頂部焊錫面罩應(yīng)使封裝端子和熱墊區(qū)域露出五個(gè)孔。底部的焊接面罩應(yīng)覆蓋熱焊盤區(qū)域的五個(gè)孔。這可以防止焊料在回流焊過程中從熱焊盤區(qū)域拉走。

8.將錫膏涂在外露的熱墊區(qū)域和所有IC端子上。

9.有了這些準(zhǔn)備步驟，集成電路被簡(jiǎn)單地放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙希⒆鳛槿魏螛?biāo)準(zhǔn)的表面貼裝元件通過焊接回流焊操作。這將導(dǎo)致零件正確安裝。

功耗和散熱考慮

OPA1632沒有熱關(guān)機(jī)保護(hù)。注意不要超過最高結(jié)溫。過高的結(jié)溫會(huì)降低性能或造成永久性損壞。為獲得最佳性能和可靠性，請(qǐng)確保結(jié)溫不超過+125°C。

器件的熱特性由封裝和電路板決定。給定封裝的最大功耗可使用以下公式計(jì)算：

其中：

PDmax是放大器的最大功耗（W）。

Tmax是絕對(duì)最高結(jié)溫（℃ ）。

TA是環(huán)境溫度（℃ ）。

θJA=θJC+θ CA。

θJC是從硅結(jié)到外殼的熱系數(shù)（℃ /W）。

θCA是從外殼到環(huán)境空氣的熱系數(shù)（℃ /W）。

對(duì)于散熱更為關(guān)鍵的系統(tǒng)，OPA1632采用帶有PowerPAD的MSOP-8。與傳統(tǒng)的SO封裝相比，MSOP PowerPAD（DGN）封裝的熱系數(shù)顯著提高。圖5描述了這兩個(gè)包的最大功耗水平。DGN軟件包的數(shù)據(jù)假定電路板布局遵循PowerPAD布局準(zhǔn)則。

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