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运放性能特点差别在音质上应该有差别，但是不少人（几乎全部），一块电路板啥也不动的换上不同的运放听出来的区别，极可能不是此运放本来的特点。甚至是抹黑此运放。 个个性能不同的运放必须在最佳最适合他的环境才能给他定性。 用一个块板试所有运放本就是不严谨的，可以说是不能得出正确结果的。至于听到了明显的区别那也不是正确的区别。
引用797运放的使用 一看便知
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前些日子一直在设计我的HIFI WAV播放器的DAC部分时，正好手头有几颗AD797想用上，有感于器件的应用，特此匆匆写了此文希望与广大爱好者交流下心得。
AD797是AnalogDevice公司出品的一颗超低噪音低失真单运放，性能出众。有着0.9nV√Hz@1KHz的超低噪音，-120db@20KHz的超低失真，以及80uV的输入失调电压。优异的性能指标得到了广大爱好者的追捧，它的音质也备受好评。然而如此优秀的运放，真的就是包治百病的万灵丹，真的就立竿见影，使音响脱胎换骨吗？答案当然是否定的，再好的器件也是需要有一定的应用限制，离开了电路的整体，单单谈论单一器件本身是意义不大的。大家都喜欢用AD797，但是您真的了解它，用好它了吗？也许您忽视了一些重要的细节，这里就一些问题与大家就技术问题做个探讨，为了更好地说明问题，就让AD797与OPA604来个PK吧。（这里不去谈论什么听感不听感的，仅就技术细节做分析）
首先让我们先来看看它的部分指标吧（都摘自其官方的DATASHEET文档）
datasheet相信每个人在运用器件之前应该仔仔细细地阅读过，这里摆出来做个对照。
第一个问题：神话中的AD797真的就能做到超低噪音输出吗？
做对比的时候大家估计首先就会对比他们在1KHz下的 Input Voltage Noise，在这里AD797是0.9nV√Hz，而OPA604是10nV√Hz，看起来似乎明显是AD797胜利了。没错！，不过实际应用起来果真如此吗，下面就搭一个常用的10倍正向放大电路看看。
做一下噪声仿真分析先：
说明下，图示的纵轴是电路Vout端总的输出噪声真有效值电压(Vrms)，横轴是频率带宽。
为什么呢？为什么呢？为什么在一模一样的应用环境下号称超低噪声的AD797的输出噪声电压竟然比普通的OPA604还要高一倍还要多呢？！（这里不用怀疑仿真软件问题，仿真软件都是采用官方提供SPICE模型来的，国外专业的电子工程师都是先进行仿真后才会进入下一阶段工作，仿真出来的结果跟真实的值是很接近的！）
要知道为什么就首先要知道输出噪声电压是怎么来的。
1、 信号源Vin的内阻Rin，这个内阻相当于是串联在一个理想的内阻为0的信号源上的（通常情况下信号源内阻不会是0）。我们知道只要是电阻，不管你什么极品发烧电阻还是普通电阻，就都有本底热噪声并且这个值是随着电阻值以及带宽的增加而增加的，计算公式为
Vn=0.126√(R*B) 这里的R单位是KB，B是频率带宽，单位KHZ，Vn的单位是uVrms
2、 反馈网络R1//R2的并联电阻所固有的本底热噪声。
3、 运放的输入噪声电压En，计算方法是：(以AD797为例)
Von= 0.9nV√Hz * 10倍 * √1MHZ(带宽) = 9uVrms而这里OPA604要高10倍，达到90uVrms了。说道这里仅从运放的输入噪声电压来说AD797确实是低的，不过对于应用电路来说这个还不算是最主要矛盾啊，关键还有下面2个计算
4、 终于到问题的根了，这里有个很重要而往往倍忽视的指标，输入噪声电流（input current noise）In，看看PDF，AD797是2pA√Hz ，而OPA604只有6fA√Hz（fA是pA的千分之一），相差了300多倍啊！。
这个噪声电流会流过信号源内阻Rin，以及反馈网络电阻R1//R2，从而产生噪声电压计算公式是In*R。
把以上的五项分别的噪声电压值的平方和开根号，再乘以放大倍数以及带宽就得出了总的输出噪声电压的真有效值（对于噪声来说谈论真有效值才比较有意义）
现在知道电路总的输出噪声电压怎么来的了吧，再分析下上面的AD797和OPA604的PK，问题的关键就在与AD797的输入电流噪声实在是不小了（比NE5534还要大），这个电流与信号源内阻与反馈网络电阻相作用，导致了AD797最终的噪音要远远大于OPA604了。
现在把反馈电阻R1、R2调整为1K、9K再看看
上图，在反馈电阻降低10倍的情况下电路噪音都减小了，AD797在信号源内阻为0的情况下噪音为45uVrms，要低于OPA604的62uVrms了，不过，当信号源内阻为10K欧的情况下AD797的噪声上升到了220uVrms左右，而OPA604则依旧维持较低62uVrms左右不变。可见AD797的低噪声特性只适用在信号源内阻小于1K的情况才能体现。
因此由上面的分析可以推导出结论，如果要真正发挥AD797的低噪音特性，就必须有2个条件，一个是信号源内阻必须尽量小！另一个就是反馈网络的电阻值尽量小！所以，一定要注意运放的应用条件，先做个分析再确定该使用何种器件。
第二个问题：不是80uV的输入失调电压吗，为什么我的输出失调电压这么大？！
经常会遇到有人问这样的问题，搭了一个放大电路，却发现输出直流偏移却离自己的设想相差很远。还是拿上面那个10倍正向放大电路来计算吧
首先为了便于计算假定信号源内阻为0欧
看到了吧，一模一样的工作环境可是AD797的输出直流电位竟然高达118mV！很吃惊吧，不用怀疑您的AD797是假货，先仔细分析下吧。
看PDF的时候大家一定首先注意一个指标Input Offset Voltage（Vos），AD797是25uV,而OPA604典型值高达1mV。那么这个输入失调电压就是全部吗？当然不是，这是个重要指标但是大家往往却忽略了一个更重要的指标就是输入失调电流Input Offset Current(Ios)以及输入偏置电流Input Bias Current（Ib）。对于AD797：Ib=0.25uA~1.5uA Ios=0.1~0.4uA；而OPA604分别只有100pA和正负4pA，这里造成这么大直流偏移的最关键因素正式这输入偏置电流！
图中由于信号源内阻为0欧，因此正负输入端的电位都是0V，没有电流流过R1，因此偏置电流Ib流过R2产生了压降加在了Vout输出端上，偏移电压大致=Ib * R2，假定最大Ib=1.5uA则输出直流电位=1.5uA*90k=145mV之巨了！
另外以上是不考虑信号源内阻（相当于输入端对地短路）的情况，实际上电路接入系统中后由于信号源内阻的变化，同样输出的直流电位也会发生相应变化，这些都是可以计算出来的，稍微麻烦点，可以直接用仿真软件仿真来评估来得更轻松些。
以上仅仅肤浅地分析了噪音和直流偏移电位两个方面，这个对于其他运放都是具有普遍意义的，尤其是双极型运放要特别引起注意，相对来将最方便还是用FET运放了，不大会出什么问题，不过就是FET运放的温度特性和精密性不如双极型运放。现在已经有新型的所谓超β三极管做输入的运放出现，很好地解决了双极型运放输入阻抗低，输入电流及输入电流噪声大等这些问题。关于AD797还有更多的讲究，在它的DATASHEET上有详细说明。好了，累了，就写到这里吧，希望看了本文大家能有所收获。
AD797类OP为了实现低电压噪声，是以高电流噪声为代价的，因此要配低阻抗信号源。
放输入级是FET还是双极型的有直接的关系，双极型的运放往往可以将输入噪声电压做得比较低（当然，这个也是要靠提高输入偏置电流来），但是同时往往会受到应用环境的很大影响，实际上受到很多限制，起不到应有的效果，最佳的应用情况就是动圈式唱头以及医学CT的电流传感器上面了。就上面我说的AD797虽然号称是超低噪声，可是实际上在音响应用的很大部分情况下，直接拿来替换OPA604/134/627这类运放反而噪声水平要比OPA134这类FET高出许多。所以啊，当你看到有人说拿AD797替换OPA134结果感觉马上噪音大大降低了，你就应该觉所谓的听感是多么不可靠了
实际上AD797这颗运放很难用好，它的要求太苛刻了，如必须在反馈电阻上并联小电容，当反馈电容值大的时候必须串入一个100欧左右的电阻，另外即使号称-120db的低失真，实际上远远达不到，应为它要靠加补偿电容来实现，而大部分情况下你会发现加了补偿电容之后结果电路过冲自激了。。。，通常情况下它真正发挥的效果跟NE5534这些也差不多，真正要用好要细细调整，业余情况下不容易啊。
比較對象 : AD797與OPA627
量測方法 : 將運放接成緩衝器, 電壓增益=+1
輸入端直接接地, 將訊源阻抗變成0. 電壓為+/-15V.
量測儀器頻寬限制 : 22~22KHz, 再加上A加權濾波器,
純粹比噪訊底層誰低而已.
結果:
AD797 = 680nVrms
OPA627=820nVrms
AD797的雙載子輸入級確實有較低的噪聲
換個情況再測, 將運放的正端串上10K電阻後接地
重做上面的量測, 卻發現AD797的輸出發生震盪了
而且THD劣化到0.02%的程度, 連4558都不如!!
將電阻降低到1K之後, 震盪消失一切回覆正常
試著將輸入電阻保持在 10K, 但是改變AD797的增益為10倍
輸出震盪依舊, 最誇張的是當增益提高到1000倍(60dB)它還在震盪!!!!!!
如何調整回饋網路數值都無用, 只有將輸入電阻降低到1K以下就可以用.
OPA627隨便你怎麼搞都很穩定, 不會震, 不要花時間搞補償, 噪聲也不會大多少.
由於我要用這些運放做量測儀器, 想也知道我會去用哪一家的產品
AD797我想了半天覺得它只適合幾種用途:
1. 動圈MIC放大器
2. MC 唱頭放大器
3. 專業用前置輸入緩衝(Rs=600歐)
做I/V变换的时候用AD797可以的，只是有两点必须注意，
1、I/V电阻不能大，当超过4K的时候它的噪声水平就比OPA627要大了，但是I/V电阻太小的话同样输出的信号电平也低，所以2K上下算是个折中的值。
2、一定要在运放的负端和输出端之间加上个100欧和20~120p的电容串联的RC网络，要不然，嘿嘿。。。
另外就是用在I/V的时候估计它的直流偏移电平会有点不理想，除了可以的话在正端加个对地的电阻做下平衡外，还可以加上调零电位器做细致的调整，以把直流偏移电位降到最低
不是说AD797不好，而是要注意怎么用它，有的地方它并不适合，有的地方需要调整下参数或者外围电路，任何事情都不能只从某个片面的角度去考虑问题，应该有个全局观
第二篇 手把手教你用好ad797
AD797作为一款低噪声高速运算放大器，其性能指标堪称完美。该运放内部采用Flold-Cascode结构，以及高偏流设计，噪声低至0.9VHZ,增益带宽积高达110M。此外，该芯片在20KHz时的THD指标可达到-120dB,即0.0001%的水平，在同类芯片中也是非常出色的；该芯片的电流驱动能力也达到了50mA的水平。在种类繁多的运算放大器里，AD797应该当之无愧的被称作运算放大器的王者。
Hi-fi爱好者总是希望通过摩机来提升机器的性能。更换运放为更高规格的制品，无疑是最简单和最方便的方式。可是大多数爱好者在用AD797进行“摩机”时，似乎并没有取得最佳的效果，出现了很多状况，例如：输出产生自激震荡...中点电压偏离正常值较多...声音不自然...遇到了这些状况，使得很多朋友对该款运放产生了怀疑，甚至认为自己买到了假货。
其实，遇到这些情况，大多是对该运放特性不了解导致的。只有深入了解了AD797这款运放，才会在应用中，充分发挥出这款运放的优势出来。而这一点，正是很多通用的教科书上找不到的。
下面，就针对如何用好这款运放进行详细的阐述。
一、电路噪声
很多有经验的DIY发烧友都提到，AD797对输入电阻要求比较高 。其实这不是什么特殊的地方，有这么一大类运算放大器和AD797一样，都是属于对输入电阻要求比较高的类型…
是什么原因造成这样的状况呢？我们在设计时应如何把握和取舍？这要从运算放大器的总输入噪声电压密度谈起。
运算放大器的总输入噪声电压是运算放大器的噪声电压、噪声电流流经输入电阻上产生的噪声电压、以及输入电阻本身的热噪声三者之和。这一点，是我们在很多场合，选择不同类型的运算放大器的一个依据。如果将这些以单位频宽来衡量，就变换成了总输入噪声电压密度和噪声电压密度、噪声电流密度、电阻热噪声三者的关系了。下面，我们再深入探讨一下。
先谈一下输入噪声电压密度。运算放大器输入噪声电压密度是和其内部输入级差动晶体管的集电极电流相关的。大致关系如下：
针对运算放大器电路而言，总的噪声电压密度可以表示为：
也就是说，运算放大器总的噪声电压密度等于电压噪声密度、同相和反相端的电流噪声密度在输入电阻上产生的电压噪声密度、同相和反相端的输入电阻本身的热噪声电压密度三者之和。
经过以上分析，其实不难得出结论，那就是：每款运放都有适合自己的一个工作点范围，在这个范围内工作，运放的噪声是可控的，超出这个范围，噪声特性会恶化。
下面，我们理论联系实践，分析一下如何更好的应用好AD797这款运放。场景如下：
场景1：前级放大器的放大电路，应选择哪款运放，电路参数应如何确定？
这个问题看似宽泛，可能有的朋友会想，不管哪一款运放，只要能工作在最佳状态，效果都不会太差。这个想法看似正确，但放到特定场景下，就不一定正确了。假定这个前级放大电路是有10dB（3倍）增益的电路，电路由一级运放组成…
首先，考虑线路增益。反相输入时，电路增益等于反馈电阻除以反相端输入电阻。这里需要特别注意的是，这个反相端输入电阻里面是包含信号源内阻，也就是音源的输出电阻的！由于配搭音源的内阻的不确定性，将导致线路的增益不确定！
我们再看一下同相输入的情况。此时，电路增益由反相端对地电阻和反馈电阻决定。增益问题不存在了。但我们仍然考虑信号源内阻。假设信号源内阻为2K欧姆，AD797的同相、反相端输入电阻均为1000欧姆，此时，总的输入电阻为3.5K欧姆，这时若采用AD797为输入放大，系统的总的噪声电压系数为：
这一级电路，如果采用AD797，可能会因为输入信号阻抗变化过大导致本级电路性能的不确定，噪声随音量变化较大。
二、输出失调电压
我们再回到上面这个场景。此时，我们不考虑噪声问题，而去考虑另外一个因素：输出失调电压（也就是我们常说的中点电压）。
谈到这个问题，我们需要关注三个指标：输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流。
输入失调电压是指在常温下，运算放大器输入口短路接地时，输出端的失调电压折合到输入端口的电压值。
输入失调电流是指当运放输入端口开路时，为了得到0输出，必须加到运放两个输入端的补偿电流。
输入偏置电流是指当常温下，输入信号为0且0输出时，两个输入端的偏置电流。
如果我们在前级放大器设计时仍然考虑信号源内阻。假设信号源内阻为2K欧姆，AD797的同相、反相端输入电阻均为1000欧姆，前级放大器增益为3倍（10dB），我们试计算一下AD797的输出失调电压。
查AD797规格书可知，AD797的输入失调电压为25uV，输入失调电流为100nA，输入偏置电流为0.25uA。输出失调电压的计算方法为：
三、补偿电容和稳定性
AD797属于全增益范围内稳定的品种。对于运算放大器而言，单位增益是最不容易稳定的。全增益范围稳定意味着在运算放大器用做缓冲器时，我们不需要额外进行补偿就可以稳定工作。
但即便是单位增益的buffer电路， AD797在这样的电路之下就存在一些稳定性问题，而需要采用指定电路解决该稳定性问题。
AD797片内有一个失真消除电路，通过6脚和8脚之间的电容实现内部高频失真的消除。这里需要注意两点：首先，这个电容的容量是需要精确等于50pF的，容量误差越大，失真消除效果越不明显。其次，这个电容仅对高频段和高增益应用场景（例如增益为1000倍）适用。实际上，50pF电容难觅，可以考虑数个高精度电容并联实现。
实际应用上，AD797输出如果接感性负载（如驱动耳机），也会引发震荡。这一点需要格外重视。
选择运算放大器时，要特别关注运放是否可以在单位增益稳定。一些运放是不能再单位增益下稳定的，此时用于缓冲器电路就会出现稳定性问题。
四、发挥AD797的特性
前面论述过，AD797不适合用做高输入电阻的缓冲、放大级。但是毕竟它是一款性能非常优异的运放，运用得当，就可以获得非常优异的性能。
例如,AD797用于阻抗变换Buffer之后的主电压放大级。
仍以3倍增益为例。如果信号源内阻可以忽略，运放同相端、反相端电阻均为100欧姆，反馈电阻200欧姆，计算总噪声电压密度、输出失调电压如下（计算过程略）：
总噪声电压密度为2.2(nV/Hz )
输出失调电压为95(uV)
这个特性是相当优越的。也是其它型号的运算放大器基本无法达到的。这时，其它型号的运算放大器可能会因为反馈电阻和输入电阻阻值过低，超出了运放的电流输出能力而不能很好的工作， AD797的性能就被充分发挥出来了。
综上所述，发挥AD797性能的要点在于：确定的低信号源内阻，较低的输入电阻值，以及同相、反相输入端电阻值匹配。
五、摩机时需要注意的问题
通过以上分析可以看出，在摩机替换运放时，并不是简单的更换，而是需要对应用场景进行研究的。原则上讲，OPA627这类JFET输入级的单位增益稳定的运放，可以比较方便的替换其它通用运放，而在性能上不会引发大的偏差。如果和AD797之间相互替代，就会牵涉到场景和外围电阻等的修改了，而不能简单直接替换，否则效果会大打折扣的。
第三篇 AD797放大电路设计总结：电容增加有必要吗？
AD797作为顶级运放，想必许多烧友并不陌生。可是在应用中有时也经常会出一些状况。 最常见的状况就是：高频突出，而低频不足。 高频突出表现在听感上，那就是：空气感非常好，声音很“抓人”；低频不足体现在听感上，不仅仅是低频量感变差，更反映在低频段的分辨率变差。出现这种情况，如果不做深究，可能就会以为这是AD797本身的音色。但事实不是这样的。AD797作为顶级运放，想必许多烧友并不陌生。可是在应用中有时也经常会出一些状况。
最常见的状况就是：高频突出，而低频不足。
高频突出表现在听感上，那就是：空气感非常好，声音很“抓人”；低频不足体现在听感上，不仅仅是低频量感变差，更反映在低频段的分辨率变差。出现这种情况，如果不做深究，可能就会以为这是AD797本身的音色。但事实不是这样的。AD797的Datasheet上，清晰的写明，可以通过在6脚和8脚之间增加一个50pF的电容，来实现内部高频失真的消除。并附上了相关的测试数据和相应的参考原理图的一个案例。
AD797放大电路设计总结：电容增加有必要吗？
看来，添加这个电容，对性能提升是有帮助的。可是事实是这样么？下图是常见的缓冲器电路。按照这个电路，如果增加该电容，会有什么样的表现？
AD797放大电路设计总结：电容增加有必要吗？
实际上，增加该电容之后，声音一定会表现为高频突出、低频不足。而在PSPICE仿真软件上代入AD797的模型后观察，正弦波上多出了一些毛茸茸的东西。原来，电路引发了轻微的高频自激。难怪会有这样的听感表现！
再仔细回到规格书，原来，规格书上面，只是针对10倍，100倍，1000倍增益下，该电容的使用进行了定义。而实际应用时，单级的增益往往会低于这个数值，规格书上并没有涉及这个情况。
AD797放大电路设计总结：电容增加有必要吗？
这个轻微自激，用示波器其实也可以发现。当发生自激时，用示波器直接观察音频信号时，会发现波形会略微变粗一点点。这一点点，实际上就是这个电容引发的。去掉该电容，声音马上变得平衡、自然。看来，针对器件的应用，一定要理论和实践相结合，加之正确的听音，才会发现问题，并找到最佳方案。
对于高性能运放外围环境，使用场所都有非常高的要求。不能随便换就给出听感。这是极其不负责任的。
最后对于论坛里争论不休的听感差异，大家也不要争了。已经没有意义了。 真要提高找出好的运放。那就给不同的运放最佳的外围和使用条件。都是最好表现的情况下再来试听听感的区别，这样才能正确认识。否则，发表听感的人弄了一碗浆糊，反对的人也来搅浆糊。论坛里的讨论就成了一坛浆糊。谁也得不到提高还伤和气。 |
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发表于 2018-8-30 13:26
楼主
接受差评， 也是是想表达不同运放需要区别使用。 懒了图。
