請注意，此應用筆記已有幾年的歷史，并使用現已停產的運行舊版PicoScope的ADC-216示波器。為了今天重復這個實驗，我們建議使用PicoScope 4262 16位示波器，它內置一個低失真信號發生器，因此無需使用下面提到的Blackstar單元。
繼續使用ADC-216頻譜分析儀進行音頻實驗，我們決定展示ADC-216如何用于輔助放大器設計過程。 對于以下所有測試，我們使用BlackStar的高質量信號發生器。下面的PicoScope曲線顯示了信號發生器的純1 kHz音調（圖1）。 下圖顯示了一個基本的功率放大器電路。所示的輸出級是簡單且廣泛使用的射極跟隨器拓撲。以下測試顯示了如何監控輸出級信號的質量。然后可以對電路進行修改并記錄任何改進。該輸出級拓撲的級增益剛好小于1，因此可以輕松地移出反饋環路，如下面的電路所示（圖2）。 最初，電路如上構造。ADC-216連接到電路中的“A”點，信號發生器連接到電路的輸入端。下面的PicoScope屏幕截圖顯示了點'A'處的信號。很明顯，運算放大器正在做一個合理的工作，正如預期的那樣，應用了如此大量的負反饋（圖3）。 如果我們現在查看點'B'處的輸出，我們可以看到在示波器軌跡上清晰可見的過度交叉失真。諧波信息還表明三次諧波分量是諧波中最大的問題。連接到點'B'的負載電阻為2k2。很明顯，輸出級遭受嚴重的交叉失真效應（圖4）。
實驗裝置
設置只需要將麥克風連接到ADC-100的一個輸入通道。
實驗過程涉及破裂膨脹的氣球以產生聲音沖動。然后，ADC和PC用于捕獲衰減聲場產生的麥克風信號。設置數據捕獲的觸發級別，以便在氣球爆裂時開始數據采集。
需要快速采樣以確保從樣本重建的信號是模擬輸入信號的精確表示。記錄長度應足夠長，以確保完全捕獲衰變事件。這里描述的實驗中的設置使用了ADC-100（我們在通道A中以22 kHz測量）獲得的最大采樣率，并且采樣0.5秒?？紤]到在實驗中產生的大量樣品，使用PicoLog而不是PicoScope。
圖1
圖2
圖3
圖4
如果我們繼續監測B點，但是通過將運算放大器的反相輸入連接到點'B'，將輸出級移到反饋環路內，我們注意到輸出級失真的大幅減少。實際上，如果您只關注傳統示波器上的示波器軌跡，您將看不到任何問題。這就是Pico頻譜分析的功能與ADC-216的靈敏度相結合的關鍵所在。問題在頻譜視圖中仍然很明顯（圖5）。 如果我們將ADC-216連接回點'A'但將輸出級保持在反饋環路中，我們可以看到運算放大器必須應用哪種校正以消除輸出級產生的誤差。運算放大器跟隨波形的正負峰值的正弦信號，但在交叉點附近，它必須非常努力地掩蓋輸出級誤差。它必須快速遍歷輸出階段不進行的點。很明顯，運算放大器需要具有比文本書最初建議的更高的轉換速率，以便補償設計不良的輸出級。這使得早期增益級的設計比它們需要的更加困難和昂貴（圖6）。 接下來，通過使用簡單的二極管壓降技術在輸出器件的基極之間施加偏置電壓來改善輸出電路。下面的視圖再次顯示了'B'點的輸出。可以看出，增加少量偏置使THD讀數提高了近10 dB（圖7）。 如果我們再次觀察具有這個增加的偏置電壓的點'A'，我們可以看到運算放大器不需要如此高的壓擺率，因為它不必很難掩蓋輸出級的缺陷（圖8） ）。 本技術說明介紹了一種簡單的應用，可以使用PicoScope中功能強大的FFT頻譜圖評估放大器輸出級設計的性能。根據一些經驗，可以從它們的特征頻譜圖中識別出許多問題，否則這些問題可能會被忽視但導致聲音再現不良或有色。
圖5
圖6
圖7
圖8