运算扩大器在轿车电子规划中有着广泛的使用，其根本的功用有两个：信号调度与驱动。关于车载的音频扩大器来说，也相同适用。本文侧重从音频运放MC33078的一些根本参数讲起，要点介绍在规划中需求留意的一些参数，以满意系统和功用的一些运用。最终对常用的音频扩大器做了要点参数的比照，来加深一下关于这些参数的了解。
翻开MC33078数据手册的第一页，就能看到其首要特性的总结：
● 低电压噪声：4.5nV/√Hz（1）
● 高增益带宽积：15MHz（2）
● 高压摆率：7V/μs（3）
● 低失真：0.002%（4）
● 大输出电压摆幅：+14.3V/-14.6V（5）
● ESD维护：2kV（6）
● 本规范书中包含了宏模型（7）
低电压噪声：4.5nV/√Hz（1）
为什么把等效噪声电压放在了第一位（1）呢？这其实是有原因的，在音频电路的规划中，本底噪声（Noise Floor）的巨细决议了扩大器的信号噪声比（SNR）。信号噪声比越高，关于弱信号扩大的才能越强。咱们知道，噪声有5个首要的来历（见图1），这儿不具体翻开介绍，笔者今后会有一篇文章来具体介绍如安在规划中处理这些噪声问题。等效噪声电压参数Vn反映了在特定频率下，扩大器内部噪声电压反应到输入端的值，用nV/√Hz来表明。数据手册给出的值是在f=1kHz，信号源阻抗100Ω下的值。从这个单位能够看出来，这个值和频率有关，一起也会跟着频率而改变（见图2）。这也就能够了解为什么在扩大器的输入端，需求用（有源/无源）滤波器来把需求扩大的信号截止在必定的频带规模以内，以削减带外的噪声。相同，为了下降输入电阻的热噪声电压对本底噪声的影响，也需求合理地挑选输入电阻的巨细。
图1：运算扩大器噪声的首要来历。
图2：等效噪声电压参数跟着频率而改变（蓝线为输入等效噪声电压）。
高增益带宽积：15MHz（2）
望文生义，增益带宽积（GBW）是扩大器带宽和带宽的增益的乘积，是用来简略衡量扩大器的功能的一个参数。关于MC33078来说，由于音频的带宽是20Hz~20kHz，所以说它能够完成的增益是750，也便是差不多约58dB的扩大倍数。这个扩大倍数现已能够满意绝大多数音频电路关于前级扩大的规划要求了。
高压摆率：7V/μs（3）
扩大器的转化速率即转化速率，是一个很重要的参数，在音频电路里能够这样了解，关于最高频率20kHz的正弦波音频来说，1μs的时刻处理500V的电压值都不会有失真。在实践的使用中，一般不会呈现500V的音频输入电压值，因而7 V/μs的这个数值现已是能够承受的参数了，不算最好（相关于高速音频运放的转化速率参数，AD797A 20V/μs，见图5），但能够满意作为音频的电路规划目标。
低失真：0.002%（4）
总谐波失真参数（THD）界说为根本信号谐波的均方根电压与输出处总均方根电压之比。THD用dBc或%表明，在这是用%来表明。关于音频级的输入电路或许输出电路的运放来说，这个数值是能够承受的。由于关于整个音频的THD到达0.01%能够认为是高保真的目标，0.002%比0.01%小了一个数量级的水平。
大输出电压摆幅：+14.3V/-14.6V（5）
从电压输出摆幅这个参数能够看出来，关于选用正负电源供电（±15V）的MC33078来说，它不是轨对轨的扩大器，在正端会损失掉大约一个PN结的正向压降。
ESD维护：2kV（6）
这个值关于运放的选型含义不是很大。当然这个值越大越好，那阐明它抗ESD的才能强，不容易损坏。由于它的前级根本上是现已有了输入电路，还有ESD的维护，所以可保证ESD不会对运放发生危害。
本规范书中包含了宏模型（7）
这个信息告知咱们它有器材的仿真模型。例如Pspice的模型，在Cadence中能够找到这个器材（见图3），点右键\Edit Pspice Model能够翻开（见图4）。在Pspice的模型编辑器中修正想要改动的参数，能够看到不同的仿真作用。
图3：Cadence中的器材MC33078。
图4：MC33078的Pspice模型。
以上仅仅用MC33078的一些参数做了一个比如。图5给出了一些常见运放的参数比照表，能够领会一下不同参数之间的差异对规划带来的影响。挑选一个适宜的扩大器既是一门技能，也是一门艺术，需求全面均衡地考虑功能、可靠性、可替换性以及本钱等许多归纳的要素。做硬件规划的应战也在于此，需求在数以万计的器材中找到一颗最适宜的“宝物”，然后享用这背面带来的趣味。
图5：常见运放的参数比照表。
作者简介：
高杨
近20年在轿车电子TOP10公司经历，特别是在车载控制器范畴（多媒体、车身、驾驭辅佐及VCU）。曾任职博世轿车专家级工程师，超越10年在轿车零部件（博世和大陆轿车），5+年轿车半导体（德州仪器和英飞凌），历任多种资深（系统、规划、产品）工程师职务。丰厚的渠道开发（从0到1）及产品开发的工程经历和技能堆集。 Ford SYNC第一代的中心硬件工程师，界说和开发了德州仪器（TI）第一款智能高边驱动器（TPS1H100-Q1），填补了公司在轿车电子商场的技能道路和商场空白。 收拾和规范化了与规划开发的技能文件，能够直接用于辅导规划及融入公司的文件系统中，满意系统查看要求和进步公司的规划流程和办理水平。硬件规划流程办理的模板（45+篇），硬件规划评定和查看清单模板（50+篇）。 企业界训师认证（TTT） ，超越2500页轿车电子规划训练内容PPT，满意从入门、中级及高档轿车电子规划的训练要求，现在在4家企业界部施行过训练，收到了很好的反应。 现在取得13件轿车电子专利（截止2019年12月）。《EDN电子技能规划》轿车电子专栏作者
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