Sie sind hier: HomeRubrikenHalbleiterAnalog- / Mixed-Signal

Texas Instruments: Audio-Operationsverstärker für hohe Ansprüche

Mit dem OPA1622, der Nachfolger des OPA1612, zielt Texas Instruments auf anspruchsvolle Audioanwendungen, einschließlich HiFi-Kopfhörer, professionelles Audio-Equipment, High-End-Consumer-Geräte sowie analoge und digitale Mischpulte.

Bildquelle: © Texas Instruments
Audio-Operationsverstärker mit hoher Leistungsfähigkeit Bild: Texas Instruments (OPA1622_14Dec15.jpg)

Der zweikanalige OPA1622 mit Bipolar-Transistoren in der Eingangsstufe aus der SoundPlus-Familie ist mit 2,8 nV/√Hz sehr rauscharm und erreicht mit -119 dB bei 1 kHz (32-Ohm-Last bei 100 mW Ausgangsleistung) eine sehr geringen THD+N- Wert (THD+N: Pegel aller Verzerrungen plus Rauschen). Darüber hinaus zeichnet sich der OP1622 durch sehr gute Werte hinsichtlich PSRR (Power Supply Rejection Ratio: Netzstörunterdrückungsverhältnis) und CMRR (Common Mode Rejection Ratio: Gleichtaktunterdrückungserhältnis) aus, so dass das Rauschen über die Versorgungsspannung unterdrückt werden kann. Der Baustein stellt am Ausgang einen Strom von +145 mA/ –130 mA zur Verfügung.

Der Operationsverstärker kann Versorgungsspannungen zwischen ±2 bis ±18 V vertragen, der Versorgungsstrom pro Kanal ist mit 2,6 mA spezifiziert. Der Baustein ist bei einer Verstärkung von 1 stabil und zeichnet sich laut Unternehmensangabe durch ein gutes dynamisches Verhalten über einen großen Lastbereich aus. Der OPA1622 ist mit einem Shutdown-Modus ausgestattet. Damit kann der Verstärker aus dem normalen Betriebsmodus in einen Energiesparmodus wechseln, bei dem der Standby-Strom typischerweise unter 5 µA liegt. Diese Energiesparfunktion ist so ausgelegt, dass es zu keinerlei Knackgeräusche kommt, wenn in oder aus dem Energiesparmodus in den Betriebsmodus gewechselt wird. TI hat den OPA1622 auf geringstes Übersprechen und freie Interaktion zwischen den Kanälen ausgelegt, und das selbst bei Übersteuerung oder Überlastung. Der Baustein ist für einen Temperaturbereich von -40 bis +125 °C spezifiziert. Der OPA1622 zeichnet sich laut Unternehmensangabe durch folgende Eigenschaften aus:

-> HiFi-Sound-Qualität;

-> sehr geringes Rauschen: 2,8 nV/√Hz bei 1 kHz;

-> sehr geringes THD+N: –119 dB THD+N (142 mW/Kanal; 32 Ω/Kanal) – der Gesamtklirrfaktor (THD) des Bausteins beläuft sich auf -135 dB bei 10 mW Ausgangsleistung an 32 Ω. Laut Unternehmensangabe ist dieser Wert um den Faktor 12 besser ist als beim nächsten Konkurrenten;

-> hohe Anstiegsgeschwindigkeit (Slew Rate): 10 V/µs;

-> hohe kapazitive Last: >600 pF;

-> hohe Open-Loop-Gain: 136 dB (600-Ω-Last);

-> niedriger Ruhestrom: 2,6 mA pro Kanal;

-> Energiesparmodus (mit reduzierten Klickgeräuschen) mit niedriger Stromaufnahme: 5 µA pro Kanal;

->Schutz gegen Kurzschluss;

-> großer Versorgungsspannungsbereich: ±2 bis ±18 V;

-> kleines Gehäuse: VSON-10.

TI spezifiziert die Ausgangsleistung des OPA1622 mit 150 mW. Der maximale Eingangs-Strom (IIB) beträgt 2000 pA, der typische CMRR-Wert ist mit 127 dB spezifiziert. Die Offset-Drift liegt bei 0,5 µV/°C (typ.). Aus TI-Sicht ist der Baustein für portable Hi-Fi-Audiogeräte optimiert, denn der Baustein sitzt in zum einen in einem kleinen, lediglich 3 x 3 mm messenden DFN-Gehäuse (Dual Flat No-lead) und benötigt zum anderen einen Ruhestrom von nur 2,6 mA. Die auf -79/-123 dB bei 20 kHz angehobene Netzunterdrückung sorgt für ein niedriges Verzerrungsaufkommen beim Betrieb an Schaltnetzteilen ohne Low-Dropout-Regler (LDO). Hierdurch wird Leiterplattenfläche gespart, ohne die Audio-Performance einzuschränken.

Dank spezieller Anschlussbelegung gestaltet sich das Design einfacher und das Verzerrungsverhalten wird verbessert. Der massebezogene Enable-Anschluss des OPA1622 lässt sich ohne Pegelumsetzungs-Schaltungen direkt von den GPIO-Pins (General-Purpose Input/Output) stromsparender Prozessoren ansteuern. Die Anschlussbelegung verbessert das Leiterplatten-Layout und ermöglicht laut Unternehmensangabe ein außergewöhnlich gutes Verzerrungsverhalten bei hoher Ausgangsleistung.

Für den OPA1622 steht ein TINA-TI-SPICE-Makromodell zur Verfügung, das Designern bei der Verifikation der Signalintegritäts-Anforderungen auf der Leiterplatten-Ebene hilft. Vom ersten Quartal 2016 an wird es außerdem ein TI Designs – Precision Referenzdesign für Audio-DACs mit Spannungsausgang geben, um die Markteinführung von Kopfhörerverstärkern auf Basis des OPA1622 zu beschleunigen. Für einen leistungsfähigen Audio-Signalpfad können Systemdesigner den OPA1622 mit dem Burr-Brown Audio Stereo-DAC PCM1794A von TI kombinieren. Weitere geeignete Bausteine sind die Split-Rail-Wandler TPS65133 und TPS65132 von TI für die Stromversorgung in portablen Audio-Anwendungen.