轉換速率

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轉換速率,轉換速率是什麼意思

運放的轉換速率
轉換速率（SR）是運放的一個重要指標，單位是V/μs。該指標越高，對信號的細節成分還原能力越強，否則會損失部分解析力。運放轉換速率定義爲，運放接成閉環條件下，將一個大信號（含階躍信號）輸入到運放的輸入端，從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由於在轉換期間，運放的輸入級處於開關狀態，所以運放的反饋迴路不起作用，也就是轉換速率與閉環增益無關。轉換速率對於大信號處理是一個很重要的指標，對於一般運放轉換速率SR<=10V/μs，高速運放的轉換速率SR>10V/μs。目前的高速運放最高轉換速率SR達到6000V/μs。這用於大信號處理中運放選型。20世紀80年代流行的"運放皇"NE5532、NE5534的轉換速率分別達9V/μs和13V/μs，比當時大量使用的JRC4558（1V/μs）、M5218（2.5V/μs）好，難怪受到當時發燒友的追捧，因爲確實比OP37（2.8V/μs）、OP07（0.3V/μs）優秀。後來相繼推出了OP275、OP249（22V/μs）、UL01、UL02（25V/μs）等運放，人們又再一次對它們趨之若鶩，不過比AD827、AD847（300V/μs）仍遜色不少。近年OPA2604（25V/μs）等也有不錯的表現，但仍未達到AD827的水平。那麼，是否轉換速率越高越好呢？也不是。例如EL2260 （1500V/μs）、OPA633 （2500V/μs），如果不改線路板，會因爲原電路板的分佈電感、電容導致電路工作不穩定而自激。有了OPA2604等新運放後，像NE5532是否已一無是處？當然也不能一概而論。如果一個系統原來的解析力已很高，但聲音偏薄，採用NE5532、NE5534，效果即會有明顯的改善。因其轉換速率稍低，正好把高解析力信號中一些過於尖銳的波形峯谷磨鈍，反而多了幾分圓潤，加上其輸出電流大，聲波的密度增加，令整個系統的性能得到提高。過去人們對LT1057、LT1058評價爲聲音冷豔，原因是解析力不錯，轉換速率與NE5532、NE5534相近，但因其增益帶寬僅爲5MHz，因此帶內頻響平衡度比不上NE5532（GBW爲10MHz）、NE5534（GBW爲13MHz），當然更比不上AD827、AD847（GBW爲50MHz）。

現代各級電路都儘量應用截止頻率高、線性好的晶體管以儘量減少失真。例如馬蘭士CD機的模擬輸出就使用性能好的晶體管組成HDAM模塊，以獲得高轉換速率和高線性放大。由於模塊的供電電壓比集成電路高，可獲得比運放集成電路更大的動態輸出和更大的電流，還用低噪聲管以獲得高信噪比等。爲適應SACD等信號源的發展，馬蘭士對HDAM模塊進行了改進，將電壓反饋形式改爲電流反饋，使頻帶兩端延伸、失真更少、動態也更大。摩機時可有針對性地對薄弱環節進行改造，如信號源模擬輸出部分、功放輸入級以至電壓放大級，均可更換性能更好的運放、元件及電路，以提高音質。

線材的轉換速率
其實線材也存在轉換速率問題，有些人未必會認同。線材中的分佈參數對線材的轉換速率影響較大，其中電容和電感對中高頻影響較爲顯著，對於低頻的轉換速率則以電感和電阻影響較爲顯著。

信號經過線材後波形發生了變化，造成的變化，從傅立葉頻譜分析理論不難理解：波形發生變化，就意味着各次諧波的成分發生變化，即各頻率成分比例發生了變化，這是造成各種線材個性差異的原因。自制線材時，用同樣的材料去做線，加工方法不同其效果也不一樣。傳輸數字信號的同軸數字線、光纖線有質量上的差別，而質高者價高，一般只能理性選擇性價比高的購買，天價器材不是人人都能承受的。

電容的轉換速率
電容的轉換速率受以下因素影響。下面以音響中常用的兩類電容--電解電容和無極性電容分別予以介紹。

1.電解電容

（1）電容量

電容量大，相對來說轉換速率較低。一些耦合、退耦用的電解電容，以小容量多隻並聯，或並聯小容量無極性電容的方法來提高中高頻的轉換速率已屬常見。

（2）電極與電解質

電解電容電極上的活性物質以及電解質也會影響其轉換速率。

（3）導電性能

電解質的導電能力越強，轉換速率越高。優秀電容的轉換速率都比較高。從其正切損耗值就可以看出，損耗越大，表示它越跟不上信號的高速變化。由於活性物質頻頻的極性轉換，其損耗能量引起發熱，還會影響壽命，一些質量差的電解電容還會發熱"爆炸"。

2.無極性電容

（1）分佈電感

採用疊片方式的電容比採用卷繞方式電容的電感小，所以採用疊片方式電容的轉換速率高，高頻響應好，但卷繞方式生產過程容易，故市面上的電容以卷繞方式多見。一些質量較好的電容採用多個小容量電容並聯以減少分佈電感。

（2）導體的電阻

現在有些無極電容爲減少體積及降低成本，往往在介質上鍍上一層金屬作電極，這層金屬材料和厚度都會影響導電。因爲電容是靠充放電工作去"傳遞"信號，所以導體的電阻越小，電流越暢順，瞬態反應就越好，導體電阻引起的相移也越小 ，傳遞信號的畸變也越小。例如，丹麥Jenson電容，導體就分銀、銅、鋁、錫幾種，但因此製成後體積較大，成本也較高。近年採用無極電容做膽前級的電源濾波電容也越來越多見。

電源的轉換速率
好電源應具備以下條件：

1.功率供應充裕 其中包括電源變壓器供電能力在大動態時有足夠的裕量，否則動態會嚴重壓縮（大電流時電壓下降嚴重）。

2.較低的內阻 包括變壓器次級繞組用線夠粗、整流器內阻小。

3.好的濾波電容 濾波電容的容量足夠大，能供應足夠的衝擊電流等。因此，質量好的放都選擇高頻特性優良的優質電解電容，有些還在電解電容上並聯無極電容或以多隻小容量電解電容並聯的方法，降低中高頻的內阻。

以上是針對無穩壓供電的電源而言。如果用穩壓電源供電，穩壓電路的瞬態響應能力也影響放音表現。限於大功率的穩壓電源成本較高，所以一般穩壓電路主要設在信號源、功放前級的電壓放大部分。

由於功放的功率放大部分電流變化太大，因此要用穩壓方式供電成本實在太高。不管是串聯還是並聯方式穩壓，電源部分的功率管、散熱片的成本不亞於功率放大部分，因此除非是檔次很高的功放一般都不採用。近年出現對功率放大部分供電採用開關式電源，如果設計良好，抗干擾處理得好，不失爲電源的一個發展方向。 由於現代信號源的進步，使得器材的解析力越來越高，人們應對器材的轉換速率引起足夠的重視。