最好的双运放是什么岂止物美价廉！Cayin iDAC-6解码器+iHA-6耳放组合|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

岂止物美价廉！Cayin iDAC-6解码器+iHA-6耳放组合

肖斯塔柯维奇；第5/8/9交响曲

很久没听过这么精彩的古典音乐录音了。2016年5月6日，在欧洲最负盛名古典音乐节之一的德国德累斯顿音乐节的舞台上，指挥家Anders Nelsons因推广和普及古典音乐的杰出贡献，荣膺第13届格拉苏蒂(德国有名的机械表)原创音乐节大奖。在德累斯顿圣母大教堂的颁奖典礼上，指挥波士顿交响乐团奉上了一台精彩演出。这张唱片同样是尼尔森斯指挥波士顿交响乐团的演出，他在2015音乐季刚刚出任音乐总监，之前还是柏林爱乐总监的热门候选人，并将于2018音乐季出任莱比锡布商大厦管弦乐团音乐总监，当红炸子鸡。录音地点在波士顿交响乐大厅，这个音乐厅于1900年落成，由哈佛大学年轻的物理学教授华莱士·克莱门特·萨宾担任声学顾问，是世界上最早运用科学的声学原理设计的演出大厅之一。交响乐大厅以莱比锡音乐厅爲原型建造，与阿姆斯特丹音乐厅和维也纳金色大厅一样，都是狭长而高挑的“鞋盒”形，比金色大厅残响时间略短，因此更适合录音。过去费德勒与波士顿大众管弦乐团在这里留下不少录音，效果卓越，希望尼尔森斯以后继续带来更多好录音。肖斯塔柯维奇是被发烧友忽略的俄罗斯作曲家，因为他的音乐编制大、低音鼓与铜管构成波澜壮阔的声响，大部分音响系统都无法很好的播放，这张唱片把管弦乐灿烂的效果发挥得淋漓尽致。

第一次在音响展中看到斯巴克的Cayin iDAC-6解码器+iHA-6耳放组合，直觉应该不便宜，做工精良，在异常厚料的机身上找不到外露的螺丝，功能又非常强大，笔者估计每一部大概要一万元左右。毕竟同为国产品的旷世Questyle、声韵AURALiC、欧博、OPPO也都在同一价位带。没想到的是，Cayin iDAC-6解码器+iHA-6耳放二件套组合，居然售价还不到一万元!眼睛没花吧?是的，在Cayin的天猫网店中，66套装只卖7980元还包邮，如果单买iDAC-6解码器4480元，单买iHA-6耳放4180元。用手轻抚着解码器发烫的玻璃上盖(笔者拿到的是专为试听准备的玻璃上盖版)，听着耳旁传来干净有力的声音，不禁要为斯巴克点120个赞!

夸张的iDAC-6解码器

这是一套非常抵玩的桌上型音响组合，即使价格贵上数倍，都未必有如此多的调整功能。先说说iDAC-6解码器吧。Cayin采迷你尺寸机箱设计，二部机器刚好可以并排放在CD机上面，如果要上下叠放建议把解码器放在上面，它工作时温度真是有点高。iDAC-6面板上有三个按键，由左至右分别是讯源(有同轴、光纤、AES/EBU、USB四组输入)、Timbre音色(可选择晶体或电子管输入)、输出(选择固定输出或可调前级输出)。右边的旋钮除了当前级时的音量控制，长按后还可以选择包括陡降、缓降、S.D.sharp短延时陡降、S.D.Slow短延时缓降、S.SLOW超级缓降等功能。

所有资料都会在面板中间的LCD显示屏呈现，设计者做了一个巧妙的处理，他们在面版上做了两个切口，然后将 LCD以向后的斜角嵌入。这个复杂的设计除了增加视角上的趣味性外，也改善了由上向下看的可读性，这正是在桌面上放置器材时最常遇到的情况。在放大线路部分，iDAC-6是真正的全平衡式结构，晶体输出使用各四枚德州仪器的BB OPA604和OPA2604场效应管(FET)运放组成，而胆输出使用了4根6N16B微型胆管作缓冲级。OPA604为单运放，OPA2604为双运放，它们都是专为音频而设计的专用运放，音色醇厚圆润，中性偏暖、胆味甚浓，是被誉为最有电子管音色的运算放大器。尤其OPA2604是继NE5532之后最为知名的运放，被称为“运放皇者”，过去英国知名的CD机LINN也极其钟爱这颗运放，由它带来的高解析而又甜美的味道，也被人称之为“莲毒”。微型管6N16B是双三极结构，原为低频电压放大管，中等放大倍数和跨导，对称性好，拥有媲美6N8P的线性，而且价格非常实惠。

iDAC-6采用“双单声道”的理念使用了2个AKM旗舰解码蕊片AK-4490，这颗蕊片可接收高达768kHz PCM数据和11.2MHz DSD数据，非常适合高分辨率音频源播放器使用，也是目前唯一能和ESS ES9018蕊片相抗衡的产品。比较特别的是AKM准备了5种数字滤波器供选用，iDAC-6解码器就把这功能用上了，S.SLOW超级缓降滚降最快，听感上更自然流畅，乐器与人声的位置比较靠前；Sharp的滚降最慢，听感上比较有力量，音场比较靠后。搭配不同的器材或耳机，仔细的比较滤波模式，总能找到自己喜欢的声音。更夸张的是Cayin居然一次用上二个晶振，分别对应PCM与DSD信号，低通滤波也是四路结构，这种设计通常只会出现在几万元的产品中。

大力的iHA-6耳放

对一部售价仅需几千元的耳放，笔者原本没有太高期待，但成见很快就被推翻，它的驱动力完全超乎想象。总编有副HiFiman的第一代旗舰平板耳机HE6，灵敏度只有83.5dB/50Ω，原厂甚至还设计了一个适配器让用家连接普通功放推动，因为不容易找到合适的耳放搭配，我便借来试听。大大的意外出现了!iHA-6耳放拥有平衡(高电流/32Ω)5000mW；(低电流/32Ω)7000mW的大功率，我用平衡线连接，调整到高增益大电流输出模式，Cayin iHA-6耳放立刻赏了一巴掌!它不但把HE6推得虎虎生风，而且声音美妙极了。黄金平板振膜在高音的延伸与弹性上有绝佳表现，搭配iHA-6耳放播放弦乐有着致命的毒性。拨弦的悦耳弹性带动空气振动的感觉妙不可言。高音延伸好了，低音的轮廓更加清晰，笔者感受到极高频的灿烂延伸与极低频的迅猛下潜形成的庞大规模的听觉盛宴。用iHA-6耳放+HE6平板耳机聆听古典是一种享受，因为其音乐性与音质音色均已达到极高等级，无论钢琴还是弦乐都洋溢细节，小提琴拉到最高把位有闪烁的金黄灿烂气质，高雅无比，黑金色的光泽与洒脱的颤音勾人魂魄，低音宽松凝聚又深沉。iHA-6耳放并不属于柔软温和的类型，但它能把HE6推出富有绵密强烈的立体感，低音层次感极佳。大编制交响完全发挥了平板的优势，漆黑的背景任你电闪雷鸣毫不脚软，由于频段的两端与中间都强，因此动态范围与能量感绝大。

iHA-6耳放也是全平衡设计，全分立件制作，从机内的组件可看到供电非常重料，除了自家的屏蔽式环牛外，还用了共40000uF的滤波电容对左右声道分别供电。音量控制使用Alps的4盘片电位器，差分输入使用东芝的K246音响专用低噪音场效应管，功率放大使用HUF76633大功率场效应管组成推挽式线路，真正的平衡放大耳放可真是不多见。面板上共有三个插孔，包括一个4针平衡接口，二个6.35mm插孔分别对应高低阻抗耳机，它们也可做为3针平衡插孔的左右声道使用。左边的按键除了讯源切换(平衡与RCA各一组)，另外二个按键可调整电流高低与增益高低。

iDAC-6解码器多种玩法

看完结构上的介绍后会发现，无论是Cayin iDAC-6解码器或iHA-6耳放，都可以卖出更高的价格，斯巴克这次是福利大放送，66套装成为性价比超高的产品。从另一个角度来说，66套装也是可玩性最高的产品，只要细心调整，它的声音如百变天龙，表现可以满足不同口味的发烧友。

还是先说说iDAC-6解码器。使用Line固定电平输出的XLR平衡接口，切换到胆输出模式，选择了Sharp滤波模式，连接到以高班KT88胆合并功放推动Dali皇太子音箱的系统中，这部解码器具有温暖厚重的声音风格，低音能量札实、高频带着微微甜味，中音饱满有肉。如果换成晶体管输出模式，速度感略快，基本声底却没有太多变化，线条更凝聚清晰，较阳刚的特性更适合表现大动态的音乐。DGG由Andris Nelsons指挥的肖斯塔柯维奇第5/8/9交响曲，大提琴重力齐奏掀起令人麻酥的低音波浪，还有铜管在远处咆哮的光芒，大鼓猛击时倏忽下潜的猛烈劲道，都说明了晶体管输出的优点。如果欣赏人声歌唱或弦乐小品，胆输出具有更丰富的感情，平滑流畅的旋律非常讨好。无论是哪一种输出，干净、清晰、良好的空气感与黝黑的背景都如出一辙，iDAC-6的胆输出可能与你的想象有所不同，笔者倒很喜欢这种爽快地听感。

还有呢!不管使用晶体管输出或电子管输出，都可以调整滤波模式。不同的模式带来听感的差异，没有绝对的对或错，全凭个人喜好进行选择。这二个功能切换就可以变幻出许多声音特性，笔者还真无法一一交代，个人比较喜欢胆输出加上Slow滤波模式，基本能保持原汁原味的声音效果。换上S.D.sharp短延时陡降滤波模式，低音会增加一点；S.D.Slow短延时缓降很接近Slow，音像稍微靠前一点。如果选择晶体管输出模式和传统的Slow滤波，会带来很讨好的热情和劲道，提高了瞬态和速度感，令整体听感更有激情，播放爵士乐非常合适。不同的器材可以藉由各异的滤波模式来加油添醋，找到自己喜欢的声音风格，很好玩吧?

iHA-6耳放也有多种玩法

无疑的iHA-6耳放是iDAC-6解码器的绝配，我用Art Audio的平衡线连接，很清楚把解码器采用不同输出和滤波来调出不同音色的变化呈现出来，音色明朗干净，分析力很高，整体表现几乎可以秒杀同价位带的耳放产品。别的不说，iHA-6可以连接几乎任何一种耳机插头，这点就足以让竞争对手甘拜下风，可能的话建议尽量用4针平衡插头，左右分离度、音质纯净度会有明显提升。笔者必须承认，Cayin并非以悦耳醉人的音色讨人喜欢，它走的是更接近监听音箱的爽朗风格，能忠实表现音乐的原貌，想要更多韵味与色彩，最好就是配搭iDAC-6按自已的要求来调整。也许有人不喜欢太过透明无染，过于直白坦率的声音，但考虑到iHA-6耳放售价，笔者非常认同Cayin设计师的决定，与其将iHA-6赋予未必能讨好所有人的风貌，还不如让它变成中性低失真的放大器，前面的解码给什么声，它就出什么声，忠实反应前端的声音。不过大家可以放心，iHA-6不糙不冲，不单薄也不尖锐，高频朴素中带着细致，中音结实凝聚，低音有很好的控制与下潜力度。笔者喜欢这种监听风格的耳放，不会给系统带来太多的变量，调整系统只需要换用耳机和前面的解码器就好。

比起其他录音室用专业耳放，iHA-6声底并不太阳刚，表现弦乐仍然有松香扑鼻的美感。iHA-6的电流和增益各有高低两档可选，方便搭配不同的耳机，从AKG DT990的600Ω到铁三角W5000的40Ω基本上可以通吃。低增益音量较小，一般到12点钟位置才有比较合适的声压，但底噪控制得非常好，笔者有个森海塞尔 Sennheiser IE800耳塞，灵敏度超高(125dB/16Ω)，插在iHA-6耳放听不到任何干扰；换用低灵敏度的Hi-Fiman HE-6音量开到最大，同样背景深沉如海。使用高增益输出时，iHA-6可以把Hi-Fiman HE-6推到震天响，相信一些监听小音箱插在4针平衡口上都可以推得很响。索尼888、索尼F1这些只有16Ω阻抗的耳机，主要设计给随身移动装置使用，连接耳放通常会过度驱动，声音反而不好听。如果iHA-6放在低增益、低电流模式仍然觉得力大无穷，这时可以将iDAC-6解码器的Line固定电平输出改成Pre可变电平输出，前端衰减后iHA-6音量旋钮便有理想的调教空间，可以友善温和的驱动高灵敏度耳机了。

强而有力的驱动性是iHA-6主要的卖点，但也不需一昧的使用高电流、高增益，虽然在严荷的工作中iHA-6依然可以保持高频细腻，控制低音的线条，不会像某些耳放一样力大声粗，但我们总希望它听起来更宽松一些。例如拜亚动力T1需要使用高电流、高增益；AKG K701则使用高电流、低增益、插低阻、解码用电子管音色、滤波缓降（slow）的表现更好一点；森海塞尔HD700则适合用低电流、低增益、平衡口、电子管音色、滤波缓降（slow）模式。其余耳机需要用家多摸索尝试，努力会有回报的，关键是Cayin能提供这么多调整选择，忍不住又要赞一下。除了可怕的HiFiman HE-6，笔者试过的拜亚动力T1二代、AKG的K701、森海塞尔HD700等几款高端耳机，基本上iHA-6都能应付自如。这种几乎全能百搭的驱动力，已经让iHA-6立于不败之地，在同价位耳放产品中少有敌手。笔者听过一些电子管耳放，驱动力还行，但大音量时底噪明显可闻，这实再美的音质音色都会显得苍白无力。Cayin能将耳放做到力大无穷而又接近寂静，工程师的实力让人钦佩。

轻松搞定KK耳机

在网上看到有人以Cayin推AKG的K1000全开放式耳机，66套装竟然推得很好，竟然推得动态很大。要知道这副耳机灵敏度只有74dB/120Ω，当年没甚么耳放可用，原厂是建议直接用大功放来驱动的。从AKG提供的频率响应曲线上看，K1000在50Hz-20KHz是平直的，从50Hz以下开始快速滚降，到20Hz下降了20dB。网上说Cayin的一向传统就是“力大力大力大”，重要的事情说三遍，把K1000的声场推得异常舒适自然，连森海塞尔的HD800都要靠边站。高频延伸和通透感都很好，密度稍欠；低频方面力度、弹性、量感也很好，就是下潜略欠点。其实网上的说法只对了一半，全开放式耳机在声音密度、低频下潜方面本来就受限，售价几千元的iHA-6能把K1000轻松驯服，这已经是超乎想象的了。

最后来说说音源的搭配。因为是桌面使用，笔者选了部Denon的广播级CD机，从它的AES/EBU数字输出当转盘，虽然是老古董了，分析力、动态与音场定位仍让价格高它很多的民用CD机自叹不如。播放24bit/192kHz的高清音乐文件，笔者选用了艾诗MBox流媒体播放器，这部不贵的机器赖总编也在使用，它能方便的播放各种文件，包括硬解DSD iso格式。不过MBox只有同轴数字输出(可通过24bit/192kHz信号)，而且DSD无法数字输出，所以另外用一部计算机播放拆解成diff格式的DSD文件。其中声音最好的居然是CD!因为很多高清音乐文件来源可疑，据说还有mp3去升频的，我们很难分辨真伪。计算机播放DSD文件，透过USD线连接iDAC-6解码器，它使用XMOS USB异步解码方案，最高可以传输DSD256信号。但USB线本身很多问题，用FOOBAR2000或JRIVER播放器播放DSD声音也有不同，很难做判断标准。

但不管用哪一种音源，Cayin的66套装都表现出中性、讯息量高、低音染的优点，当然如果你喜欢较柔美悦耳的质感，它也可以满足你的要求。相对于它平实的售价来说，66套装的表现可以说是物超所值，没什么明显的缺点，笔者愿意毫不犹疑地推荐给大家。

iDAC-6解码器参数

解码器对应32Bit/384kHz

支持DSD串流(DSD64、DSD128)与Flac HD 192/24、WAV 192/24、ALAC 96/24，光纤最高支持24Bit/176.4kHz

输出(RCA)2.2V RMS 、(BAL)4.4V RMS

讯噪比：(电子管)≥105dB (A计权)，(晶体)≥110dB (A计权)

总谐波失真:≤0.8% (Fs=192kHz)、(晶体)≤0.004% (Fs=192kHz)

机箱尺寸：240mmX252mmX69mm

重量：3.8公斤

iHA-6耳放参数

2个6.35mm端口 3针平衡耳机插口 4针平衡耳机插口

输出功率：单端(高电流/32Ω)1100mW；(低电流/32Ω)2200mW。平衡(高电流/32Ω)5000mW；(低电流/32Ω)7000mW

频率响应：10Hz~80kHz (-0.5dB)

总谐波失真：≤0.02%

互调失真：小于0.005%

讯噪比：>105dB(单端)；>110dB(平衡)

输入灵敏度：620mV

重量：3.8kg

尺寸：240mmX252mmX69mm

干货单电源运放和双电源运放详解

我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1．1 电源供电和单电源供电

所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。(参见1.3节)

通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail－To－Rail 的运放，这样就消除了丢失的动态范围。

需要特别指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail－To－Rail 的电压。虽然器件被指明是轨至轨(Rail－To－Rail)的，如果运放的输出或者输入不支持轨至轨，接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化，所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。这样才能保证系统的功能不会退化，这是设计者的义务。

1. 2 虚地

单电源工作的运放需要外部提供一个虚地，通常情况下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降低系统的低频特性。

R1 和R2 是等值的，通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择，电容C1 是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。在有些应用中可以忽略缓冲运放。

在下文中，有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生，但是其实这并不是完美的方法。在这些例子中，电阻值都大于100K，当这种情况发生时，电路图中均有注明。

1. 3 交流耦合

虚地是大于电源地的直流电平，这是一个小的、局部的地电平，这样就产生了一个电势问题：输入和输出电压一般都是参考电源地的，如果直接将信号源的输出接到运放的输入端，这将会产生不可接受的直流偏移。如果发生这样的事情，运放将不能正确的响应输入电压，因为这将使信号超出运放允许的输入或者输出范围。

解决这个问题的方法将信号源和运放之间用交流耦合。使用这种方法，输入和输出器件就都可以参考系统地，并且运放电路可以参考虚地。当不止一个运放被使用时，如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要使用：第一级运放的参考地是虚地第二级运放的参考第也是虚地这两级运放的每一级都没有增益。任何直流偏置在任何一级中都将被乘以增益，并且可能使得电路超出它的正常工作电压范围。

如果有任何疑问，装配一台有耦合电容的原型，然后每次取走其中的一个，观察电工作是否正常。除非输入和输出都是参考虚地的，否则这里就必须要有耦合电容来隔离信号源和运放输入以及运放输出和负载。一个好的解决办法是断开输入和输出，然后在所有运放的两个输入脚和运放的输出脚上检查直流电压。所有的电压都必须非常接近虚地的电压，如果不是，前级的输出就就必须要用电容做隔离。(或者电路有问题)

1. 4 组合运放电路

在一些应用中，组合运放可以用来节省成本和板上的空间，但是不可避免的引起相互之间的耦合，可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电路特性。设计者通常从独立的功能原型开始设计，比如放大、直流偏置、滤波等等。在对每个单元模块进行校验后将他们联合起来。除非特别说明，否则本文中的所有滤波器单元的增益都是 1。

1. 5 选择电阻和电容的值

每一个刚开始做模拟设计的人都想知道如何选择元件的参数。电阻是应该用1 欧的还是应该用1 兆欧的？一般的来说普通的应用中阻值在K 欧级到100K 欧级是比较合适的。高速的应用中阻值在100 欧级到1K 欧级，但他们会增大电源的消耗。便携设计中阻值在1 兆级到10 兆欧级，但是他们将增大系统的噪声。用来选择调整电路参数的电阻电容值的基本方程在每张图中都已经给出。如果做滤波器，电阻的精度要选择1％ E －96系列。一但电阻值的数量级确定了，选择标准的E－12系列电容。

用E－24系列电容用来做参数的调整，但是应该尽量不用。用来做电路参数调整的电容不应该用5％的，应该用1％。

2.1 放大

放大电路有两个基本类型：同相放大器和反相放大器。他们的交流耦合版本如图三所示。对于交流电路，反向的意思是相角被移动180度。这种电路采用了耦合电容 ――Cin 。Cin被用来阻止电路产生直流放大，这样电路就只会对交流产生放大作用。如果在直流电路中，Cin被省略，那么就必须对直流放大进行计算。

在高频电路中，不要违反运放的带宽限制，这是非常重要的。实际应用中，一级放大电路的增益通常是100倍(40dB)，再高的放大倍数将引起电路的振荡，除非在布板的时候就非常注意。如果要得到一个放大倍数比较的大放大器，用两个等增益的运放或者多个等增益运放比用一个运放的效果要好的多。

2.2 衰减

传统的用运算放大器组成的反相衰减器如图四所示。

在电路中R2要小于R1。这种方法是不被推荐的，因为很多运放是不适宜工作在放大倍数小于1倍的情况下。正确的方法是用图五的电路。

在表一中的一套规格化的R3 的阻值可以用作产生不同等级的衰减。对于表中没有的阻值，可以用以下的公式计算

R3＝(Vo/Vin)/(2-2(Vo/Vin))

如果表中有值，按以下方法处理：

为Rf和Rin在1K到100K之间选择一个值，该值作为基础值。

将Rin 除以二得到RinA 和RinB。

将基础值分别乘以1 或者2 就得到了Rf、Rin1 和Rin2，如图五中所示。

在表中给R3 选择一个合适的比例因子，然后将他乘以基础值。

比如，如果Rf是20K，RinA和RinB都是10K，那么用12.1K的电阻就可以得到－3dB的衰减。

图六中同相的衰减器可以用作电压衰减和同相缓冲器使用。

2.3 加法器

图七是一个反相加法器，他是一个基本的音频混合器。但是该电路的很少用于真正的音频混合器。因为这会逼近运放的工作极限，实际上我们推荐用提高电源电压的办法来提高动态范围。

同相加法器是可以实现的，但是是不被推荐的。因为信号源的阻抗将会影响电路的增益。

2.4 减法器

就像加法器一样，图八是一个减法器。一个通常的应用就是用于去除立体声磁带中的原唱而留下伴音(在录制时两通道中的原唱电平是一样的，但是伴音是略有不同的)。

2.5 模拟电感

图九的电路是一个对电容进行反向操作的电路，它用来模拟电感。电感会抵制电流的变化，所以当一个直流电平加到电感上时电流的上升是一个缓慢的过程，并且电感中电阻上的压降就显得尤为重要。

电感会更加容易的让低频通过它，它的特性正好和电容相反，一个理想的电感是没有电阻的，它可以让直流电没有任何限制的通过，对频率是无穷大的信号有无穷大的阻抗。

如果直流电压突然通过电阻R1 加到运放的反相输入端上的时候，运放的输出将不会有任何的变化，因为这个电压同过电容C1 也同样加到了正相输出端上，运放的输出端表现出了很高的阻抗，就像一个真正的电感一样。

随着电容C1 不断的通过电阻R2 进行充电，R2上电压不断下降，运放通过电阻R1汲取电流。随着电容不断的充电，最后运放的两个输入脚和输出脚上的电压最终趋向于虚地(Vcc/2)。

当电容C1 完全被充满时，电阻R1 限制了流过的电流，这就表现出一个串连在电感中电阻。这个串连的电阻就限制了电感的Q 值。真正电感的直流电阻一般会比模拟的电感小的多。这有一些模拟电感的限制：

电感的一段连接在虚地上；

模拟电感的Q值无法做的很高，取决于串连的电阻R1；

模拟电感并不像真正的电感一样可以储存能量，真正的电感由于磁场的作用可以引起很高的反相尖峰电压，但是模拟电感的电压受限于运放输出电压的摆幅，所以响应的脉冲受限于电压的摆幅。

2.6 仪用放大器

仪用放大器用于需要对小电平信号直流信号进行放大的场合，他是由减法器拓扑而来的。仪用放大器利用了同相输入端高阻抗的优势。基本的仪用放大器如图十所示。

这个电路是基本的仪用放大电路，其他的仪用放大器也如图中所示，这里的输入端也使用了单电源供电。这个电路实际上是一个单电源的应变仪。这个电路的缺点是需要完全相等的电阻，否则这个电路的共模抑制比将会很低。

图十中的电路可以简单的去掉三个电阻，就像图十一中的电路。

这个电路的增益非常好计算。但是这个电路也有一个缺点：那就是电路中的两个电阻必须一起更换，而且他们必须是等值的。另外还有一个缺点，第一级的运放没有产生任何有用的增益。

另外用两个运放也可以组成仪用放大器，就像图十二所示。

但是这个仪用放大器是不被推荐的，因为第一个运放的放大倍数小于一，所以他可能是不稳定的，而且Vin －上的信号要花费比Vin ＋上的信号更多的时间才能到达输出端。

这节非常深入地介绍了用运放组成的有源滤波器。在很多情况中，为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端串入了电容。这个电容实际上是一个高通滤波器，在某种意义上说，像这样的单电源运放电路都有这样的电容。设计者必须确定这个电容的容量必须要比电路中的其他电容器的容量大100 倍以上。这样才可以保证电路的幅频特性不会受到这个输入电容的影响。如果这个滤波器同时还有放大作用，这个电容的容量最好是电路中其他电容容量的1000 倍以上。如果输入的信号早就包含了VCC/2 的直流偏置，这个电容就可以省略。

这些电路的输出都包含了VCC/2 的直流偏置，如果电路是最后一级，那么就必须串入输出电容。

这里有一个有关滤波器设计的协定，这里的滤波器均采用单电源供电的运放组成。滤波器的实现很简单，但是以下几点设计者必须注意：

1. 滤波器的拐点(中心)频率

2. 滤波器电路的增益

3. 带通滤波器和带阻滤波器的的Q值

4. 低通和高通滤波器的类型(Butterworth 、Chebyshev、Bessell)

不幸的是要得到一个完全理想的滤波器是无法用一个运放组成的。即使可能，由于各个元件之间的负杂互感而导致设计者要用非常复杂的计算才能完成滤波器的设计。通常对波形的控制要求越复杂就意味者需要更多的运放，这将根据设计者可以接受的最大畸变来决定。或者可以通过几次实验而最终确定下来。如果设计者希望用最少的元件来实现滤波器，那么就别无选择，只能使用传统的滤波器，通过计算就可以得到了。

3．1 一阶滤波器

一阶滤波器是最简单的电路，他们有20dB 每倍频的幅频特性

3．1．1 低通滤波器

典型的低通滤波器如图十三所示。

3．1．2 高通滤波器

典型的高通滤波器如图十四所示。

3．1．3 文氏滤波器

文氏滤波器对所有的频率都有相同的增益，但是它可以改变信号的相角，同时也用来做相角修正电路。图十五中的电路对频率是F 的信号有90 度的相移，对直流的相移是0度，对高频的相移是180度。

3．2 二阶滤波器

二阶滤波电路一般用他们的发明者命名。他们中的少数几个至今还在使用。有一些二阶滤波器的拓扑结构可以组成低通、高通、带通、带阻滤波器，有些则不行。这里没有列出所有的滤波器拓扑结构，只是将那些容易实现和便于调整的列了出来。

二阶滤波器有40dB 每倍频的幅频特性。

通常的同一个拓扑结构组成的带通和带阻滤波器使用相同的元件来调整他们的Q 值，而且他们使滤波器在Butterworth 和Chebyshev 滤波器之间变化。必须要知道只有Butterworth 滤波器可以准确的计算出拐点频率，Chebyshev 和Bessell滤波器只能在Butterworth 滤波器的基础上做一些微调。

我们通常用的带通和带阻滤波器有非常高的Q 值。如果需要实现一个很宽的带通或者带阻滤波器就需要用高通滤波器和低通滤波器串连起来。对于带通滤波器的通过特性将是这两个滤波器的交叠部分，对于带阻滤波器的通过特性将是这两个滤波器的不重叠部分。这里没有介绍反相 Chebyshev 和 Elliptic 滤波器，因为他们已经不属于电路集需要介绍的范围了。

不是所有的滤波器都可以产生我们所设想的结果――比如说滤波器在阻带的最后衰减幅度在多反馈滤波器中的会比在Sallen－Key 滤波器中的大。由于这些特性超出了电路图集的介绍范围，请大家到教科书上去寻找每种电路各自的优缺点。不过这里介绍的电路在不是很特殊的情况下使用，其结果都是可以接受的。

3．2．1 Sallen－Key滤波器

Sallen-Key 滤波器是一种流行的、广泛应用的二阶滤波器。他的成本很低，仅需要一个运放和四个无源器件组成。但是换成Butterworth 或Chebyshev 滤波器就不可能这么容易的调整了。这个电路是一个单位增益的电路，改变Sallen－Key 滤波器的增益同时就改变了滤波器的幅频特性和类型。实际上Sallen－Key 滤波器就是增益为1的Butterworth 滤波器。

3．2．2 多反馈滤波器

多反馈滤波器是一种通用，低成本以及容易实现的滤波器。不幸的是，设计时的计算有些复杂，在这里不作深入的介绍。请参看参考条目【1】中的对多反馈滤波器的细节介绍。如果需要的是一个单位增益的Butterworth 滤波器，那么这里的电路就可以给出一个近似的结果。

3．2．3 双T滤波器

双T 滤波器既可以用一个运放也可仪用两个运放实现。他是建立在三个电阻和三个电容组成的无源网络上的。这六个元件的匹配是临界的，但幸运的是这仍是一个常容易的过程，这个网络可以用同一值的电阻和同一值的电容组成。用图中的公式就可以同时的将R3 和C3 计算出来。应该尽量选用同一批的元件，他们有非常相近的特性。

3．2．3．1 单运放实现