Выбор операционного усилителя (ОУ) для аудио применений
Условные обозначения, принятые для этой страницы:
- Треугольник используется для обозначения операционного усилителя
- Вывод подключения напряжения питания положительной полярности (+V) расположен слева от треугольника и направлен вверх.
- Вывод подключения напряжения питания отрицательной полярности(-V) расположен слева от треугольника и направлен вниз.
- Неинвертирующий вход расположен слева и обозначен знаком «+».
- Инвертирующий вход расположен слева и обозначен знаком «-».
- Выход ОУ изображается справа в вершине треугольника и направлен вправо
- Выводы частотной компенсации или регулировки напряжения смещения справа от контактов питания и направлены вверх или вниз.
- Названия корпусов соответствуют стандартизированным обозначениям.
Простой Операционный Усилитель в корпусе DIL8 (V1)
Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : 709, 748, CA3130, LT1028, NE5534, OPA121, AD797
Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V2)
Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : 741, AD711, LF351, LM301, OPA606, TL061, TL071, TL081, OPA604, OPA627 (более специализированные приборы, предназначенные для схем сбора данных, но иногда используются и для аудио)
Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V3)
Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : EL2030
Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V4)
Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : OP07, OP27, OP37, OPA134
Сдвоенный ОУ в корпусе DIL14
Контакт 4 = -V
Контакт 13 = +V
Примеры : 747, NE5533 (двойной NE5534)
Сдвоенный АОП в корпусе DIL8
Контакт 4 = -V
Контакт 8 = +V
Примеры : 1458, 1558, 4559, AD642, AD644, AD647, AD648, AD712, LF353, LM358, LM833, NE5532, JRC5532, OP270 (обратите внимание, есть также OP270 в 14-контактном корпусе), OP275, OPA2107, OPA2111, OPA2134, OPA2604, TL062, TL072, TL082, TL052, JRC072, JRC4558, MC4558, LM4558, MC33078
Счетверенный АОП в корпусе DIL14
Контакт 11 = -V
Контакт 4 = +V
Примеры : 4156, LM124, LM324, LM348, LM837, OPA404, TL064, TL074, TL084, OPA4134, MC33079
Самые популярные ОУ
Некоторые ОУ стали очень популярны и использовались в тысячах конструкций. Кто из электронщиков последних десятилетий не знает uA741? Но uA741, конечно, не единственный сверх — популярный ОУ. У него есть множество «инкарнаций», такие как например uA747 (сдвоенный 741), MC1458 (сдвоенный 741), LM348 (счетверенный 741).
Также стали очень популярными чипы серии TL0xx (TL071, TL072, TL074, TL081, TL082, TL084) и CA3140. Микросхемы LM324, LM358 и CA3140 очень часто применяются в схемах с однополярным питанием. Серии TL07x и TL08x в основном используются для схем с симметричным питанием.
Самые известные, но не обязательно лучшие для аудио…
LM741 и LM324 очень популярны и используются повсеместно, то это главным образом благодаря тому, что они внесли огромный вклад в небольшую революцию в области интегральных усилителей. LM741 и LM324 были «лучше» и стабильнее своих предшественников LM709, но их характеристики вряд ли предназначались для усиления слабых звуковых сигналов. Тем не менее, они все таки для этого использовались, порой даже в схемах микрофонных усилителей.
NE5532 и NE5534 — отличное соотношение цена/качество. Очень подходят для изготовления небольших микрофонных предусилителей или даже предусилителей RIAA (RIAA — сертификация американской ассоциации звукозаписывающей индустрии Recording Industry Association of America). Эти чипы имеют небольшую склонность к нестабильности на высоких коэффициентах усиления (паразитные автоколебания на высокой частоте, обычно неслышимые и видимые только на осциллографе, приводящие однако к искажению звукового сигнала при прослушивании). Однако это явление легко устранить, обеспечив хорошую развязку по питанию и и добавив небольшую емкость в несколько пФ в цепи обратной связи.
Кроме того, иметь четыре ОУ в одном корпусе (например LM324) было и остается весьма практичным, даже при сомнительной линейности и уровне шума этих чипов.
Мое любимые ОУ для аудио
Кое-кто осуждает использование развязки источника питания, так как это может привести к увеличению шума. Лично я выступаю за использование локальной развязки по питанию. Я всегда буду защищать её использование, пока сам не увижу неблагоприятный эффект.
Существует версия NE5534N с более низким уровнем собственного шума, чем у NE5534. Честно говоря, я пробовал оба и не заметил никакой разницы на слух или на осциллографе. Но, возможно, мои тесты были недостаточно «чистыми», чтобы заметить разницу…
TL071, TL072, TL074 — я использовал их много раз для схем усиления сигналов линейного уровня и даже для микрофонных предусилителей (хотя для последних я предпочитаю NE5534). Они дают очень хорошие результаты, а также имеют очень хорошее соотношение цена/качество.
AD797 — эта схема идеальна для изготовления малошумящих микрофонов или предусилителей RIAA. Я использовал этот чип один раз для реализации предусилителя RIAA. Результат меня полностью удовлетворил. На тот момент у меня не было возможности провести сравнения с NE5534 (или 5532), но мне кажется, что последний все же лучше. Однако, это был единичный опыт, и не стоит принимать его за правило.
OPA2134 — используется в микрофонных предусилителях или предусилителях RIAA, а также во входных каскадах некоторых звуковых устройств (микшерных пультов, радиопередатчиков).
OP27 и OP37 — считается «лучше», чем NE5534, особенно с точки зрения уровня шума. И правда, эти микросхемы менее «шумны», чем NE5534, но большая разница в цене между ними и последними мне не кажется оправданной, по крайней мере, для звуковых схем.
Общее правило выбора «правильного» ОУ для звука
Я не знаю никаких магических правил. Вообще говоря, ОУ с биполярными транзисторами на входе всегда предпочтительнее, чем с входами на полевых транзисторах. Тем не менее, OPA2134 (FET) имеет «всего» на 6 дБ больше шума, чем NE5534 (биполярный). Время нарастания ( скорость нарастания выходного напряжения) является важным параметром, который дает хорошее представление о том, что можно ожидать от сигнала большой амплитуды и высокой частоты (скажем, выше 10 кГц для аудио).
Если ОУ недостаточно быстр, не ожидайте от него слишком многого… TL07x (FET) имеет довольно высокий уровень шума (18 нВ/rHz), но его время нарастания 13 В/мкс достаточно хорошее, в любом случае, намного выше, чем у LM741 (0,5 В/мкс)! Кстати, необходимо иметь в виду, что время нарастания около 2 В/мкс достаточно для обработки сигнала частотой 20 кГц с полной амплитудой.
Хорошая репутация, но лично не пробовал
LT1028 — эта довольно старая микросхема, которая всегда считалась одной из лучших в области аудио и много раз использовалась в микрофонных предусилителях, предусилителях RIAA и NAB. К сожалению, ни разу не держал в руках.
LM4562 — более новый чип, чем LT1028, с очень хорошими характеристиками.
LM6172 — может работать на более высокую емкостную нагрузку, чем средние ОУ, и имеет низкий уровень искажений.
AD8599 —
OPA2211 и OPA2827-
Разные производители одних и тех же чипов
NE5534 не обязательно имеет те же звуковые качества, что и другой NE5534, выпущенный другим производителем. Один и тот же образец интегральной схемы могут предлагать разные производители, они не обязательно будут изготавливаться по одним и тем же технологиям, каждая отрасль имеет свои предпочтения и «секреты» производства. Я не претендую на то, что один бренд лучше другого. Тем не менее, похоже, что аудиофилы предпочитают бренд JRC, а не Signetic, Philips или Texas Instruments. Burr Brown — еще один бренд, заслуживший солидную репутацию благодаря высокому качеству в области аудиотехники. Однако мы должны оставаться скромными в этих суждениях и помнить, что есть схемные решения, в которых звуковые различия слышны меньше, чем в других.
Замена операционных усилителей
Безопасно ли менять одну микросхему на другую? Если корпуса содержат одинаковые функциональные блоки (например, два ОУ), то да. Существуют корпуса DIL8, содержащие только один ОУ (например, NE5534), и корпуса DIL8, содержащие два ОУ (например, NE5532). Таким образом, NE5534 и NE5532 имеют идентичный корпус (DIL8), но поскольку их внутренняя структура (распиновка) различается, замена одного на другой может просто привести к их полному выходу из строя!
С другой стороны, замена TL084 (корпус DIL14) на TL074 (также в корпусе DIL14) вполне возможна, поскольку разводка четырех ОУ, которые они оба содержат — идентична.
Обратите внимание, что вы можете использовать для замены ОУ с отличающейся распиновкой, используя сделав (или купив) небольшую плату — перходник. Ничто не мешает вам заменить NE5532 (двойной ОУ в корпусе DIL8) двумя NE5534 (каждый в корпусе DIL8), используя небольшую печатную плату, обеспечивающую механический «интерфейс»
Переведено с французского. Источник >>