请注意，此应用笔记已有几年的历史，并使用现已停产的运行旧版PicoScope的ADC-216示波器。为了今天重复这个实验，我们建议使用PicoScope 4262 16位示波器，它内置一个低失真信号发生器，因此无需使用下面提到的Blackstar单元。

继续使用ADC-216频谱分析仪进行音频实验，我们决定展示ADC-216如何用于辅助放大器设计过程。 对于以下所有测试，我们使用BlackStar的高质量信号发生器。下面的PicoScope曲线显示了信号发生器的纯1 kHz音调（图1）。 下图显示了一个基本的功率放大器电路。所示的输出级是简单且广泛使用的射极跟随器拓扑。以下测试显示了如何监控输出级信号的质量。然后可以对电路进行修改并记录任何改进。该输出级拓扑的级增益刚好小于1，因此可以轻松地移出反馈环路，如下面的电路所示（图2）。 最初，电路如上构造。ADC-216连接到电路中的“A”点，信号发生器连接到电路的输入端。下面的PicoScope屏幕截图显示了点'A'处的信号。很明显，运算放大器正在做一个合理的工作，正如预期的那样，应用了如此大量的负反馈（图3）。 如果我们现在查看点'B'处的输出，我们可以看到在示波器轨迹上清晰可见的过度交叉失真。谐波信息还表明三次谐波分量是谐波中最大的问题。连接到点'B'的负载电阻为2k2。很明显，输出级遭受严重的交叉失真效应（图4）。

实验装置
设置只需要将麦克风连接到ADC-100的一个输入通道。 实验过程涉及破裂膨胀的气球以产生声音冲动。然后，ADC和PC用于捕获衰减声场产生的麦克风信号。设置数据捕获的触发级别，以便在气球爆裂时开始数据采集。 需要快速采样以确保从样本重建的信号是模拟输入信号的精确表示。记录长度应足够长，以确保完全捕获衰变事件。这里描述的实验中的设置使用了ADC-100（我们在通道A中以22 kHz测量）获得的最大采样率，并且采样0.5秒。考虑到在实验中产生的大量样品，使用PicoLog而不是PicoScope。

图1 图2 图3 图4

如果我们继续监测B点，但是通过将运算放大器的反相输入连接到点'B'，将输出级移到反馈环路内，我们注意到输出级失真的大幅减少。实际上，如果您只关注传统示波器上的示波器轨迹，您将看不到任何问题。这就是Pico频谱分析的功能与ADC-216的灵敏度相结合的关键所在。问题在频谱视图中仍然很明显（图5）。 如果我们将ADC-216连接回点'A'但将输出级保持在反馈环路中，我们可以看到运算放大器必须应用哪种校正以消除输出级产生的误差。运算放大器跟随波形的正负峰值的正弦信号，但在交叉点附近，它必须非常努力地掩盖输出级误差。它必须快速遍历输出阶段不进行的点。很明显，运算放大器需要具有比文本书最初建议的更高的转换速率，以便补偿设计不良的输出级。这使得早期增益级的设计比它们需要的更加困难和昂贵（图6）。 接下来，通过使用简单的二极管压降技术在输出器件的基极之间施加偏置电压来改善输出电路。下面的视图再次显示了'B'点的输出。可以看出，增加少量偏置使THD读数提高了近10 dB（图7）。 如果我们再次观察具有这个增加的偏置电压的点'A'，我们可以看到运算放大器不需要如此高的压摆率，因为它不必很难掩盖输出级的缺陷（图8） ）。 本技术说明介绍了一种简单的应用，可以使用PicoScope中功能强大的FFT频谱图评估放大器输出级设计的性能。根据一些经验，可以从它们的特征频谱图中识别出许多问题，否则这些问题可能会被忽视但导致声音再现不良或有色。

图5 图6 图7 图8