【选型】如何为音频放大电路选择一款合适的模拟运算放大器？

时间： 2018-01-31 来源：世强作者：honglei

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音频放大电路由前置电压放大级、音调控制级、功率放大级等三部分组成，其中前置电压放大级主要负责前置电压信号的放大；音调控制级主要负责音调的调节；而功率放大级主要负责对音调控制级输出的电流信号放大，然后驱动喇叭工作，而设计成功的关键还在于模拟运放的合理选型。

下面以麦克风电压采集放大电路为例，说明下模拟运放选型注意事项，参考电路如下图1所示，其中MIC输入选用的是MIC芯片，输入频率范围50Hz~16KHz，经过反向比例运算放大电路（图中第一级放大部分）对电压信号进行放大，其模拟运放采用LM358，后面经过RC滤波、第二级跟随（模拟运放仍用LM358）后输出放大电压波形。

图1：MIC电压采集放大电路原理图

上面的MIC电压采集放大电路是典型的应用电路，依据MIC芯片输入频率的不同，会对后级的R（R5、R6、R7）、C（C2、C3）参数设计做调整。然而，这样的设计还是有问题的，可能会出现MIC输出的电压波形幅度有失真状况，异常波形可参考如下图2所示。

图2：MIC输出的电压幅值失真异常波形

那么，为什么会出现MIC输出的电压幅值失真呢，分析原因如下：

1、MIC很少直接使用100倍放大的，100倍放大至少需要使用2~3级放大才可以，而LM358第一级用了100倍增益放大（Au=-R1/R2），但LM358的带宽只有700kHz，这样意味着电路带宽只有7kHz，而且是在7kHz就有信号衰减了的，LM358本身在高频情况下输出范围也是严重压缩的，所以这里选用LM358不太合适，可参考如下图3所示的LM358输出摆幅与频率的关系图。

2、LM358也不是轨至轨输入、输出的，特别是第二级跟随，输入输出范围都会受限。

图3：LM358输出摆幅与频率的关系图

设计改善建议：

1、可以优化下放大电路的交流增益、直流增益及带宽，一个原则，尽量让放大电路的增益在Mic的拾音频率范围内，这样可以保证音频频率范围内的交流信号被放大，直流及带外噪声没有被放大。

2、推荐选用圣邦微的SGM722双通道低噪声运算放大器去做设计改善，高增益带宽可达11MHz，轨至轨输入输出，高转换速率可达8.5V/μs，噪声低至8.5nV/√Hz @10kHZ，过载恢复时间0.6μs，工作温度-40℃~+125℃，支持MSOP-8封装，SOIC-8封装，其pin脚定义可参考如下图4所示。

图4：SGM722双通道低噪声运算放大器pin脚定义图

最后，提供下SGM722双通道低噪声运算放大器的输出电压摆幅与频率的关系图，参考如下图5所示，通过图中不难看出100KHz以内没有任何输出电压幅值跌落现象，性能非常出色，适用于高频应用。

图5：SGM722双通道低噪声运算放大器的输出电压摆幅与频率的关系图

通过上面的介绍，相信大家对圣邦微（SGMICRO）的SGM722双通道低噪声运算放大器的电性参数特性有清晰的认知，同时也对音频模拟运放设计选型也有所学习和收获，如果您感兴趣记得收藏和点赞哦，感谢！有问题请留言或电话联系世强400-887-3266。

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plhust Lv7. 资深专家 2020-07-31

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用户9257 Lv4. 资深工程师 2018-12-05

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幻听 Lv6 2018-12-05

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link Lv8. 研究员 2018-12-05

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bluefantasy Lv8. 研究员 2018-12-05

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梦幻天涯 Lv7. 资深专家 2018-12-03

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思媛 Lv4. 资深工程师 2018-12-02

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TQFN-3×3-16L TSSOP-16

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