Сравнение операционных усилителей: Обзор операционных усилителей | ARCADIY

Содержание

Обзор операционных усилителей | ARCADIY

Опубликовано 28th Jan 2019 в Профессиональное аудио ОУ

Для простого и вдобного выбора операционных усилителей я составил таблицу

Перед описанием звука и своих впечатлений, напишу список операционных усилителей, которые я ставил в свою студийную карту, микшерный пульт и слушал с 2017 по 2020 год:

opa2134
opa134
opa1611
opa2211
opa211
opa2604
opa2227
lme49720
lm6172
lm6171
opa827
ada4627
ad8512
ad797
ad8676

op27
lm837
tl072
tl052
tl032
mc33078
ne5532
ne5534
к544уд1а
lf353
ths3111
njm2068
njm4560
njm4558

Первое, что координально влияет на звук операционного усилителя- это качество блока питания, с импульсным блоком питания ожидать хорошего звука можно только от медленных операционных усилителей со скоростью нарастания менее 9в/мкс, таких как ne5532, njm2068, njm4558

, njm4560, op27, остальные более быстрые ОУ будут звучать слишком скучно и бледно. Плюс, как минимум, в таком блоке питания необходимы качественные конденсаторы Nichicon PW (так считаю не только я, но и инженеры компании Black Lion) .

Скорость нарастания сигнала – это параметр операционного усилителя равный окрасу звука в отношении к его детальности, другими словами чем ниже скорость, тем больше приятный транзисторный окрас и меньше детальность, и наоборот, чем выше скорость ОУ тем больше детальность и эффект 3D, но при этом звук становится сухой и стерильный. Потому такие производители студийного оборудования как SSL, Black Lion, Digidesign, AVID используют в своих приборах комбинации быстрых и медленных операционных усилителей, в таких комбинациях появляется звук достаточно детальный и при том яркий и живой.

ОУ на биполярных транзисторах звучат максимально детально, но при этом суховато. ОУ со входом на полевых тразисторах звучат менее детально но дают более “влажный” теплый звук. Это дает следующий принцип использования ОУ, нельзя использовать только ОУ на биполярных транзисторах или только ОУ c полевыми транзисторами на входе. Обязательно нужны комбинации, если вы ищете максимально крутой звук.

Вывод – все hi-end и студийные устройства высокого класса и качества звука с использованием ОУ строятся на сочетании быстрых операционных усилителей на биполярных тразисторах (со скоростью более 9) с медленными на полевых (со скоростью менее 9) либо наоборот на сочетании быстрых операционных усилителей на полевых транзисторах (более 20) с медленными на биполярных (менее 9).

Плюс к этому, среди равных, по звуку всегда победит устройство с более качественным блоком питания с хорошим трансформатором и качественными конденсаторами

ne5532 – по праву король среди операционных усилителей на биполярных транзисторах, за счет невысокой скорости 9в/мкс имеет не самую высокую детальность, и за счет нее же очень приятный транзисторный звук, дает хорошее усиление и звуковую картину прямо перед лицом, каждый элемент музыки крупнее и ближе к слушателю. Все это только при условии правильной схемы питания – двух электролитов не менее 100мкф с плюса и минуса питания на землю и трех керамических конденсаторов 0.1мкф с плюса с минуса на землю и между плюсом и минусом питания. В сочетании с операционным усилителем tl072 в качестве интегратора (dc servo) дает легендарный звук классических английских студийных консолей(микшерных пультов).

opa2134 (opa134) – горячо любимый многими операционный усилитель со скоростью 20в/мкс – его секрет это искажения в виде кучи гармоник на средних и высоких частотах, что в звуке очень теплая ламповая середина и верх, именно благодаря таким особенностям он дает то, что больше не сможет дать ни один другой операционный усилитель со схожими характеристиками, и именно поэтому его выбрали для своих приборов такие производители как

Digidesign, AVID, Dangerous, Black lion. Отлично сочетается в последних интерфейсах Pro tools HD с интеграторами(dc servo) на медленных opa2227.

ada4627 – чистый как слеза младенца по звучанию быстрый 82в/мкс операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, есть небольшое ощущение стерильности звука в связи с очень большой скоростью, потому обязательно требует медленный интегратор (dc servo) на биполярных транзисторах со скоростью ниже 9в/мкс, к примеру такой как opa2227 .

opa827 – схожий с ada4627 ОУ, как по звуку, так и по характеристикам, отстающий по четкости и объемности, за счет низкой

28в/мкс скорости относительно ada4627. К преимуществам можно отнести работу с питанием до +-18В в то время как ada4627 работает только с напряжением питания до +-15В. Большинству тестирующих и использующих opa827 он кажется более скучным по звуку чем opa627 (55в/мкс) и возможно это тоже связано с разностью в скоростях. На мой слух он тоже не выделился окрасом звука, дал небольшой (не особо усиленный) увлажненный но неокрашенный звук – если совсем коротко, то мне напомнил немного мутноватую версию ada4627.

Джим Виллиямс-гуру американского звукового студийного и hi-end приборостроения рекомендовал использовать его в роли интергратора (dc servo) при апгрейдах tl072 в студийном оборудовании и я последовал этой рекомендации- звук стал довольно четче и влажнее относительно tl072, но окрас явно убавился и надо думать как добавить окрас и что еще можно изменить в схеме. Ну, а чтобы вы окончательно поняли всю силу этого ОУ я добавлю, что он применяется в самом лучшем студийном ревербераторе нашего времени Bricasti M7.

lm6172 (lm6171) – эталонный по детальности и четкости звука высокоскоростной 3000в/мкс операционный усилитель, создает максимальный 3d эффект требует обязательно качественного питания с танталовыми конденсаторами с плюса и с минуса на землю и не только(смотреть даташит), лучший вариант для выходных ОУ (выходного буфера) для всех аудио-устройств, конечно же имеет и недостаток в виде серьезного подсушивания звука и как я уже писал требует сочетания с медленными ОУ (интеграторами (dc servo) либо в других комбинациях), желательно со входом на полевых транзисторах, типа

tl072 или tl032.

ths3111 – схожий с lm6171 высокоскоростной ОУ 1300в/мкс, уступающий ему в скорости, и по этой же причине уступающий в детальности и объему звучания. Именно этот операционный усилитель используется в качестве предусиливающего сигнал непосредственно сразу с выхода чипа DAC в интерфейсах Digidesign 192io (да, у меня есть схема и сам интерфейс) программно-аппаратного комплекса Pro-tools HD.

opa2227 – антипод lm6172 самый медленный 2в/мкс и потому самый красочный и яркий окрашенный ОУ c большим звуком и потому по праву считается одним из лучших ОУ для применения в качестве интегратора (dc servo) со многими быстрыми ОУ со входом на полевых транзисторах, такии как

ada4627, opa2134, opa134, opa827, opa627.

opa1611 – достаточно свежий ОУ, активно тестируемый всеми кто не боится SOIC пайки, в сравнении с ne5532 более детальный, с меньшим усилением и без эффекта приближения как у 5532 однако сразу дающий увидеть все отражения ревербов, все мелочи эффектов и даже искажения и косяки записи, не так остро как с lm6172 но уже намного четче, естественно скорость 27в/мкс так же дает и явный недостаток – звук бледный, стерильный, без окраса, поэтому без интегратора(dc servo) типа tl032 этот ОУ не будет вам приятен, он будет детальный и аналитичный, но скучный, и только медленный ОУ с полевым входом сможет вдохнуть в него жизнь. В моей консоли с ролью интегратора хорошо справился и старый добрый

tl072 с 13в/мкс, но все же более медленный ОУ будет предпочтительней. Плюс забыл добавить что opa1611 ощутимо добавляет бас в сравнении с ne5532 и отдаляет вокал.

ne5532, неплохо как я говорил он работает с моими opa1611 и opa211 добавляя красок и габаритов к их детальности. Практически аналогом tl072 является lf353 как по характеристикам так и по звуку, но lf353 предназначен для стабильной работы на +-18вольт, а tl072 на +-15вольт.

tl032 – максимально красящий яркий медленный 3-5в/мкс ОУ, используемый в роли интегратора(dc servo), в большинстве современных студийных устройств SSL. Для меня это максимально понятное описание.

opa2604 – недооцененный многими операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, и в тоже время дающий увлажненный достаточно четкий звук, при наличии в питании конденсаторов аналогичных в описании ne5532, среди западных профи считается одним из лучших для применения в роли I/U. Активно используется в студийных приборах и пультах SSL в этой самой роли преобразователя ток/напряжение начиная с консоли SSL9000.

lme49710 (lme49720) – быстрый прецизионный ОУ (20в/мкс), широко применяемый для апгрейда ne5532 или в комбинации с ним. В комбинации с ne5532 используется во многих современный аудиокартах типа ASUS Essence STX II, где медленный ne5532 используется для того, чтобы задать окрас и приблизить(увеличить) звук а lme49720 для ускорения звука и хорошего звучания высоких и большей живости, естественно так как оба этих ОУ на биполярных транзисторах то звук суховат и большинство тех кто начинают заниматься апгрейдом этих карт меняют lme49720 на opa2132 или opa2134. В студийной технике lme49720 успешно применяется в новых моделях студийных консолей audient , а чтобы звук не казался суховатым от их скорости (и биполярных транзисторов на которых выполнены lme49720) в этих консолях он используется на пару со входными аудиотрансформаторами дающими хорошую долю сатурации и гармоник. Очень важно знать, что звук этого ОУ, как и у многих других скоростных, вам точно не понравится если забудете поставить в питание с плюса и с минуса на землю электролиты от 10мкф и более, либо если они заранее не будут предусмотрены в устройстве где вы планируете апгрейд- это прописано в даташите(паспорте) ОУ.

Cтатья дополняется…

Также читайте

Операционные усилители для звука в усилителях » Старинная, винтажная аудио-видео техники

Информация представляет из себя описание работы некоторых операционных усилителей (ОУ) в различных устройствах воспроизведения звуковых сигналов. Данная информация собрана из различных источников.

– Неплохие из дешевых 2х канальные ОУ: AD823ANZ (Входной каскад на полевых транзисторах, 16 МГц)
AD823A является усовершенствованной версией микросхемы AD823. Сравнение параметров

– Вроде не плохие ОУ из дешевых: Burr-Brown OPA2134PA. OPA2132PA еще лучше, но вроде оба уступают AD823ANZ
– Более дорогие и качественные: Burr-Brown OPA627BP и Texas Instruments LME49990MA.
– АД747, АД811, АД8099 – отличные оперы. но ставить их надо в совершенно разных местах. http://forum.vegalab.ru/showthread.php? … post784744
– AD8510BRZ – не известно
Посоветуйте Импортный Высококачественный Малошумящий Оу Для Активного Фильтра

Описание впечатлений об операционных усилителях
Чуть добавил по оу из того что слышал)
1.LT1498-имеет высокое соотношение сигнал-шум, придаёт звуку цифровых устройств аналоговость, немного выделяя вокал, прекрасный ОУ, музыкальный. Сейчас в уан в ток-напряж и буфере
2.AD845 -этот оу создаёт пространство или как говорят аудиофилы строит сцену, лучший из AD слышимых мной.
3.Lm49990- звук не до конца аналитичен,но точен и приятен, небольшой недостаток легковесный бас.
4.opa1612- малошумный оу, почти что точный ровный звук с небольшим креном в басовый регистр, собранные ВЧ. Всё хорошо но из-за высоких характеристик хочется вкусовщины
5.OP27- находка среди винтажных оу. Жирный конкретный звук. Приятный на слух. Красиво звучит бас, вокал и середина. Немного теряются детали, не такой малошумный как новые ОУ. При этом ставился в SONY Es-серий.
6.OPA627– хороший оу без видимых недостатков. Приятен на слух. Имеет множество модификаций и подделок.
А я вот на 627 сделал щуп для осцилоскопа. Теперь вот десятки микровольт видно
По поводу сего чуда в усилителях мощности – ей конкурентов практически нет в плане мизерных входных токов и его дрейфа, и достаточно мало в плане искажений и Кус.
Т.е. если вход уся делать на ней, интегрировать ее вместо классического диф.каскада, то возможно отказаться от применения кондюка в цепи ОС. Без всяких интеграторов. У Lynx есть вариант уся на ней, Lynx5, обещал выложить, когда время появится.
И здесь проскакивали ссылки на еще одну схемку на ней, та которая в основу Lynx5 положена, от голландцев, и тоже Lynx называется.
Если опер этот там поменять на что нибудь другое, то огребем проблемы с постоянкой на выходе, увеличением искажений, или еще какаой фигней.
Да и еще, совокупность параметров 627 как нельзя лучше подходит для применения ее в интеграторах. http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1525&p=34791&viewfull=1#post34791

7.LT1364– со своим подчерком, немного выделяет середину,ничего плохого и не скажешь. Очень универсален в любой позиции.
8.AD826-это оу тоже неплохо строит сцену, но доволи таки сильно красит звук, после AD845 это было второе лучшее, что я слышал от AD.
9 AD8066-интересный оу с проваленной серединкой, но звучит в целом неплохо, уши от него не болят.
10.AD823-распиаренный прибор от AD. Псевдомягкий ватный звук, вроде уши не болят, но неприятное послевкусие присутствует.
11.OPA2132-как ни странно имеет право на жизнь в уане на RCA в связке 1498-1612-2132. Ясный лёгкий, немного резкий звук, даволи линеен. Разных годов выпуска по-разному звучат плюс китайские подделки.
12.TL071-старый моно оу, мне нравиться его приукрас вокала, потому старые CD-юки и звучали душевно).
13.TL072-cдвоенная версия 071, как и все сдвоенные версии звучит чуть хуже,но вокал просто супер. Современного производства TL-ки звучат хуже.
14.Lm6172-Быстрый, звук немного упрощён, хорошо звучат щипковые, в народе его назывют ясным, по мне ничего особенного.
15.OPA2134-Не хочу говорить ничего плохого, но приятных ощущений оу не вызывает, размазанный звук одним словом.
16.AD797-вроде оу с нацелом на нейтральный звук, но звук при этом не аудиофильский. Но в связке с другими оу отличный результат. Хорош в комбинациях с 1498(1498-797-4990 или 1498-845-797)
18.TL082-дешёвый оу, его звук называют блюзовым, доволи шумный, хуже tl072.
19.Lm833- старый оу, стоял в некоторых винтажных сидюках филипс, хоть и упрощённый но драйвовый звук, хорошая дешёвая замена 5532.
20.NE5532-современные шлак, старые от филипс и сигнетикс звучат получше.

21 LM4562-Стоковые оу асуса версии плюс , одним словом мне они не понравились, нету у этого оу вкуса звука, нет и всё.

Имеют очень низкий THD, малошумящие, работают на Ку=1 при неинвертирующем и естественно инвертирующем включении, стоят 1-2$, вот некоторые параметры

– Power Supply Voltage Range: ±2.5V to ± 17V

– THD+N (AV = 1, VOUT = 3VRMS, fIN = 1kHz):

– RL = 600Ω-2kΩ: 0.00003% (typ)

– Input Noise Density: 2.7nV/√Hz (typ)

– Slew Rate: ±20V/μs (typ)

– Gain Bandwidth Product: 55MHz (typ)

– Open Loop Gain (RL = 600Ω): 140dB (typ)

– Input Bias Current: 10nA (typ)

– Input Offset Voltage: 0.1mV (typ)

– DC Gain Linearity Error: 0.000009%

22.LM49720-Хоть многие и считают его ровным и нейтральным, но он приукрашивает, особенно склонен к музыке 70-ых.
23.LM49860- Яркий, утомляющий чтот-то среднее между 49720 и 49990
24.OP275- Вялый размазанный звук с псевдоламповым окрасом, не утомляет но надаедает.
24.AD711- Старый оу красящий звук, Синатра с ним звучит лампово и тепло, всё остальное так себе.
25.AD744- Очень комфортно звучит, хоть и скрадывает некоторые детали, кто хочет найти компромисс между детальностью и мясом-рекомендую.
https://sites.google.com/site/asusxonaressenceone/opisanie-vpecatlenij-ob-operacionnyh-usilitelah

Сразу отвечу на главный вопрос, возникший у вас, лучшего операционника не существует, существуют комбинации, в которых у каждого из них есть лучшая роль. Теперь немного подробней.
Первое, что координально влияет на звук операционного усилителя- это качество блока питания, с импульсным блоком питания ожидать хорошего звука можно только от медленных операционных усилителей со скоростью нарастания менее 9в/мкс, таких как ne5532, njm2068, njm4558, njm4560, op27, остальные более быстрые ОУ будут звучать слишком скучно и бледно. Плюс, как минимум, в таком блоке питания необходимы качественные конденсаторы Nichicon PW (так считаю не только я, но и инженеры компании Black Lion) .
Скорость нарастания сигнала – это параметр операционного усилителя равный окрасу звука в отношении к его детальности, другими словами чем ниже скорость, тем больше приятный транзисторный окрас и меньше детальность, и наоборот, чем выше скорость ОУ тем больше детальность и эффект 3D, но при этом звук становится сухой и стерильный. Потому такие производители студийного оборудования как SSL, Black Lion, Digidesign, AVID используют в своих приборах комбинации быстрых и медленных операционных усилителей, в таких комбинациях появляется звук достаточно детальный и при том яркий и живой.
ОУ на биполярных транзисторах звучат максимально детально, но при этом суховато. ОУ со входом на полевых тразисторах звучат менее детально но дают более “влажный” теплый звук. Это дает следующий принцип использования ОУ, нельзя использовать только ОУ на биполярных транзисторах или только ОУ c полевыми транзисторами на входе. Обязательно нужны комбинации, если вы ищете максимально крутой звук.
Вывод – все hi-end и студийные устройства высокого класса и качества звука с использованием ОУ строятся на сочетании быстрых операционных усилителей на биполярных тразисторах (со скоростью более 9) с медленными на полевых (со скоростью менее 9) либо наоборот на сочетании быстрых операционных усилителей на полевых транзисторах (более 20) с медленными на биполярных (менее 9).
Плюс к этому, среди равных, по звуку всегда победит устройство с более качественным блоком питания с хорошим трансформатором и качественными конденсаторами

opa827 – схожий с ada4627 ОУ, как по звуку, так и по характеристикам, отстающий по четкости и объемности, за счет низкой 28в/мкс скорости относительно ada4627. К преимуществам можно отнести работу с питанием до +-18В в то время как ada4627 работает только с напряжением питания до +-15В. Большинству тестирующих и использующих opa827 он кажется более скучным по звуку чем opa627(55в/мкс) и возможно это тоже связано с разностью в скоростях. На мой слух он тоже не выделился окрасом звука, дал небольшой (не особо усиленный) увлажненный но неокрашенный звук – если совсем коротко, то мне напомнил немного мутноватую версию ada4627.

ad8512– достаточно быстрый ОУ на полевых транзисторах со скоростью 20в/мкс, обладающий звучанием схожим с opa827 , возможно звук больше по ощущениям в размерах чем у opa827 за счет другой схемы построения и могу сказать что он довольно приятно увлажняет звук за счет построения на полевых транзисторах. Джим Виллиямс-гуру американского звукового студийного и hi-end приборостроения рекомендовал использовать его в роли интергратора (dc servo) при апгрейдах tl072 в студийном оборудовании и я последовал этой рекомендации- звук стал довольно четче и влажнее относительно tl072, но окрас явно убавился и надо думать как добавить окрас и что еще можно изменить в схеме. Ну, а чтобы вы окончательно поняли всю силу этого ОУ я добавлю, что он применяется в самом лучшем студийном ревербераторе нашего времени Bricasti M7.

lm6172(lm6171) – эталонный по детальности и четкости звука высокоскоростной 3000в/мкс операционный усилитель, создает максимальный 3d эффект требует обязательно качественного питания с танталовыми конденсаторами с плюса и с минуса на землю и не только(смотреть даташит), лучший вариант для выходных ОУ (выходного буфера) для всех аудио-устройств, конечно же имеет и недостаток в виде серьезного подсушивания звука и как я уже писал требует сочетания с медленными ОУ (интеграторами (dc servo) либо в других комбинациях), желательно со входом на полевых транзисторах, типа tl072 или tl032.

tl072 – это не на шутку мультиплатиновый ОУ в роли интегратора(dc servo), используемый даже во всех других возможных ролях в консолях Soundcraft, Allen & Heath и великих SSL. Почему другие роли ему плохо подходят? Ну в наше время он звучит прямо скажем также приятно насколько и огромно и настолько же мутно. Это реально большой влажный теплый но мутный звук (так как ОУ не самый быстрый 13в/мкс и к тому же с полевыми транзисторами), поэтому он идеально дополняет более менее детальные несильно быстрые ОУ на биполярныхх транзисторах, и идеальной парой для него будет ne5532, неплохо как я говорил он работает с моими opa1611 и opa211 добавляя красок и габаритов к их детальности. Практически аналогом tl072 является lf353 как по характеристикам так и по звуку, но lf353 предназначен для стабильной работы на +-18вольт, а tl072 на +-15вольт.

lme49710(lme49720) – цена 2-3$ быстрый прецизионный ОУ (20в/мкс), широко применяемый для апгрейда ne5532 или в комбинации с ним. В комбинации с ne5532 используется во многих современный аудиокартах типа ASUS Essence STX II, где медленный ne5532 используется для того, чтобы задать окрас и приблизить(увеличить) звук а lme49720 для ускорения звука и хорошего звучания высоких и большей живости, естественно так как оба этих ОУ на биполярных транзисторах то звук суховат и большинство тех кто начинают заниматься апгрейдом этих карт меняют lme49720 на opa2132 или opa2134. В студийной технике lme49720 успешно применяется в новых моделях студийных консолей audient , а чтобы звук не казался суховатым от их скорости (и биполярных транзисторов на которых выполнены lme49720) в этих консолях он используется на пару со входными аудиотрансформаторами дающими хорошую долю сатурации и гармоник. Очень важно знать, что звук этого ОУ, как и у многих других скоростных, вам точно не понравится если забудете поставить в питание с плюса и с минуса на землю электролиты от 10мкф и более, либо если они заранее не будут предусмотрены в устройстве где вы планируете апгрейд- это прописано в даташите(паспорте) ОУ.

https://arcadiy.pro

Качество ОУ и Апгрэйд СД проигрывателей на audioportal.su
Оцените статью:

Какой операционный усилитель лучше для звука

Электроника, схемотехника, от души и с умом: для начинающих и для бывалых

Всё получилось как бы само собой: отлаживал я стенд для частотного анализа своих изделий, добивался минимального уровня искажений. Ведь очень хочется, чтобы за шумами и искажениями стенда можно было разглядеть то, что привносит тестируемый аппарат. В процессе отладки не смог удержаться и протестировал все более или менее качественные Операционные Усилители (ОУ), имевшиеся под рукой на тот момент.

В качестве АЦП была взята плата XMOS “XK-USB-AUDIO-U8-2C” (на ней АЦП CS5340). Есть на ней и ЦАП, но сравнив уровень помех от этой платы, и то, что выдавала купленная на eBay платочка ЦАП на AD1955 (всего было проверено 9 различных ЦАП’ов и звуковых карт), всё неумолимо разрешилось в пользу менее претенциозного, и одновременно ощутимо менее шумного брата родом из Поднебесной (увы, оба моих FluidDAC уже не у меня трудятся). Максимально достижимым режимом для данной комбинации ЦАП-АЦП оказался режим 24 бита 96 КГц. Цифровое аудио с компьютера завёл на ЦАП через USB→I2S/SPDIF преобразователь на CM6631A.

Характеристики операционных усилителей не всегда позволяют предсказать поведение данного экземпляра в конкретной схеме. Правды ради надо отметить, что в нескольких весьма дотошных документах на так называемые “аудио ОУ”, приводится даже картинка гармонических искажений, вносимых тем усилителем (с грустным преобладанием высших нечётных г.) Чаще же там находится одинокая цифра Кг / THD.

На плате ЦАП присутствуют три сдвоенных Операционных Усилителя (ОУ). Вот схема одного канала из документации AD:

В полном соответствии с рекомендациями производителя, два ОУ работают преобразователями ток-напряжения (I-V converter) для ЦАП с токовым выходом, третий ОУ сводит дифференциальный сигнал в однофазный. Требования к ним различаются: ОУ в I-V преобразователе должен быть скоростным и с хорошей нагрузочной способностью, тогда как выходной ОУ (дифференциальный операционный усилитель) более щепетилен на предмет искажений по входу и выходу.

Китайцы ставят неплохие ОУ (с разборки! но это отдельный разговор), и они явно не особо вдаются в детали, так что изначально все три ОУ на плате ЦАП были одинаковыми, и результат был далёк от идеала.

После примерно двух сотен замеров сложилась картинка, которая радовала своей сообразностью тому, что в прошлом я наслушал, сравнивая различные ОУ в макете JAST-Amp усилителя. Тогда лучшим из отслушанных вышел OPA2132, чуть меньше понравились OPA2134 и OPA2604, они шли примерно на равных. Тогда же помню меня удивило вполне приличное звучание TL072. А вот OPA2111 играли совсем неубедительно. ОУ с биполярами на входе в JAST-Amp я тогда не опробовал.

Результаты измерений представлены в табличке. Не все сочетания были обмерены, соответственно остались незаполненные клеточки.

На всякий случай: ссылка на таблицу в google docs.

В таблице приведены моментальные значения коэффициента гармоник (Кг / THD) в %, частота основного тона 1КГц, в квадратных скобках – тоже величина THD, но измеренная на частоте 1100Гц. В реальности значение Кг, которое программа рассчитывает, постоянно меняется в пределах нескольких знаков младшего разряда. Лучшие операционные усилители, а точнее результаты замеров для лучших комбинаций I/V и дифференциального, выделены в таблице зелёным цветом . Совсем негодные – красным .

Самое же интересное видно на спектрограммах: какие гармоники порождает каждый ОУ, а также их различные сочетания. Цель данного обмера была – заполучить минимальный уровень всех гармоник для измерительного стенда. Однако для ЦАП, который будут слушать, вполне можно допустить преобладание второй гармоники – это будет незаметно для уха, или добавит немного мягкости звучания. А вот преобладание третьей гармоники (и высших нечётных) – сразу настораживает, стоит ли такой ОУ вообще ставить в звуковой тракт…

По каждому измерению доступны снимки экрана спектрометра. Приглашаю на ОУ-медитацию 🙂 альбом в гугл-фото .

При просмотре альбома обязательно откройте панель информации, для этого, в режиме просмотра отдельных фото, надо “кликнуть” на значок “i” в правом верхнем углу – появится информация о том, какие конкретно ОУ произвели тот спектр, что на экране.

Первенство взяли OP627, AD797A (его рекомендуют производители чипа ЦАП), и LME49720NA.
За ними с минимальным отставанием идут OPA2132, Philips NE5532N и OPA249G.
Далее кучно: OPA2134, OPA2604 и OPA2277.
Чуть после: NJM5532DD, AD827JN.
И уже с изрядным отставанием: TI-TL072CP, OPA2111, и ещё чуть хуже ST-TL072CN, THS4032I.
LM1458 лишь условно можно приписать возможность усиливать аудио сигнал.

Победитель: AD827JN.
Совсем рядом AD797A, OPA627, OPA249G – “универсальные солдаты”, хорошо показавшие себя в обоих применениях.
Philips NE5532N, LME49720 и NJM5532DD в этой позиции работают вполне сносно.
Остальным делать там просто нечего.

Из любопытства просвистел несколько ОУ, которые на аудио даже не претендуют.
L2722 (мощный. осторожно, другая цоколёвка)
LM358P
LME49720HA c на-eBay-я – этот оказался перебитым LM358H: сходство картинки гармоник с нормальным LM358P разительное, как-будто отпечатки пальцев совпали!

Несколько небольших хитростей, выявленных в процессе экспериментов:

Генератор в горячо любимой программуле SpectraPlus (СП) версии 5.0.27.5 оказался с закидонами: высокий уровень гармоник (на фоне применённых ЦАП и АЦП), а также периодические сбивки в сигнале, что на спектрограмме проявляется как подскоки шумового пола. Вместо встроенного генератора СП с задачей прекрасно справляется бесплатная Audacity: выдаёт чистейший сигнал, пищит ровно и беспрерывно столько, сколько нагенерируешь трэк.
ЦАП при максимальном размахе цифрового сигнала выдавал неприятные искажения в широком диапазоне. Сгенерировав тестовый сигнал уровнем 0.95 (-0.5дБ) и откалибровав аналоговую часть, а также СП, удалось заполучить уровень искажений практически не различимый за шумовым полом АЦП, плюс гармоники испытуемых ОУ.
Оптические приёмники TOSLINK, которые китайцы ставят на свои поделки, не тянут HiRes Audio: при беглом прослушивании тестового “бляммм” при настройке драйверов ничего незаметно, а вот на спектре вылезают всплески шума невнятного происхождения. Подключив SPDIF проводочком (на плате USB развязывающий трансик в наличии) – удалось избавиться ото всяких чудачеств при воспроизведении.

Надеюсь, что данный тест-сравнение операционных усилителей для аудио, а так получилось, что он нацелен на цифро-аналоговые преобразователи с токовым выходом, поможет тебе, дорогой коллега, немного сэкономить время и усилия на отслушивании различных ОУ в разных позициях. Увы, пока не могу претендовать на точность и всеобъемлемость измерений, достойных научной публикации. Надо так же отметить, что каким-то образом ОУ в I-V преобразователе и дифференциальный усилитель влияют на результат взаимно, т.е. прослеживаются некоторые “привязанности” одной модели в дифф. усилителе к определённым моделям в I-V.

Тем не менее в итоге стенд получился с хорошей повторяемостью результатов. Так что буде понадобится протестировать ОУ, не вошедший в данный тест – всегда можно добавить интересный экземплярчик в коллекцию. Подписывайся на обновления! 😉
Буду искренне рад обратной связи: у кого какой опыт с какими ОУ, кому что оказалось полезно, или даже просто познавательно?

Комментарии ВКонтакте

25 thoughts on “ Сравнительный тест Операционных Усилителей для Аудио ”

Добавил OPA627BP уже после того, как опубликовал статью.
Наблюдение: когда гармоники ниже -110дБ и их почти не видно за шумами АЦП, насчитанные программой цифры THD, похоже, начинают зависеть от фазы луны и настроения любимой 🙂 Впрочем, электроника — это наука о контактах. И даже если контакты золочёные в тех кроватках, пыль и прочую грязь никто не отменял.

ОРА 627-й классный опер, кто бы спорил. Но вот макетил как-то на нём схемку одну, корпус SOIC-8, и такое впечатление. что какой-то он….нервный что ли, на грани возбуда. дергается всё время.
И совсем другое дело- красавец ОРА 2134, цена просто смешная за его прекрасные качества. и в плане звука ему нет равных. Хоть и читаю плевки в его адрес, что, мол, отбраковка это от ОРА2132, но отношение цена-качество у него непревзойдённое, много раз применял его в корректорах, даках, -результат роскошный.
А хвалёные AD не впечатляют ни раза. Видимо, звук- не их стихия.

В защиту AD, хотя до сих пор у меня с ними аналогичный был опыт: вроде играют, но как-то без души… Так вот, поставил я в тот тестовый ЦАП чемпионов, что только что выбрал по искажениям (AD827 в I/V, LME49720 в диф.), подключил звук… и не смог оторваться пока диск весь не доиграл — так хорошо запел он!
Так что у меня новая (шутошная!) гипотеза: если сам проводил измерения — они не врут, и звук будет хорош 😉

NE5532 — проверенный боевой товарищ, хотя и биполяр. По свойствам и звучанию похожа на TL082, хотя последняя всё же приятнее звучит.
Экономя на операционничках, первым ставлю ОРА 2134, за ним NE5532 и все счастливы. Макечу на доступном и в нужном количестве припасённом TL082 , на удивление нешумная, удобная, некапризная и звучная микросхемка, на ней запускаю собранную схему и если она работает- в сокету ставлю уже дорогую ОРА 2134.

Как же я позабыл про TL082! Исправлюсь в ближайшее время 🙂
Одного никак не могу взять в толк: каким образом такая сложная деталь как ОУ может стоить 9 центов штучка?

Горовиц-Хилл в своем учебнике хвалят LF411 , нет ли у вас опыта её применения?

Здравствуйте. А как вы думаете на счёт ЦАП Texas Instruments PCM1792 ?

Андрей, приветствую на MyElectrons!
Моё скромное мнение таково: топовые ЦАПы от серьёзных производителей все могут звучать хорошо. Вопрос лишь в том, справится ли производитель конечного устройства их «приготовить» как следует (джиттер, шумы, питание, аналоговые каскады…)
Сам я решил сконцентрироваться на ЦАПах с выходом по напряжению — они интересней вписываются в аналоговые решения, наработанные у меня. ЦАПы с токовым выходом ничуть не хуже, просто они другие: с ними что-то сложнее (I/V преобразователь), а что-то проще (менее требовательны к питанию).

Знаете, Сергей, много раз применял в звуке два опера 544УД1 и 544УД2, и каждый раз отдавал предпочтение небыстрому но малошумному УД1, хотя по всем приметам победить был обязан его более шустрый собрат. Так и среди дорогущих и прецизных микросхем не все могут именно звучать. А что причиной тому- одному богу известно.

Сергей, мне как-то довелось послушать макет USB ЦАПа РСМ 2702 кажется, от ВВ . Выход по напряжению, на нём +2.5 в и вч- мазня мегагерцовая, убирается нч фильтром активным 3го порядка.
Насчёт звучания -сказал бы, что звук в традициях среднего потребителя, лакированно- слащаво-пластиковый.
Народ хвалит TDA1543 , несмотря на копеечную цену, есть в ней нечто особенное. Она как раз с выходом по напряжению.

Доброго времени! Что думаете насчет OPA604, очень интересен результат измерений.

Здравствуйте! Не довелось его измерить по причине наличия отсутствия, да и результаты собственно измерений вряд ли будут кому-то интересны. Важнее само звучание, которое у разных операционников заметно отличается, несмотря на похожие показатели. В даташите нас интересуют полоса, скорость, сдвиг, нагрузочная способность, тип входных транзисторов. Остальное- на слух.

Добрый день! Воодушевился вашей статьей и набрал китайских ОУ с али и на основе их решил сделать АП на денон дмд-2000ал! поменять операционники на ора627 и преобразователь на ад827!Можно мне чайнику подсказать куда следует ставить ора627 и ад827

Михаил, весьма рискованное мероприятие Вы затеяли!
1) Одностороннюю печать на гетинаксе очень сложно перепаять не оторвав контактные площадки.
2) Операционники из Китая могут оказаться совсем не тем, что на них написано. Я по этим граблям хаживал, тема достойная серьёзной дискуссии.
3) Новые ОУ, особенно скоростные, могут повести себя неадекватно в аппарате, разработанном более 20 лет тому назад.
4) Опираться только на результаты прослушивания, никак не подтверждённые измерениями — затратно по времени, и весьма ненадёжно. Наша психика играет с нами злые шутки: раз столько сил и денег вложил в это дело — должно играть лучше… и мы воспринимаем объективно худший результат как улучшение.
5) Да и вообще, ежели нет полной уверенности в том, что делаешь… не чини то, что не сломано 😉 Тоже надо бы мне собраться опубликовать: не так давно попытался я заулучшать один ЦАП товарищу, причём основываясь на результатах измерений… ан они напахали какой-то чуши в цифровой части, и все мои потуги вытянуть аналоговый тракт не привели ровным счётом ни к чему. Зато у него теперь золочёные цанговые кроватки впаяны и он может переставлять ОУ до бесконечности.

У Вашего проигрывателя есть цифровой выход. Может лучшим апгрейдом будет подарить ему внешний ЦАП?

Впрочем, если постараться задвинуть мой скептицизм и посмотреть на всё через очки великого Гудвина, то PCM1702 — весьма интересный ЦАП.
В любом случае, если найдёте Service Manual от этого аппарата — с радостью поковыряемся вместе в их схемотехнике 😉
Судя по картинке можно только гадать, как разработчики распорядились IC405 (uPC4570c, скорее всего половина его играет роль I/V преобразователя, ибо он ближе к чипу ЦАП) и IC407 (BA15218F) и по каким критериям они выбирали данные ОУ.

Serge , золотые слова ваши! Много раз убеждался в том, что любой аппарат самодостаточен в пределах конструкции и задачи и улучшить что-то в разы или хотя бы заметно не получится.
Насчёт ОРА 627 я бы поостерегся, этот опер скорректирован до К ус=5 , а мы не знаем, в какой узел он попадёт, может и свистнуть.
В свой Филипс АК640 впаял сокету и попробовал на слух что-то «улучшить» перетыком разных микросхем. Ничего нового не услышал, оставил родную микросхемку.

Возился одно время с выходным каскадом для цапа на ТДА1541, получил забавный эффект: сама микросхема с резистором ом 30 дает божественной красоты звук, но попытка разогнать сигнал до приличного уровня разными схемами заметно губит звучание, исключением стал разве что ламповый каскад с выходным понижающим трансформатором или повышающий послецаповый трансформатор. Схемы на операх звучат едко, жестко или серо — безжизненно.

[Схемы на операх звучат едко, жестко или серо — безжизненно.]
Александр, по моему опыту — абсолютно та же петрушка, различия лишь в степени поганости звука, что ОУ изрыгают.
Вот только как объяснить тот печальный факт, что прежде чем осесть на CD или даже на виниле, сигнал тот проходит в студиях через множество каскадов, построенных на ОУ? Причём ОУ те в лучшем случае 5532, а то и ТЛ072 все поголовно, ежели пультик постарее. И ведь они там даже хайэндные провода не используют! (последняя фраза — на правах подколки 😉 )

Добрый день. Обращаюсь к serge. Если не трудно ответьте на опыте. Купил для экспериментов партию 2134 в Москве в уважаемом магазине. Показалось играют как то не так померял сопротивление между питаловом 4 и 8 нога оказалось у всех порядка 12ком.
Это нормально? С уважением, Юрий г.Саратов

Юрий, приветствую на сайте!
Честно говоря, измерение сопротивления между выводами питания ОУ мало о чём может сказать. Но ради спортивного интереса откопал OPA2134 и померил, получил 14КОм. Имейте в виду, что подобное измерение ещё и сильно зависит от измерительного прибора — какие ток/напряжение он создаёт на измеряемом «резисторе».
Сегодня аппаратура для создания весьма качественного спектроанализатора в аудио диапазоне частот в наличии практически у каждого цивилизованного человека: звуковая карта в компьютере. Конечно, чтобы разобраться с софтом, да всё подключить — придётся потратить некоторое время. Но зато результаты измерений уже можно будет обсуждать на полном серьёзе.

встряну поумничать. неплохо было бы глянуть сдвиг на выходе ОУ, взяв Кус по постоянке 200-300. Вот правда и вылезет, настоящий ваш 2134 или не очень. И шумы глянуть скопом.

Здравствуйте! На алиэкпрессе продают множество Цап-ов для наушников. Все они построены по аналогии с приведённой вами схемой. Вопрос если конечный слаботочный операционник U8-A заменить чем то по мощней? Например apex pa01. Хотелось бы хоть немного раскачать 150гдш35-8 от Ноэма.

Роман, приветствую на MyElectrons!
Постараюсь ответить на Ваши вопросы, частично не заданные, скорее всего в одном посте раскрыть тему у меня не получится, так что — спрашивайте дальше 😉

«множество Цап-ов для наушников. Все они построены по аналогии с приведённой [выше в статье] схемой».
ЦАП, что здесь на картинке, никак не предназначался для раскачки наушников. Дифференциальный усилитель и по совместительству активный фильтр нижних частот, как в данном применении, будучи выполнен на любом из известных мне ОУ, не сможет показать блестящие результаты по искажениям (что и было предметом тестов в этой статье) и одновременно удовлетворить требования по нагрузочной способности и усилению. Вполне логично напрашивается архитектура, где эти функции (диф. усь с фильтром; и усь мощности) разделены, отданы разным, более подходящим под задачи устройствам. И вот на сцену выходит обычный усилитель мощности.

Теперь заглянем в доку по Apex PA01 ( https://www.apexanalog.com/resources/products/pa01-73u.pdf ). Они честно заявляют, что микруха та предназначена для того, чтобы моторы через неё крутить. И ещё делать некие Power Transducers для частот до 20КГц. Пожалуй, матюгальник какой на ней и можно замутить, орать будет громко, но о качественном звуке при честно заявленных самим же производителем уровнях искажений (Figure 13) тут мечтать не приходится. Ну что за «Audio Amplifiers up to 50W RMS» при THD даже заветные 0.03% на 1КГц лишь под нагрузкой?! А на малых мощностях — вообще туши свет. Конечно, ламповым усилителям и не такую крамолу по уровню THD прощают, но тут мы имеем самый обыкновенный «каменный» усь в классе «почти Б» (ток покоя 20мА). Есть реальные примеры успешного применения оной в качественном звуке?

Упомянутый Вами широкополосный динамик наводит на мысль о попытке создать качественную систему, верно? Как он у Вас аккустически оформлен?

Если уж непременно хочется качественно и в интегральном исполнении, я бы скорее посмотрел на LT1210 (где-то недавно на сайте в комментах пробегала ссылка на усь, что ребята на ней клепают). Но и она, при всей её красоте, не сможет одновременно и выходным фильтром ЦАПа работать.

Параметры микросхемы как у самодельного усилителя , ниже среднего. 2 Вольта на мкс , 20 кгц на полной мощности. С таким усилителем прозрачного звука не жди..

Уважаемый Serge, добрый день.
Можно попросить вас опубликовать блок-схему лабораторной установки для проведения сравнительных тестов ОУ, которая описана в статье? Мне, как начинающему радиолюбителю, не совсем понятен данный вопрос по его словесному описанию. Заранее очень признателен.

Мне в свое время очень помогла разобраться с тонкостями измерения главных параметров операционников книга Иржи Достала Проектирование операционных усилителей. Там кроме теории и расчетов была масса простых схем для оценки нужных параметров. Причем, в роли прибора выступал сам операционник, а нужные параметры наблюдались на экране осциллографа . Шикарная книга.

Добавить комментарий

Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Электроника, схемотехника, от души и с умом: для начинающих и для бывалых

На всякий случай: ссылка на таблицу в google docs.

По каждому измерению доступны снимки экрана спектрометра. Приглашаю на ОУ-медитацию 🙂 альбом в гугл-фото .

Несколько небольших хитростей, выявленных в процессе экспериментов:

Генератор в горячо любимой программуле SpectraPlus (СП) версии 5.0.27.5 оказался с закидонами: высокий уровень гармоник (на фоне применённых ЦАП и АЦП), а также периодические сбивки в сигнале, что на спектрограмме проявляется как подскоки шумового пола. Вместо встроенного генератора СП с задачей прекрасно справляется бесплатная Audacity: выдаёт чистейший сигнал, пищит ровно и беспрерывно столько, сколько нагенерируешь трэк.
ЦАП при максимальном размахе цифрового сигнала выдавал неприятные искажения в широком диапазоне. Сгенерировав тестовый сигнал уровнем 0.95 (-0.5дБ) и откалибровав аналоговую часть, а также СП, удалось заполучить уровень искажений практически не различимый за шумовым полом АЦП, плюс гармоники испытуемых ОУ.
Оптические приёмники TOSLINK, которые китайцы ставят на свои поделки, не тянут HiRes Audio: при беглом прослушивании тестового “бляммм” при настройке драйверов ничего незаметно, а вот на спектре вылезают всплески шума невнятного происхождения. Подключив SPDIF проводочком (на плате USB развязывающий трансик в наличии) – удалось избавиться ото всяких чудачеств при воспроизведении.

Комментарии ВКонтакте

25 thoughts on “ Сравнительный тест Операционных Усилителей для Аудио ”

Горовиц-Хилл в своем учебнике хвалят LF411 , нет ли у вас опыта её применения?

Здравствуйте. А как вы думаете на счёт ЦАП Texas Instruments PCM1792 ?

Доброго времени! Что думаете насчет OPA604, очень интересен результат измерений.

У Вашего проигрывателя есть цифровой выход. Может лучшим апгрейдом будет подарить ему внешний ЦАП?

Добавить комментарий

Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Описание

Многие из нас любят слушать музыку в хорошем качестве будь то это на компьютере с хорошей звуковой картой или на Hi-Fi аппаратуре с акустической системой или на портативном плеере в наушниках. Все мы ищем подходящий звук в силу вкусовых и музыкальных пристрастий.

Как правило в окрасе звука участвуют основные составляющие: цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), операционные усилители (ОУ) и обвязка схемы. Заменив усилитель на другой можно изменить характер подачи звука, к тому же производитель аудиотехники часто предусматривает легкую установку ОУ в “кроватку”.

И даже если усилитель припаян, заменить на другой не составит титанического труда, достаточно уметь пользоваться паяльником. В крайнем случае всегда можно отнести в мастерскую, где за небольшую плату вам заменят ОУ на желаемый.

Кстати, покупайте операционники в проверенных местах, чтобы не попалась подделка и не испортилось впечатление!

Эта статья как раз написана, чтобы помочь сориентироваться в широком выборе операционных усилителей, их особенностей, и самого главного – их звучания. Здесь собраны описания из личного опыта пользователей с просторов интернета к популярным моделям усилителей.

Если у Вас тоже есть опыт прослушанных ОУ, которые не приведены в этом списке, пожалуйста напишите на почту в разделе “Контакты” и поделитесь впечатлением о звуке. В дальнейшем, Ваше оценочное мнение будет размещено здесь.

Описание операционных усилителей (звук):

OPA1602 — звучание чистые высокие, воздушная середина, расширенная стерео-база, сцена ближе по сравнению с LME49860, плотный бас. Средние частоты не столь динамичные как LME49860, но переигрывают ее своей музыкальностью и естественностью звучания. Скорость нарастания 20 В/мкс. Данный ОУ представитель линейки SoundPLUS для высококлассных аудио устройств.

OPA1612 — звук почти что точный и ровный с небольшим уклоном в басовый регистр, СЧ естественные, ВЧ собранные и детальные. Сверхнизкие искажения 0.000015%, мало-шумный ОУ, скорость нарастания 27 В/мкс, коэффициент усиления 130 дБ. Применяется в профессиональном аудио-оборудовании, контрольно-измерительном оборудовании для аудиотехники, высококачественных AV-ресиверах.

OPA1622 — по звуку напоминает OPA1612. Усилитель для профессионального оборудования с отличными показателями: выходной мощностью до 150 мВт и очень низким уровнем нелинейных искажений -135 дБ, скорость нарастания 10 В/мкс. Низкое энергопотребление 2,6 мА позволяют использовать его в смартфонах, планшетах, усилителях для наушников и внешних ЦАП.

OPA1642 — звучание по сравнению с OPA2134 еще более проработано во всем диапазоне, прекрасно отрабатывает перкуссионные инструменты, вокал, ударные, смычковые, духовые. Сверхнизкие искажения, коэффициент усиления 134 дБ, скорость нарастания 20 В/мкс.

OPA1652 — звук точный, с ультра-низкими гармоническими искажениями 0.00005%, скорость нарастания 10 В/мкс. Данный ОУ представитель линейки SoundPLUS для высококлассных аудио устройств. Амплитуда выходного сигнала до 800 мВ на нагрузке 2 кОм. Нагрузочной способностью до 30 мА. Широкий диапазон питания.

OPA1662 — звук почти что точный и ровный с небольшим уклоном в басовый регистр, с ультра-низкими гармоническими искажениями 0.00006%. Скорость нарастания 17 В/мкс. Данный ОУ представитель линейки SoundPLUS для высококлассных аудио устройств.

OPA2134 — звучание слегка смягченное, считается теплым, очень красиво удается середина, вокал, духовые инструменты, но очень тонкие нюансы слегка смазываются, популярный и недорогой. Скорость нарастания 22 В/мкс.

OPA134 — точно такой же как и OPA2134, но одно-канальный, на левый и правый канал ставится по усилителю.

OPA2132 — звук получше, чем OPA2134, более детальный, очень приятный на слух. Поддерживает нагрузку до 600 Ом, низкие гармонические искажения 0.00008%, скорость нарастания 20 В/мкс.

OPA2322 — по звучанию схожи с OPA2132. Скорость нарастания 10 В/мкс.

OPA2140 — прецизионные (отборные) OPA2141, немного точнее и менее шумные. Скорость нарастания 20 В/мкс.

OPA2141 — по звучанию схожи с OPA1642. Скорость нарастания 20 В/мкс.

OPA627 — звук очень качественный, высокая детализация, упругость басов, глубина музыкальной сцены, скорость нарастания 55 В/мкс. Одно-канальный, на левый и правый канал ставится по усилителю.

OP27 — звучание винтажное, “жирный”, красиво звучит бас и вокал, немного теряются детали, низкая скорость нарастания 2.8 В/мкс. Одно-канальный, на левый и правый канал ставится по усилителю.

OP275 — звук хороший, но немного смазан. Усиление до 104 дБ, полоса до 9 МГц, хорошее подавление пульсаций, искажения ниже 0.001% в широком диапазоне выходных напряжений при сопротивлении нагрузки выше 100 Ом. Однако совместим не с любой схемотехникой, особенно при не инвертирующем включении, скорость 22 В/мкс.

OP285 — такие же как предыдущий, но отобранные по напряжению смещения (лучшие из OP275).

OPA926 — звук мягкий, со сглаженными деталями и небольшим уклоном в середину, по сравнению с OPA1612 не хватает воздушности. Изготовлен специально для Fiio, имеет низкие искажения 0.0003% при 32 Ом.

LM4562 — звучание имеет специфический холодный оттенок, глубокий и довольно резкий нижний регистр на ударных, и акцентированные верха, 20В/мкс. Усиление до 140 дБ, полоса до 30 МГц. Сверх-малошумящий, с низким уровнем искажений. Нагрузка до 600 Ом без увеличения искажений, выходной ток до 20 мА, отличное подавление пульсаций. Звучит без малейших признаков окрашивания. Но ему свойственна проблема, описанная для OP275.

LME49860 — звук приятный на слух, лишенный недостатков LM4562, исключительная детальность во всём диапазоне частот, самый качественный из LM усилителей, с повышенным рабочим напряжением до 44V, скорость нарастания 20 В/мкс.

LME49720 — звучание явно отличается от LM4562, плоская сцена с пропадающей реверберацией.

LME49990 — звук не до конца аналитичен, но приятный. Большой коэффициент усиления 135 дБ , коэффициент гармонических искажений 0,00001%, выходной ток ±27 мА, управляет нагрузкой до 600 Ом, скорость нарастания 22 В/мкс.

LM6172 — звук удивительно прозрачный, для классики, джаза, блюза и других живых записей, обладает очень мягким и воздушным звуком. Усиление до 86 дБ, полоса до 100 МГц. Малошумящий, искажения ниже -100 дБ на нагрузке 100 Ом, мощный до 50 мА выходного тока и очень быстрый, скорость нарастания 3000 В/мкс.

LM7372 — усиление до 85 дБ, полоса до 120 МГц. Выходной ток до 150 мА, уровень гармоник в 100 дБ, всем хорош, но при сопротивлении нагрузки ниже 150 Ом искажения начинают резко расти, преодолевая в итоге планку -80 дБ.

MAX97220 — звук мягкий, акцентирован на мидбасе и средних частотах, верхние сглажены, достаточно большая выходная мощность 125 мВт, хорошо подходит на выход для наушников.

MUSES8820 — звучание вальяжное, мягкий “ламповый” звук с раздутым басом, винтажный усилитель.

MUSES8920 — звук яркий, разделение инструментов, масштабность звучания, динамика, звонкость его качества.

MUSES01 — звук ровный, нейтральный, с высокой детальностью, обилием воздуха и чётким позиционированием инструментов. Детализация голоса, середина и верха звучат завораживающе, но с немного пересушенным басом, хоть он быстрый и хлесткий.

MUSES02 — звучание прозрачное, приятное, динамичный операционник, с хорошим разрешением, более басистый чем MUSES8920, а в остальном они похожи.

MUSES03 — звучание взято лучшее из MUSES01 и MUSES02. Сцена приобрела абсолютно четкие границы, стала еще глубже и шире. Образы ясные и четкие, а между ними воздух, инструменты не мешают друг другу, высокое разрешение. Все это очень четко позиционируется в пространстве. Например, ударная установка с тарелками при хорошей записи звучит так, что четко слышно, когда по какой тарелке был удар, ближе-дальше, выше-ниже, левее-правее – высочайший эффект присутствия.

TPA3116 D2 — звучит чисто, телесно, живой вокал, ударные отлично звучат, тарелочки фактурные с естественной подачей, не песочат, сцена средняя. Усилитель класса D, сигнал/шум 102 дБ, уровень искажений 0.1%.

TPA6120 — звук практически не приукрашивает, мощный, предпочитает высокоомную нагрузку (от 60 Ом), с уменьшением сопротивления растут гармонические искажения. Чип содержит два независимых канала с отдельными выводами питания. На каждом из каналов: выходная мощность 80 мВт на нагрузке 600 Ом при питании ± 12В, при уровне искажений 0,00014%, динамический диапазон более 120 дБ, уровень сигнал/шум 120 дБ, диапазон питания ± 5В до ± 15В, скорость нарастания 1300 В/мкс.

TPA6530 — звучит слитно и мягко, больше всего проработаны СЧ, сглаженные ВЧ, а на НЧ диапазоне не хватает упругости басов.

TA8254BHQ — звучание без явных перекосов, нормальный усилитель с большой выходной мощностью и низким уровнем искажений 0.02%. Часто применяется в автомобильной аудио системе.

ADA4897-2 — мощный звук, слитная подача, с уклоном в НЧ и СЧ, мягкие ВЧ из-за чего может не хватать воздушности. Стабильный при единичном усилении и быстродействующий усилитель 120 В/мкс, с обратной связью по напряжению, с низким рабочим током 3 мА, а также с низким шумом. Имеет ширину полосы 230 МГц и широкий диапазон напряжений питания от 3 В до 10 В. Подходит где требуется большой динамический диапазон, точность и быстродействие.

AD823 — звук достаточно резкий на высоких, сцена хорошая, чуть хуже AD8066, усиление до 95 дБ и до 9 МГц. Искажения ниже -100 дБ, но при выходных токах более 20 мА лавинообразно растут. На нагрузке 32 Ом отдаваемая без искажений мощность составляет всего 6 мВт.

AD826 — звучит неплохо, хорошо строит сцену, для более сильного баса и слитности, “темные” усилители, хорошо подходит для рока. Усиление до 77 дБ и до 50 МГц, скорость 350 В/мкс. Фактически является скомпенсированным для единичного усиления AD828, со всеми его достоинствами, но значительно более стабильнее. Небольшая потеря в уровне подавления пульсаций питания компенсируется способностью легко выносить ёмкостную нагрузку.

AD827 — такой же как и предыдущий, с ослабленным выходным каскадом, скорость нарастания 300 В/мкс.

AD828 — звучит очень хорошо, но далеко не во всех схемах стабилен. Усиление до 80 дБ и до 100 МГц. Способен обеспечить 2 В амплитуды даже на нагрузке 10 Ом. Без искажений выдаёт в нагрузку до 50 мА тока. Уровень гармоник при КУ=2 плавно стремится к -100 дБ, а это отличный результат. Мало шумен и обладает хорошим подавлением пульсаций, скорость нарастания 450 В/мкс.

AD8022 — выходной ток высокий, что хорошо для низкоомных наушников, уровень гармоник не превышает -110 дБ на 600 Ом и выше, скорость нарастания что у AD8620, шумов меньше, хорошо ставить на выходе, скорость нарастания 50 В/мкс. Усиление до 72 дБ и до 100 МГц. Сверх малошумящий, имеет вдвое большую нагрузочную способность, чем AD8066, но требует стабилизированную схему питания.

AD8066 — звук очень качественный, универсальный усилитель. Глубокие низкие частоты, считается прозрачным звуком, похож на AD8620, но более светлый, легкий и точный (аналитический) звук, область применения студийное оборудование, где важен точный, неокрашенный звук, скорость нарастания 180 В/мкс. До 114 дБ и до 65 МГц усиления. Уровень гармоник значительно ниже -95 дБ при нагрузке более 150 Ом. Амплитуда тока на выходе до 30 мА, что может быть не достаточно для части низкоомных наушников. Хорошее подавление пульсаций.

AD8034 — звучание схожее с AD8066, усиление до 96 дБ и до 40 МГц. На нагрузке 1 кОм уровень гармоник находится ниже -100 дБ, однако уже на 500 Ом подскакивает до -85 дБ.

AD8397 — звучит нейтрально, широкая сцена, высокий выходной ток до 310 mA, хорошо подходит на выход для наушников, но немного шумит, склонен к возбуждению, требователен к схеме подключения, скорость нарастания 53 В/мкс.

AD8599 — звук нейтральный, немного узкая сцена, сверх-малошумящий с усилением до 10 МГц и 116 дБ. Искажения менее 0.0005% на нагрузке 2 кОм, но возрастают до 0.002% при 600 Ом. Хорошо относится к ёмкостной нагрузке, имеет отличное подавление питания и выходной ток до 50 мА.

AD8620 — звучит хорошо, но не во всех схемах, иногда не хватает выразительности, шумит поменьше чем AD8066, скорость нарастания 50 В/мкс. Большой коэффициент усиления (более 105 дБ) при полосе до 25 МГц, искажения менее 0.001%, но резко растут с уменьшением сопротивления нагрузки.

AD711 — винил-рипы звучат более лампово и теплее, старый усилитель.

AD712 — компенсированная для единичного усиления версия предыдущего усилителя.

AD744 — звучит очень приятно, хоть и смазывает некоторые детали, некий компромисс между детальностью и “мясом”.

AD746 — по звучанию близок к Burr-Brown, имеет большой коэффициент усиления 10 МГц и 116 дБ. Искажения не превышают -110 дБ, ОУ обладает неплохим подавлением пульсаций, работоспособен при низкоомной нагрузке (при токах менее 20 мА).

AD797 — звук почти нейтральный, но всё же немного приукрашивает. В связке с другими ОУ дает отличный результат. Выходной ток до 50 мА, скорость нарастания 20 В/мкс.

AD845 — звучание с широкой сценой, один из лучших из AD усилителей. скорость нарастания 100 В/мкс.

AD8672 — звук ровный и чистый, по сравнению с AD823 более детальные ВЧ, более проработанные НЧ. Огромный коэффициент усиления 135 дБ, полоса до 10 МГц. Искажения низкие, но выходной каскад не справляется с большой амплитудой сигнала при низкоомной нагрузке.

AD8512 — звучит немного грубее AD823, с меньшей натуральностью высоких частот, но лучшей проработкой баса. Усиление до 100 дБ, полоса до 8 МГц. Хороший выходной ток до 70 мА, отличное подавление пульсаций, малошумящий, искажения на высокоомной нагрузке ниже 0.0001%.

JRC4558 — звук неплохой, достаточно мощный усилитель до 600 мВт, с минимальными искажениями, скорость нарастания 200 В/мкс.

NE5532P — звучание мягкое, старый проверенный временем приличный усилитель, что-то “сверх” от него не стоит ждать, скорость нарастания 9 В/мкс.

LT1355, LT1358, LT1361, LT1364 — семейство из четырёх ОУ с большой (LT1355 и LT1358) и очень большой (LT1361 и LT1364) скоростью нарастания (от 12 МГц и 400 В/мкс до 70 МГц и 1000 В/мкс). Неплохое шумоподавление, повышенная стабильность при ёмкостной нагрузке, искажения порядка 0,0007% до 2 кГц. Звучание LT1364 почти нейтральное, очень детальное, немного выделяет середину.

LT1469 — звук чистый и прозрачный, ровный во всем диапазоне. Он не резок и не криклив и не мягок. Очень низкий уровень искажений на высокоомной нагрузке и отличное подавление, усиление более 110 дБ, полоса до 45 МГц, скорость 22 В/мкс. Малый выходной ток и небольшая индифферентность к ёмкостной нагрузке. Превосходный вариант для I/U.

LT1498 — придаёт звуку аналоговый окрас, немного выделяя вокал, музыкальный, имеет высокое соотношение сигнал-шум, скорость нарастания 6 В/мкс.

BUF634 — буфер, высокоскоростной токовый повторитель до 250 мА, скорость нарастания 2000 В/мкс, увеличивает мощность выходного сигнала без окрашивания звука.

LMH6643 — буфер, токовый повторитель до 75 мА, скорость нарастания 130 В/мкс, увеличивает мощность выходного сигнала без окрашивания звука.

Куда и какой лучше ставить в аудио тракте?

В фильтры низких частот (ФНЧ) лучше ставить ОУ с высокой скоростью нарастания (скоростные).

В выходном тракте (I/O) лучше ставить более мощный, либо по току (для низкоомной нагрузке), либо по напряжению (для высокоомной нагрузки).

Под низкоомные наушники например больше подходят такие: LM6172, AD828, AD8599, OPA1612, OPA1622.

Под высокоомные наушники больше подходят такие: AD8066, AD8022, AD826, AD8620, TPA6120, LM4562, OP275, LT1364.

Операционные усилители: стремление к совершенству – Компоненты и технологии

С момента создания в шестидесятых годах прошлого века первых интегральных операционных усилителей (ОУ) усилия ученых и инженеров были направлены на то, чтобы приблизить их параметры к идеальным [1]. Однако существующие технологии все еще не позволяют изготавливать операционные усилители, близкие к идеальным по всем параметрам одновременно, в связи с чем разработчики микросхем вынуждены идти на компромисс, отдавая предпочтение в каждом конкретном случае нескольким ключевым параметрам. Как следствие, выпускаемые промышленностью интегральные ОУ подразделяются на группы, предназначенные для применения в определенных классах устройств. Фирмы National Semiconductor (NSC) и Texas Instruments (TI) являются ведущими в мире производителями интегральных микросхем (ИМС) операционных усилителей всех групп, сочетающих передовой уровень технологии и схемотехники с доступными ценами. Использование данных микросхем позволяет успешно и эффективно решать широкий круг задач по созданию разнообразной электронной аппаратуры.

Внаших предыдущих статьях [2, 3] были рассмотрены интегральные операционные усилители, разработанные фирмой National Semiconductor в 2005–2006 годах, среди которых следует в первую очередь отметить семейство ультрапрецизионных ОУ с автоматической коррекцией нуля LMP2011/2/4, сочетающих минимальные значения напряжения смещения и его температурного дрейфа, 0,12 мкВ и 0,015 мкВ/°C соответственно, с низким уровнем шума 35 нВ/√Гц в сравнительно широкой полосе частот до 30 кГц, что делает данный ОУ практически идеальным при использовании в усилителях сигналов термопар, тензодатчиков и т. п., а также в инструментальных усилителях.

Патентованная схема автоматической коррекции нуля применяется также в микромощном операционном усилителе с Rail to Rail входом и выходом (RRIO) OPA333 Texas Instruments. Данный ОУ отличается очень малым током покоя (типовое значение 17 мкА) и позиционируется для применения в прецизионных устройствах с автономным питанием. Коррекция нуля осуществляется каждые 8 мкс, при этом долговременное изменение напряжения смещения (300 ч) при максимальной рабочей температуре не превышает 1 мкВ.

Значительный прогресс в улучшении параметров прецизионных операционных усилителей NSC был достигнут за счет реализации патентованного технологического процесса VIP50, позволяющего создавать на одном кристалле высококачественные комплементарные биполярные и полевые транзисторы [3]. Характерные представители семейства прецизионных RRIO ОУ серии LMP771x, выполненные по данному технологическому процессу, имеют типовое значение напряжения смещения 10 мкВ с температурным дрейфом ~1 мкВ/°С, уровень шума не более 5,8 нВ/√Гц и очень низкое значение коэффициента нелинейных искажений 0,001% в звуковом диапазоне. Благодаря использованию во входном каскаде высокотехнологичных МОП-транзисторов излом зависимости шума 1/f удалось сдвинуть до частоты менее 1 кГц и тем самым значительно расширить частотный диапазон усилителя по минимуму шумов.

Последние модели прецизионных операционных усилителей, разработанные NSC в 2007 году, имеют еще лучшие параметры, например, у ОУ LMP7731 с биполярным входом типовое значение и температурный дрейф напряжения смещения не превышают ±9 мкВ и ±0,2 мкВ (максимальное значение ±40 мкВ и ±0,8 мкВ) соответственно, а уровень шумов со спектральной плотностью ~3 нВ/√Гц достигается уже на частоте 3 Гц, как показано на рис. 1. Достоинством LMP7731 является также широкая полоса усиливаемых частот, большие коэффициенты усиления и подавления синфазных сигналов и низкий коэффициент нелинейных искажений. Усилитель рекомендуется фирмой для применения в научной аппаратуре и медицинской технике. Параметры LMP7731 и других рассматриваемых ОУ при напряжении питания 5 В приведены в таблице.

Рис. 1. Спектральная плотность напряжения шумов ОУ LMP7731

Таблица. Основные параметры современных ОУ National Semiconductor и Texas Instruments

В усилителях с достаточно большим и фиксированным коэффициентом усиления для расширения диапазона усиливаемых частот целесообразно применять нескорректированные интегральные ОУ. Новейшие прецизионные RRIO операционные усилители NSC такого типа LMP7707/8/9 с КМОП-входом, выполненные по технологии VIP50, работоспособны в расширенном диапазоне напряжения питания Е_п от 2,7 до 12 В. ОУ устойчивы при коэффициенте усиления по напряжению K_U более 10, при меньших коэффициентах усиления требуется внешняя частотная коррекция — включение дополнительных RC-цепей на входе и между входом и выходом [1]. Особенностью ИМС LMP7707/8/9 является также диодная защита входных цепей операционных усилителей — при дифференциальном входном напряжении более 300 мВ величина его ограничивается, и тем самым предотвращается выход из строя входных каскадов ОУ. Область применения LMP7707/8/9— усилители сигналов высокоомных датчиков в устройствах с автономным питанием, инструментальные усилители с большим коэффициентом усиления, электрометрические усилители и другая аналогичная аппаратура.

Для более дешевых устройств с высокоомным входом подойдут одно/четырехканальные скорректированные операционные усилители LMV841/4. Близкие по параметрам к вышеописанным прецизионным LMP7707/9, эти ОУ могут найти применение в схемах активных фильтров, усилителей сигналов датчиков и другой аппаратуре с автономным питанием.

Для работы в высококачественной звуковой технике класса Hi End требуются операционные усилители с широким диапазоном выходных напряжений и ничтожно малыми нелинейными искажениями и шумами. Последние разработки National Semiconductor в области звуковых ОУ в полной мере соответствуют данным требованиям. Сдвоенный операционный усилитель LM4562, получивший номинацию «2006 Product of the Year — Лучшее изделие 2006 года» по версии журнала EDN Magazine, работоспособен при напряжении питания от ±2,5 В до ±17 В и при уровне шумов 2,7 нВ/√Гц обладает коэффициентом нелинейных искажений всего 0,00003% практически во всем диапазоне звуковых частот, соответствующая зависимость приведена на рис. 2. Впечатляют и другие характеристики LM4562 (показаны в таблице для напряжения питания ±15 В), по многим позициям превышающие параметры типовых прецизионных ОУ, что позволяет использовать эти усилители не только в высококачественных звуковых устройствах, но и в других схемах, где требуется сочетание сравнительно высокого быстродействия с великолепными точностными параметрами и большим диапазоном выходных напряжений. Усилитель скорректирован до единичного коэффициента усиления и устойчив при емкостной нагрузке до 100 пФ. Выпускается в различных корпусах, в том числе и круглом металлостеклянном Metal Can. На основе LM4562 начато производство серии одно/двух/четырехканальных звуковых ОУ LME49710/20/40 с аналогичными параметрами (в таблице не показаны)

Рис. 2. Частотная зависимость коэффициента нелинейных искажений ОУ LM4562 при напряжении питания 15 В, выходном напряжении 3 В и сопротивлении нагрузки 600 Ом

Прекрасными шумовыми характеристиками в широком диапазоне частот обладают прецизионные операционные усилители с биполярным входом и rail-to-rail выходом серии OPA211/2211 от TI, предлагаемые фирмой для применения в устройствах ФАПЧ, малошумящих инструментальных усилителях, медицинской, научной и звуковой аппаратуре Hi End. Это первые микросхемы, выполненные по новейшей патентованной технологии BiCom3HV, позволяющей создавать сравнительно высоковольтные высококачественные комплементарные структуры на основе соединения SiGe. Отличные импульсные характеристики усилителя: время установления менее 1 мкс в диапазоне выходных напряжений 10 В — позволяют использовать данные ОУ во входных усилителях быстродействующих АЦП с высоким разрешением. ИМС работоспособны при одно- и двухполярном питании размахом от 4,5 В до 36 В и выпускаются в миниатюрных корпусах DFN-8 с размерами 3×3 мм. В «спящем» режиме Shutdown потребляемый ток не превышает 20 мкА.

По технологии BiCom3HV выполнены также высокоточные малошумящие операционные усилители OPA2827/827 с входом на полевых транзисторах с p-n-переходом JFET. Действующее значение напряжения шумов 1/f в полосе частот 0,1–10 Гц для данных ОУ не превышает 400 нВ, и таким образом становится возможным усиливать очень слабые сигналы высокоомных датчиков и достичь разрешения по амплитуде до 18 бит. Операционные усилители OPA211 и OPA827 совместно с АЦП ADS8505 и ЦАП DAC8811 оптимизированы для работы с семейством микроконтроллеров MSP430 и DSP-платформой TMS320T.

Минимизация напряжения смещения у прецизионных операционных усилителей обычно достигается путем лазерной подгонки сопротивления резисторов на открытом кристалле. Однако в процессе корпусирования микросхем из-за термических деформаций и других эффектов сопротивление резисторов ИМС изменяется, и, как следствие, балансировка ОУ ухудшается. Другим способом уменьшения напряжения смещения является цифровая подгонка сопротивления балансировочных резисторов, которую можно проводить на завершающем этапе производства микросхем после операции корпусирования. Для этого в состав ОУ включают своеобразные ЦАП-резисторы, сопротивлением которых можно управлять через внешние выводы, и однократно программируемое энергонезависимое запоминающее устройство. В массовом производстве прецизионные ОУ с цифровой подгонкой могут быть даже дешевле, чем с лазерной, чему способствует и то, что в качестве исходного обычно берется ранее освоенный хорошо отработанный операционный усилитель.

В ассортименте ИМС компании TI имеется несколько моделей прецизионных ОУ с цифровой подгонкой (фирменная маркировка e-trim™). Это, например, серия КМОП-усилителей с rail-to-rail выходом OPA2727/727/8, исходными для которых служат популярные ОУ OPA725/6. Благодаря цифровой подгонке удалось достичь уменьшения типовых значений напряжения смещения и его температурного дрейфа с 1200 мкВ до 15 мкВ и с 4 мкВ/°C до 0,3 мкВ/°C соответственно. Остальные параметры ОУ не изменились: модернизированные усилители имеют очень малый уровень шумов, низкий коэффициент нелинейных искажений 0,0003% в звуковом диапазоне частот и оптимизированы для устройств с однополярным питанием напряжением от 4 В до 12 В. ОУ OPA728 имеет дополнительные входы управления REF и ENB, если напряжение на входе ENB превышает напряжение на входе REF более чем на 2 В, ОУ работоспособен, в противном случае усилитель переходит в «спящий» режим Shutdown с токопотреблением 6 мкА. Время переключения в режим Shutdown составляет 5 мкс, время восстановления рабочего режима — 80 мкс.

Одна из последних разработок TI — семейство экономичных малошумящих ультрапрецизионных RRIO операционных усилителей с цифровой подгонкой e-trim™ OPA4376/2376/376, предназначенных для применения в высокоточной аппаратуре с автономным питанием — научной, медицинской, измерительных комплексах и т. п. Данные ОУ обладают уникальным сочетанием параметров и отличаются крайне малым напряжением смещения (типичное значение 5 мкВ), низким уровнем шумов (7,5 нВ/√Гц), широкой полосой пропускания (частота единичного усиления 5,5 МГц), малым током покоя (≤1 мА) и сравнительно большим коэффициентом подавления нестабильности напряжения питания PSRR (более 110 дБ) в широком диапазоне частот. Малое влияние нестабильности источника питания дает возможность питать ОУ непосредственно от батареи или аккумулятора без стабилизаторов напряжения, повышающих энергопотребление устройства.

Широкое распространение различной электронной аппаратуры с автономным питанием потребовало от разработчиков операционных усилителей создания микросхем с минимальным напряжением питания при сохранении остальных параметров на должном уровне. Рекордным на сегодняшний день является RRIO операционный усилитель LMV951 от NSC, работоспособный при напряжении питания Е_п размахом от 0,9 В до 3 В, с параметрами, нормируемыми для 1 В и 1,8 В (в таблице приведены параметры LMV951 при Е_п = 1 В). В состав ОУ, как видно из упрощенной структурной схемы, изображенной на рис. 3, входят два генератора вольтдобавки на основе импульсных преобразователей напряжения на переключаемых конденсаторах [4] с частотой переключения ~12 МГц, создающие дополнительные отрицательное и положительное напряжения, необходимые для обеспечения режима работы входного и предвыходного каскадов усилителя соответственно. Благодаря использованию во входном каскаде биполярных транзисторов напряжение смещения и фаза входного тока ОУ остаются неизменными во всем диапазоне синфазных входных напряжений, в то время как выходной каскад на полевых транзисторах КМОП обеспечивает максимальную амплитуду выходных напряжений rail-to-rail, выходной ток порядка 40 мА и устойчивую работу усилителя при единичном коэффициенте усиления и емкостной нагрузке до 1000 пФ.

Рис. 3. Упрощенная структурная схема операционного усилителя LMV951

Для корректной работы внутренних генераторов вольтдобавки выводы питания ОУ 2 и 6 необходимо зашунтировать параллельно соединенными керамическим и высококачественным электролитическим или танталовым конденсаторами емкостью 0,1 мкФ и ~10 мкФ, расположенными как можно ближе к выводам ИМС. Подача на вывод 5 Shutdown напряжения более 0,6 В (при Е_п = 1 В) переводит ОУ в «спящий» режим с токопотреблением менее 50 нА, время восстановления рабочего режима не превышает 3 мкс.

Схема с внутренним генератором вольтдобавки применяется также в малошумящем RRIO операционном усилителе с КМОП-входом OPA365 от TI. В обычных КМОП ОУ с низковольтным питанием и rail-to-rail входом для расширения диапазона входных напряжений используется сдвоенный входной дифференциальный усилитель на комплементарных МОП-транзисторах, упрощенная схема которого приведена на рис. 4а. Однако из-за невозможности достижения полной идентичности параметров комплементарных транзисторов такое включение создает значительные нелинейные искажения, особенно заметные при входных напряжениях, близких к нулю (или Е_п/2 при однополярном питании). Введение генератора вольтдобавки, как показано на рис. 4б, позволяет эффективно повысить напряжение питания входного каскада и обойтись одиночным (а не сдвоенным) входным дифференциальным усилителем на МОП-транзисторах с р-каналом и тем самым существенно снизить нелинейные искажения и шумы.

Полученный результат демонстрирует рис. 5, на котором можно сравнить зависимости отношения (шум + искажения)/сигнал — THD + Noise Ratio в децибелах от величины входного напряжения с частотой 10 кГц для ОУ OPA365, представляющего фирменную серию “Zero Crossover”, и обычного операционного усилителя с двойным дифференциальным входным каскадом. Значение коэффициента нелинейных искажений для OPA365 не превышает 0,0006% во всем диапазоне звуковых частот.

Рис. 5. Зависимости отношения (шум + искажения)/сигнал — THD + Noise Ratio в децибелах от величины входного напряжения для ОУ с двойным дифференциальным входным каскадом (1) и ОУ OPA365 (2)

В заключение рассмотрим еще одну оригинальную новинку от National Semiconductor — усилитель с программируемой установкой коэффициента усиления LMP8100. В состав ИМС входит высококачественный прецизионный RRIO ОУ с КМОП-входом с коэффициентом усиления без отрицательной обратной связи 110 дБ, а также резистивный делитель для регулировки коэффициента усиления и несколько электронных коммутаторов, предназначенных для перевода усилителя в режимы с пониженным энергопотреблением, проверки нуля и установки уровней частотной коррекции.

Управление усилителем производится через двухпроводной последовательный интерфейс по входам данных SDI и синхронизации SCK при низком уровне сигнала на входе CS путем записи восьмиразрядного управляющего слова в буферизированный конфигурационный регистр сдвига. Выход регистра SDO может быть использован при каскадировании нескольких усилителей для задания различных параметров каждого из них, в этом случае следует соединить выход SDO предыдущего усилителя с входом SDI следующего и последовательно сформировать словосостояния, соответствующие требуемым параметрам усилителей. Упрощенная структурная схема LMP8100 при включенном режиме проверки нуля в типовой схеме включения ИМС в качестве неинвертирующего усилителя с биполярным питанием приведена на рис. 6.

Рис. 6. Упрощенная структурная схема усилителя LMP8100 при включенном режиме проверки нуля в типовой схеме включения в качестве неинвертирующего усилителя с биполярным питанием

Для регулировки усиления от 1 до 16 с шагом 1 используется 4 бита управляющего слова, еще 2 бита необходимы для включения режимов проверки нуля (неинвертирующий вход усилителя соединяется с инвертирующим GRT) и перевода усилителя в «спящий» режим с токопотреблением 20 мкА, последние два бита определяют один из четырех уровней частотной коррекции, которые следует устанавливать в зависимости от коэффициента усиления и полосы усиливаемых частот.

Усилитель LMP8100 очень удобен для применения в различных системах сбора данных, испытательном оборудовании, измерительных приборах и т. п. Выпускается в двух разновидностях: обычный LMP8100 и улучшенный LMP8100A с точностью установки коэффициента усиления 0,075% и 0,03% соответственно.

Для сокращения затрат времени на выбор и тестирование операционных усилителей National Semiconductor и Texas Instruments предлагают ряд программных средств, существенно облегчающих поиск нужного компонента среди массы различных изделий, каждое из которых обладает множеством разнообразных электрических характеристик. Большинство операционных усилителей National Semiconductor поддерживаются онлайновой технологией проектирования электронных устройств Amplifiers Made Simple, которая является частью программной оболочки WEBENCH, размещенной на сайте фирмы, и позволяет выбрать оптимальный тип операционного усилителя, соответствующий требованиям пользователя, а также промоделировать его работу в различных схемах. На сайте Texas Instruments имеется свободная для скачивания программа OpAmpPro™ Amplifier Design Software Tool, предназначенная для выбора оптимального операционного усилителя, а также расчета и моделирования схем типовых устройств.

Широкая номенклатура интегральных операционных усилителей National Semiconductors и Texas Instruments и возможность программного и онлайнового выбора делают их весьма привлекательными для широкого круга разработчиков РЭА. Более подробную техническую информацию можно найти на сайтах фирм http://www.national.com и http://www.ti.com.

Литература

Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых устройств. М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005.
Штрапенин Г. Л. Современные операционные усилители фирмы National Semiconductor // Компоненты и технологии. 2005. № 7.
Штрапенин Г. Л. Современные операционные усилители и компараторы фирмы National Semiconductor-II // Компоненты и технологии. 2006. № 7.
Штрапенин Г. Л. Интегральные импульсные стабилизаторы напряжения фирмы National Semiconductor // Компоненты и технологии. 2005. № 1.

Операционный усилитель Burson Audio HD Opamp

Интегральные схемы – не лучшее решение для аудио техники

В среде аудиофилов бытует распространенное заблуждение, что усилители построенные на интегральных микросхемах – точно такие же, а зачастую даже лучше, чем усилители на дискретных элементах. Ничто не может быть дальше от истины, чем это утверждение!

Интегральные операционные усилители имеют ряд ограничений, обусловленных технологическими процессами при их изготовлении, и являются весьма посредственной альтернативой качественным усилителям с дискретной конструкцией.

В случае с интегральными микросхемами весь операционный усилитель сконструирован на одном единственном кусочке кремния, который имеет размеры меньше чем рисовое зернышко. Маленькие размеры и невозможность организации хорошего теплоотвода делают невозможным применение качественных аудио транзисторов, таких как A970 или K170, которые используются в дискретной конструкции Burson Audio.

Во время производства дискретных транзисторов к каждому кусочку кремния применяется процесс технологической оптимизации, соответствующий его предназначению (NPN или PNP). Этот оптимизационный процесс крайне важен для качественной работы готовой детали. Кроме того при сборке усилителя на дискретных элементах производится диагностика транзисторов по вольт-амперным характеристикам, коэффициенту усиления, подбор комплиментарных пар и т.п.

В случае с интегральными микросхемами данный оптимизационный процесс невозможен, поскольку в них все транзисторы собраны, по сути, на одном и том же кусочке кремния. Это – один из основных недостатков интегральных микросхем в сравнении со схемами на дискретных элементах.

Все активные и пассивные электронные компоненты интегральной микросхемы сформированы на едином маленьком кусочке кремния, при помощи химических и технологических процессов. Такой производственный процесс не может обеспечить по-настоящему высокого качества, которое можно найти в пленочных резисторах с допуском всего лишь в 1 % или в сверхстабильных конденсаторах из серебряной фольги. В интегральных микросхемах все электронные компоненты подключены друг к другу изначально (т.к. интегрированы в одной детали), а следовательно не могут индивидуально тестироваться и настраиваться.

В интегральных микросхемах проводящий слой, соединяющий все ее элементы, образуется путем осаждения паров алюминия и имеет толщину меньше, чем водяная пленка на запотевшем стекле. Этот проводник является самым настоящим «убийцей тишины», и это крайне негативно сказывается на передаче музыкальной текстуры.

Слишком близкое расположение электронных компонентов в интегральной микросхеме так же представляет настоящую проблему для аудио сигналов, поскольку мелкие музыкальные детали, которые так хотят услышать ценители качественного звука, полностью теряются из-за электромагнитного шума.

В конце концов, потребитель получает усилитель, который, по сути, собран из множества второсортных деталей, соединенных между собой тоненьким слоем алюминиевой фольги.

Таким образом, усилитель на интегральных микросхемах – это весьма посредственное решение, которое используется в аудио технике только для того, чтобы снизить стоимость производства, и которое мы в Burson Audio ненавидим всей душой!

Открытие, которое приводит нс в ярость

Роль операционных усилителей в выходном каскаде так же важна, как линза кинопроектора. Вне зависимости от того, насколько хороши заявленные технические характеристики аудио устройства, посредственный операционный усилитель очень серьезно испортит качество работы аппарата, внося искажения в каждый децибел формируемой звуковой картины.

Очень многие из наших собратьев по аудиофильскому сообществу рано или поздно приходят к мысли о необходимости проведения апгрейда микросхемы операционного усилителя, установленного в их оборудовании. После посещения многочисленных форумов и изучения прайс-листов производителей они чаще всего приходят к ошеломляющим выводам. Оказывается, скромная пара интегральных операционных усилителей, установленная в их аппаратах, стоит меньше, чем банка кока-колы. Их замена на другую пару более качественных интегральных операционных усилителей и стоимостью чуть меньше гамбургера из МакДональдс, существенно улучшает общее качество воспроизведения их аппаратов, за которые зачастую отдана не одна тысяча долларов!

В этот момент нашим друзьям аудиофилам приходит на ум один единственный вопрос:

Неужели производители, чьи бренды заслужили всемирную известность, и на которых работают лучшие в мире (во всяком случае, по их собственному утверждению) ученые и инженеры, не знают о том, что простая замена операционного усилителя способна качественно улучшить работу их продуктов? Почему бы им самим не использовать «тот» операционный усилитель, который при этом увеличил бы производственную стоимость не более чем на 1 %?

Попытки ответить на эти вопросы приводят нас к обескураживающим выводам. Конечно, все производители аудио техники прекрасно знают об этом, но их основной и единственной целью является получение прибыли. Устанавливая на свою аппаратуру такие цены, чтобы получать колоссальную маржу, производители, движимые исключительно чувством жадности, никогда не стесняются еще больше снизить стоимость производства, пусть даже и ценой качества воспроизведения музыки! Так что, даже заплатив действительно высокую цену за то, что по идее должно было быть приличным аудио устройством, наш увлеченный аудио энтузиаст все равно вынужден идти на риск и брать в руки паяльник для того, чтобы произвести апгрейд и получить звучание, хоть сколько-нибудь устраивающее его своим качеством.

Наверное, мы действительно живем в мире, которым правят деньги, но когда наши ожидания от аудио систем высшей ценовой категории не оправдываются, поскольку их производители принесли качество звучания в жертву прибыли, мы приходим в ярость!

А теперь вся правда!

К сожалению, все вышесказанное, это еще не вся правда об интегральных микросхемах. Вся правда заключается в том, что операционные усилители на интегральных микросхемах применяются в аудио устройствах по одной единственной причине. Их применяют для того, чтобы снизить стоимость производства за счет качества воспроизведения музыки!

Интегральные микросхемы стоят дешево, и применение операционных усилителей на микросхемах в печатных платах существенно упрощает конструкцию аппарата в целом, сборку и контроль качества. Между тем, операционные усилители на интегральных схемах имеют бесчисленное количество ошибок и недостатков, что абсолютно неприемлемо для применения в качественной аудио технике. Ниже мы приведем лишь несколько из этих них:

Операционные усилители на интегральных схемах разрабатываются без фокуса на применение в аудио устройствах
Операционные усилители на интегральных схемах имеют крайне нестабильное качество
Операционные усилители на интегральных схемах имеют плохие электрические соединения и портят музыкальный сигнал на всех этапах
Операционные усилители на интегральных схемах очень сильно подвержены влиянию электромагнитного излучения

Дискретные модульные операционные усилители Burson HD Audio Opamp

Мы в Burson Audio давно знаем про посредственное качество операционных усилителей на микросхемах.

Мы любим музыку всей душой, наша философия заключается в том, чтобы улучшать качество звучания везде, где это только возможно. Мы знаем, что единственной возможностью решить проблему операционных усилителей на интегральных схемах является замена их на качественную схему, построенную на дискретных элементах.

Производство Burson Audio HD Opamp

Команда разработчиков Burson Audio развивает проект Burson HD Audio Opamp на протяжении нескольких лет. В течение всего этого времени, начиная с самой первой версии, мы вносим в конструкцию Burson HD Audio Opamp изменения и усовершенствования, которые являются этапами нашего сложного пути к совершенству.

В основе конструкции Burson HD Audio Opamp лежит принципиальная схема дифференциального усилителя напряжения. Для его изготовления применяются транзисторы и резисторы аудиофильского качества. Такая конструкция гарантирует минимальную звуковую окраску и великолепную динамику, но в то же время очень сильно усложняет производство: если компоненты не очень хорошо согласованы друг с другом звучание аппарата будет разбалансированным.

Мы используем только резисторы с допуском в 1%. Перед тем, как припаять их к печатной плате, мы пропускаем их через специальное «прогревочное» устройство. После 50 часов прогрева каждый резистор повторно тестируется на соответствие заданным характеристикам и лишь затем попадает на линию сборки. В результате такого процесса проверки качества мы отсеиваем еще 10% деталей. Отметим, что этот серьезный и очень дорогой процесс ПРОГРЕВА и СОГЛАСОВАНИЯ обеспечивает абсолютную стабильность электрического контура. Он гарантирует великолепный звуковой баланс по всему частотному диапазону. Кроме того, он обеспечивает стабильную и реалистичную пространственную звуковую картину за счет правильного баланса между акустическими системами.

При монтаже плат мы используем припой самого высокого качества, не содержащий свинца, температура пайки строго контролируется. Это позволяет избежать чрезмерного перегрева чувствительных электронных компонентов. Кроме того, мы не используем паяльных ванн, которые применяются на крупномасштабных производственных предприятиях, и таким образом снижаем вероятность коротких замыканий при пайке до минимума.

Производители, которые фокусируются на получении прибыли, никогда не будут применять подобный подход из-за существенного роста стоимости производства. Между тем, Burson Audio отдает себе отчет в том, что только при такой высокой степени контроля качества можно производить модульные операционные усилители, достойные нести на себе логотип фирмы. Только такой уровень контроля качества позволяет нам производить, без преувеличения, лучшие операционные усилители на рынке.

Качество звучания

Для разработчиков, входящих в команду Burson Audio, воспроизведение музыки на аппаратуре, использующей операционные усилители на интегральных микросхемах, является таким же нелепым занятием, как прослушивание симфонического оркестра через замочную скважину или просмотр картины Мона Лиза, воспроизведенной на почтовой марке.

Модульный дискретный операционный усилитель Burson Audio HD превосходит усилители, выполненные на микросхемах, в плане разрешения, детальности и передачи музыкальной текстуры. При этом он позволяет воспроизводить очень глубокий, насыщенный и в то же время отлично контролируемый бас. Контрабас становится очень четко очерченным и прекрасно локализуется в 3-мерном звуковом пространстве. Воспроизведение классической музыки становится гораздо более реалистичным, ведь, например, секция струнных инструментов передается как группа индивидуальных музыкантов, а не просто как абстрактная группа. В целом, операционный усилитель Burson Audio, построенный на дискретных элементах, является очень музыкальным. Он абсолютно не утомляет слух даже при длительном прослушивании, и это очень важно, поскольку его звучание настолько увлекает, что при воспроизведении любимых композиций можно легко потерять счет времени.

ЦАП SU4, подбираем ОУ — hifi-audio.ru

Обзор бюджетного китайского ЦАП SU4 на флагманском чипе AK4490EQ вы могли прочитать на сайте ранее, если этого еще не сделали, то перейдите по сылке ЦАП SU4 (AK4490 + PCM2706) — довольно интересные продукт с технологией вельвет саунд (бархатное звучание).

О всех плюсах и минусах было рассказано в обзоре, но в первую очередь интересно исследование такого вопроса, можно ли еще поднять класс звучания устройства.

На первый взгляд для этого есть два пути, не исключающие один от другого, а наоборот использование обоих могло бы принести пользу. Первый — это заменить внешнее питание «аля зарядка от телефона» на линейный блок питания. Если этот термин вам непонятен, то линейным БП называются классические блоки питания на основе трансформатора (+ выпрямитель + конденсаторный фильтр + возможно стабилизатор), не суть торообразного или Ш-типа. Вобщем это не импульсник.

Второй путь — замена операционного усилителя, который в SU4 один единственный на другой, более высокачественный.

Вот здесь как раз вопрос оказывается не таким простым, ибо если ориентируясь на технические параметры ОУ (операционного усилителя) кажется, что выбрать просто, то реальность несколько иная — хорошо это или плохо дает понять только прослушивание.

Я пошел по пути замены ОУ в ЦАП SU4. Сама замена не представляется сложной, операционник установлен в кроватку.

Я использовал плоскую отвертку у которой загнул носик. Подсунув носик под ОУ достаточно лишь использовать отвертку, как рычаг и ОУ в ваших руках ощетинившийся хрупкими ножками.

В SU4 стоит операционный усилитель OP275. В сети я читал о нем не самые прекрасные отзывы, но посмотрите на его характеристики из даташит — они замечательные.

Этот ОУ скомбинирован из биполярных и мосфет-транзисторов, имеет ультранизкие искажения 0.0006% (шесть десятитысячных!) и довольно высокую скорость 22 V/ms, полоса пропускания 9 Мгц. Предназначение — активные фильтры, высокопроизводительное аудио и тд — в общем наш случай.

У меня под замену на пробу были несколько вариантов — это AD8066, OP2604 и AD823. Но реализовал проверку я только на первых двух.

Большие надежды возлагались на AD8066. По отзывам и даташит — это прекрасный ОУ, который используется и в профессиональных аппаратах или ЦАП (например в российском Digilab DAC-202).

Смотрим даташит:

Сразу видно, что это очень быстрый ОУ — 180 вольт в микросекунду + полоса 145 Мгц. Так же LPF фильтр — одно из его назначений, так что нам подходит.

Посмотрим, как описывают звучание цап Digilab DAC-202 на ОУ AD8066:

Буфер с использованием ОУ AD8066 — светлое, немного жестковатое звучание с быстрыми атаками, стерео образ — широкий.

К сожалению простым перетыканием в случае с SU4 не обойтись, мой ОУ был в корпусе SOIC-8, а не требуемый DIP-8.

SOIC

DIP

Сами ОУ выглядели так — стоковый OP275:

А вот это SOIC-8 AD8066:

Поэтому пришлось использовать/паять переходничок.

Формально ничего сложного если не считать, что микросхема очень маленькая и без увеличения вообще что-то увидеть не просто. Я использовал такую вещь:

В комплекте шли разной степени увеличения стекла + подсветка. Паял паяльником на паяльной станции Lukey 702.

Технология такая — центрируете ОУ на переходнике оносительно ножек и теперь нужно прияпаять только крайнюю ножку — это сделать не сложно. После того, как ее припаяли вы увидите, что все скорее всего съехало, но это неважно, теперь припаянную одной ногой микросхему снова выровняйте и припаяйте крайнюю ногу с другой стороны. Теперь пропаять оставшиеся ноги будет легко.

ОУ OP2604 была уже в формате DIP-8 — просто воткнуть (при выключенном ЦАП!) и слушать.

ПРОСЛУШИВАНИЕ

Я включил ЦАП со стоковым ОУ OP275. Звучание ЦАП немого приглушенное по прозрачности, звуки имеют тело, послезвучия.

Я установил в ЦАП ОУ OP2604. Первая проба оказалась не самой успешной, ЦАП захрипел, как оказалось моя OP2604 оказалась бракованной. Я заменил ее на другой экземпляр и ЦАП запел как надо. Звучание стало попроще, поскучнее, примитивнее. Я, честно, подумал, что какая же мура этот OP2604, а его еще ставили в XiangSheng DA-03a, где все вытягивали лишь LM4562 и в итоге тот ЦАП звучал отлично. Но сейчас XiangSheng DA-03a к сожалению комплектуют лишь дешевыми OP2604 + OP213x и я предполагаю, что стало все несколько печально.

Далее в ЦАП SU4 установил AD8066 на переходнике. На него я возлагал главные надежды. Выросла громкость примерно в 1,5 раза, что же касается звучание повысилась детальность, но сам звук стал грубоватый и потерял натуральность. Исчезли естественные послезвучия гитары, превратившись в набор звуков. Я послушал некоторое время на AD8066 и понял, что такое я слушать не готов, после чего вернул стоковый в SU4 ОУ OP275. Как же я удивился насколько же он хорошо подходит этому ЦАП, вернулись красивые послезвучия, натуральность. Конечно это далеко не звук, как у сабревских цапов, но здесь и стоит Asahi Kasei AK4490 и цена во много раз ниже.

Оказалось, что стоковый OP275 не просто воткнут в SU4, а был подобран по звучанию разработчиком, как самый оптимальный во всех отношениях — цена/звучание.

Мой опыт показал, что результативность моего эксперимента оказалась нулевой, но в вашем случае, с другими ОУ или другими ЦАПами вы можете получить новый звук на давно знакомом компоненте.

Апгрейд операционных усилителей – audioGO

Апгрейд ОУ в ЗК: зачем и на что?

Качество воспроизведения звука… сколько копий уже сломано, и сколько ещё сломят – страшно представить. Благодаря повсеместному использованию персональных компьютеров качественный звук стал значительно доступнее, чем, скажем, лет 10 назад. А прогресс мультимедийной акустики можно наблюдать невооруженным ухом, звуковые карты семимильными шагами догнали недорогую бытовую технику. Причем по заявленным характеристикам (используемым цифроаналоговым преобразователям, далее – ЦАП) более-менее дорогие звуковые карты даже превосходят многие проигрыватели компакт-дисков, только вот на поверку это превосходство зачастую не подтверждается. В чем причина?

Существует распространённое заблуждение, что в компьютере очень неблагоприятный электрический фон, который и не позволяет ему хорошо звучать. Измерения профессиональных карт это опровергают – при наличии качественного блока питания и нормальной материнской платы спектры сигналов идеально чистые.

Гораздо более грамотным объяснением является используемая элементная база. Компьютерные инженеры слабо подкованы в аудиотехнике, поэтому зачастую используют типовые схемы включения и самые доступные компоненты. Тогда как адепты от электроники щепетильно высчитывают режимы работы каждого каскада и их согласованность между собой, используя ровно такое количество и качество компонентов, которое не повредит общим характеристикам изделия.

Значит ли это, что звуковую карту нельзя улучшить без полной переделки? Отнюдь! Получить ощутимое улучшение качества можно и с минимальными затратами. В этой статье я хочу конгламерировать опыт множества людей, подкрепив его теоретическими изысканиями.

Тракт воспроизведения в современных звуковых картах построен следующим образом: PCM-кодированный звуковой поток (например с Audio CD) поступает на ЦАП, где преобразовывается цифровым фильтром в меньшую разрядность, но значительно большую частоту (до 33 МГц), затем фильтруется цифровыми алгоритмами для отсечения составляющих выше половины частоты дискретизации исходных данных (как того требует теорема Котельникова), после чего преобразовывается в аналоговый сигнал дельта-сигма конвертерами. Для чего все эти сложности – тема отдельная, однако на выходе ЦАП мы получаем некий аналоговый сигнал со спектром, на порядки шире звукового диапазона. Ультразвуковые составляющие затем отфильтровываются аналоговым усилителем на операционных усилителях, которые не должны ухудшать паспортные характеристики ЦАП. А вот тут-то есть загвоздки. Операционные усилители в массовых звуковых картах не удовлетворяют даже элементарным требованиям в данной области применения!

Простейший пример: для полноценной работы фильтра низких частот после ЦАП, полоса усиления ОУ должна превышать частоту среза хотя бы в 100 раз. Аналоговый фильтр, чтобы не вносить дополнительных искажений АЧХ и ФЧХ в звуковой диапазон, обычно ограничивается вторым порядком и настраивается на частоту не менее 50 кГц. Если же он, по совместительству, является и усилителем напряжения до стандартной в аудиотехнике величины 2 В, то требования к полосе усиления необходимо увеличить ещё минимум в два раза. Итого получаем цифру 10 Мгц как минимально-допустимую. Тогда как у большинства из встречающихся на звуковых платах ОУ полоса усиления даже в идеальных условиях меньше.

Исключением здесь выглядит NJM4580, который используется на таких известных звуковых картах, как Terrateс Aureon Sky/Space, Audiotrak Prodigy 7.1, M-Audio Revolution 5.1, ESI Juli@ и Maya 44. Только вот у этого операционного усилителя далеко не идеальные характеристики по искажениям…

Как я уже упоминал, искажения ОУ при заданном коэффициенте усиления (обычно 1 или 2), должны быть ниже, чем искажения ЦАП. Причём заметно ниже в звуковом диапазоне, и очень желательно, не принципиально выше в сверхзвуковом, в связи со спецификой дельта-сигма преобразователей. Наведённый ими ультразвуковой шум, умноженный и обогащенный искажениями усилителя, обязательно увеличит интермодуляционные искажения в звуковой области. Кроме того, специфика музыкального сигнала требует, чтобы уровень искажений мало зависел от амплитуды сигнала, а возможность подключения наушников непосредственно к звуковой карте требует ещё и слабой зависимости искажений от сопротивления нагрузки. Тут ещё следует делать поправку на максимальное усиление ОУ: чем оно выше, тем глубже получается обратная связь и тем меньше уровень искажений в стационарных условиях, в которых обычно проводятся измерения. Однако лучше будет звучать тот усилитель, который обеспечивает заданный уровень искажений при меньшей глубине обратной связи, т.е. имеющий меньший коэффициенте усиления.

Удовлетворить всем этим требования способен редкий ОУ. Давайте рассмотрим кандидатов, проходящих по первому критерию – полосе усиления. Первым по алфавиту идёт Analog Devices. Воспользуемся очень удобным параметрическим поиском по следующим параметрам:
Vcc-Vee 24 Вольта. В звуковых картах ОУ чаще всего питаются прямиком от блока питания.
Amplifiers Per Package 2. Нам нужно заменить штатные без переделки платы.
V or I Feedback Voltage, по той же причине.
Отсортируем список по Small Signal Bandwidth. Этот параметр не всегда равен частоте единичного усиления, но за неимением в поиске другого…

Парад открывает малоизвестный в аудиофильских кругах AD8019.
До 92 дБ и 80 МГц усиления.
Уровень гармоник ниже -85 дБ даже при нагрузке 10 Ом и коэффициенте усиления 10, причем очень слабо зависят от амплитуды напряжения и тока, а также частоты.
Очень ровная фаза в широком диапазоне частот.
Учитывая его малошумность, выглядит очень заманчивым вариантом, с двумя оговорками: очень слабое подавления пульсаций питания и только SOIC исполнение.

Вторым по списку следует как раз хорошо известный и получающий самые лестные отзывы AD8066.
До 114 дБ и до 65 МГц усиления.
Очень удобно, что искажения приведены и для двукратного усиления: уровень гармоник значительно ниже -95 дБ при нагрузке более 150 Ом.
Амплитуда тока на выходе до 30 мА, что может быть не достаточно для части низкоомных наушников. Хорошее подавление пульсаций.
Универсальный и очень качественный по звуку операционный усилитель. Для звуковых карт это один из главных кандидатов в любом включении.
Доступен как в SOIC, так и в MSOP корпусе.

AD8022
Усиление до 72 дБ и до 100 МГц!
При КУ=1 на нагрузке 500 Ом уровень гармоник не превышает -110 дБ!
Сверхмалошумящий, плюс имеет вдвое большую нагрузочную способность, чем AD8066 и по всем признакам, должен звучать как минимум не хуже его. Единственное “но” – посредственное подавление пульсаций напряжения.
Доступен как в SOIC, так и в MSOP корпусе.

AD828
Компенсирован для КУ=2 (-1) и более!
Усиление до 80 дБ и до 100 МГц!
Способен обеспечить 2 В амплитуды даже на нагрузке 10 Ом! Без искажений выдаёт в нагрузку до 50 мА тока.
Уровень гармоник при КУ=2 плавно стремится к -100 дБ, что также можно считать великолепным результатом.
Малошумен и обладает хорошим подавлением пульсаций.
Обилие восклицательных знаков должно к чему-то обязывать. И правда, по отзывам, ОУ звучит замечательно, но далеко не во всех схемах стабилен, поэтому может быть разумным не уповать на везение и присмотреться к другим ОУ.
Доступен в SOIC и DIP корпусах.

AD8034
Усиление до 96 дБ и до 40 МГц.
На нагрузке 1 кОм уровень гармоник находится ниже -100 дБ, однако уже на 500 Ом подскакивает до -85. Причем третья гармоника по уровне заметно больше второй, что не есть хорошо.
Остальные параметры весьма приличные, архитектурно чип является родственником AD8066 и, скорее всего, характер звука будет схожий.
Доступен в SOIC корпусе.

AD8397
Усиление до 96 дБ и до 35 МГц.
Уровень гармоник при КУ=2 и нагрузке 25 Ом ниже -100 дБ! Зависимость искажений от частоты и амплитуды сигнала очень слабая.
В придачу ко всему, усилитель сверхмалошумящий.
Но без ложки дёгтя, как всегда, не обошлось – подавление питания оставляет желать лучшего.
Доступен в SOIC корпусе с металлическим “брюшком” для улучшения теплоотвода.

AD826
Усиление до 77 дБ и до 50 МГц.
Фактически является скомпенсированным для единичного усиления AD828, со всеми его достоинствами, но значительно более стабильный! Небольшая потеря в уровне подавления пульсаций питания компенсируется способностью легко выносить ёмкостную нагрузку.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

AD827 фактически является клоном предыдущего, с ослабленным выходным каскадом и в другом корпусе. При этом стоит в полтора раза больше 🙂

Широкоизвестный в узких кругах AD8620 на фоне уже рассмотренных моделей блещет не особо: огромный коэффициент усиления (более 105 дБ) при полосе до 25 МГц, искажения менее 0.001%, но резко растут с уменьшением сопротивления нагрузки. Его звучанием многие довольны, только вот для наушников обязательно будет нужен дополнительный усилитель тока (буфер).
Неприлично высокая цена объясняется его превосходными характеристиками по постоянному току (что для звука совершенно не актуально) и их температурным постоянством, а также потрясающе низкой чувствительностью к ёмкостной нагрузке, отличным подавлением пульсаций и непревзойдённой стабильностью в любых включениях.
Доступен только в SOIC корпусе.

Новинка! AD8599
Сверхмалошумящий с усилением до 10 МГц и 116 дБ. Искажения менее 0.0005% на нагрузке 2 кОм, но возрастают до 0.002% при 600 Ом. Зато очень либерально относится к ёмкостной нагрузке, имеет отличное подавление питания и выходной ток до 50 мА.
Доступен только в SOIC корпусе.

AD823
Усиление до 95 дБ и до 9 МГц.
Искажения ниже -100 дБ, но при выходных токах более 20 мА лавинообразно растут. Соответственно, на нагрузке 32 Ома отдаваемая без искажений мощность составит всего 6 мВт, что явно не достаточно для комфортного прослушивания.
По всем остальным параметрам, кроме подавления пульсаций питания, ОУ очень хорош, его звук хвалят за мягкость.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

AD746
Компенсирован для КУ=2 (-1) и более!
Имеет большой коэффициент усиления (до 118 дБ), но полоса усиления лишь 10 Мгц, т.е. в наши требования он уже вписывается со скрипом.
Искажения в звуковом диапазоне не превышают -110 дБ, ОУ обладает неплохим подавлением пульсаций, работоспособен при низкоомной нагрузке (при токах менее 20 мА), однако сам производитель почему-то рекомендует его максимум для 14-битных ЦАПов. Скорее всего это относится к стадии I/U преобразования, которое в большинстве звуковых карт уже встроено в ЦАП, посему данный ОУ как минимум достоин рассмотрения.
Характер вносимых искажений близок к пресловутому звучанию Burr-Brown.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

AD712
Компенсированная для единичного усиления версия предыдущего усилителя.

AD8676
Усиление до 72 дБ, полоса до 10 МГц.
Сверхмалошумящий, имеет отличное подавление пульсаций, но очень слабый выход (до +-20 мА тока). Данных об искажениях не приводится.
Доступен как в SOIC, так и в MSOP корпусе.

AD8672
Выглядит “ускоренной” версией предыдущего. Огромаднейший коэффициент усиления (135 дБ), полоса усиления до 10 МГц. Искажения крайне низки, но выходной каскад не справляется с большой амплитудой сигнала при низкоомной нагрузке.
Доступен как в SOIC, так и в MSOP корпусе.

OP275
Весьма популярный в аудиофильских кругах продукт. Усиление до 104 дБ, полоса до 9 МГц, хорошее подавление пульсаций, искажения ниже 0.001% в широком диапазоне выходных напряжений при сопротивлении нагрузки выше 100 Ом. Однако с ним есть сложность: при неинвертирующем включении необходимо подбирать сопротивление резисторов обратной связи пропорционально выходному сопротивлению предыдущего каскада (в нашем случае ЦАП, а для них выходное сопротивление не афишируется), чтобы избежать значительного роста искажений на частотах выше 1 кГц. Проблема неактуально, если ОУ применяется в инвертирующем включении или как дифференциальный сумматор.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

OP285
Копия предыдущего, что-то вроде отборных зёрен (селекция по напряжению смещения), за счет чего и стОит гораздо дороже. Доступен только в SOIC корпусе.

AD8512
Усиление до 100 дБ, полоса до 8 МГц.
Хороший выходной ток (до 70 мА), отличное подавление пульсаций, малошумящий, искажения на высокоомной нагрузке ниже 0.0001%. Однако насколько они увеличатся при подключении наушников – не известно. По отзывам, звучит немного грубее AD823, с меньшей натуральностью высоких частот, но лучшей проработкой баса.
Доступен как в SOIC, так и в MSOP корпусе.

Необходимо заметить, что производитель предлагает всем желающим ознакомиться со своей продукцией бесплатно, осуществляя рассылку ограниченного количества (по две штуки не более трёх наименований) микросхем средствами TNT International. Доставка в Москву занимает около месяца.

Ещё один известнейший производитель продукции с музыкальным уклоном – National Semiconductor. Компания также предлагает бесплатные образцы продукции для ознакомления, но берёт деньги за доставку (около 20 долларов).

LM4562
Усиление до 140 дБ, полоса до 30 МГц.
Сверхмалошумящий, с невероятно низким заявленным уровнем искажений. Нагрузку в 600 Ом переносит без увеличения искажений, выходной ток до 20 мА, отличное подавление пульсаций. По отзывам, звучит фантастически, без малейших признаков окрашивания. Звук стерилен до такой степени, что некоторые предпочитают другие ОУ. Однако независимые тесты показали, что ему свойственна проблема, описанная выше для OP275. Впрочем, если ОУ используется в качестве сумматора после ЦАП с дифференциальными выходами, звучание получается ощутимо лучше, чем с OPA2132/4.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

Практически идентичными параметрами обладают LME49720 и LME49860. Последний отличается способностью работать при напряжении питания 44 В, в отличие от 34 В у двух предыдущих.

LM6172

Усиление до 86 дБ, полоса до 100 МГц!
Малошумящий, искажения ниже -100 дБ на нагрузке 100 Ом, до 50 мА выходного тока. Мечта аудиофила, если бы не склонность к самовозбуждению – усилитель далеко не всегда стабилен. Однако когда разводка платы подходящая, его звуком довольны все.
Доступен в DIP и SOIC исполнениях.

LM6152

Ничем не примечательный ОУ, не обращайте внимания.

LM7372

Усиление до 85 дБ, полоса до 120 МГц!
Выходной ток до 150 мА, уровень гармоник в 100 дБ, вроде всем хорош… но при сопростивлении нагрузки ниже 150 Ом искажения начинают резко расти, преодолевая в итоге планку -80 дБ.
Компенсирован для КУ=2 (-1) и более!
Доступен в SOIC корпусе.

LM833

Усиление до 115 дБ и до 10 МГц.
Малошумящий, хорошее подавление пульсаций, но слабый выходной каскад. Искажения превышают 0.001% уже при нагрузке 1 кОм.
Очень старый ОУ. Отзывы о звучании противоречивы.

Linear Technology не столь известна, как Analog Devices или National Semiconductor, но выпускает продукцию не менее интересную с точки зрения звука и, что немаловажно, также предлагает бесплатные образцы продукции для ознакомления.

Воспользуемся параметрическим поиском по следующим критериям:
Channels = 2
GBW >= 10
Type != CFA
Vs Max > 12
Av Min Stable = 1

В получившемся списке оказались несколько позиций, несовместимых по цоколёвке или назначению, их я пропущу.

LT1208 DIP, SOIC

Усиление 77 дБ до 8 кГц, полоса 45 Мгц, нарастание до 400 В/мкс, хорошее подавление и выходной ток, стабилен с ёмкостной нагрузкой, но overshoot более 20%. Искажения менее -0.002% в звуковом диапазоне, далее резкий рост.

LT1211 SOIC

LT1213 SOIC

LT1215 SOIC

Семейство из трёх ОУ с низкими входными токами и разным быстродействием (от 14 МГц и 7 В/мкс до 23 МГц и 50 В/мкс).
Усиление до 130 дБ, отличное подавление, искажения 0,0007% до 4 кГц, далее рост как у LT1208.
Рекомендуются производителем для I/U. LT1213 отличается повышенным overshoot, а LT1215 повышенными смещениями.

LT1352 DIP, SOIC

Искажения больше 0.002%

LT1355 DIP, SOIC

LT1358 DIP, SOIC

LT1361 DIP, SOIC

LT1364 DIP, SOIC

Семейство из четырёх ОУ с малым (LT1355 и LT1358) и очень малым (LT1361 и LT1364) временем установки, различающихся быстродействием (от 12 МГц и 400 В/мкс до 70 МГц и 1000 В/мкс).
Неплохое подавление, повышенная стабильность при ёмкостной нагрузке, искажения в неинвертирущем включении порядка 0,0007% до 2 кГц.
Звучание LT1364 хвалят.

LT1469 DIP, SOIC

Экстремально низкий уровень искажений на высокоомной нагрузке и отличное подавление, усиление более 110 дБ, полоса до 45 МГц, нарастание до 22 В/мкс.
Малый выходной ток и небольшая индифферентность к ёмкостной нагрузке. Превосходный вариант для I/U.

LT1498 DIP, SOIC

LT1630 DIP, SOIC

LT1632 DIP, SOIC

LT1678 SOIC

Малошумящий, с огромным усилением, отличным подавлением, малым overshoot. Но искажения резко растут уже с 1 кГц.

Среди операционных усилителей с низкими входными токами обнаруживаются несколько потенциально интересных микросхемы.

LT1057 DIP, SOIC
SR=14 В/мкс, GBW=5 МГц, Av=110 дБ, нулевой overshoot, неплохое подавление

LT1457 DIP, SOIC
практически по всем параметрам повторяет предыдущий, но SR=4 и GBW=1.7

LT1169 DIP, SOIC
SR=4.2, GBW=5.3, Av=133, THD<0.0004% на частотах ниже 1 кГц и плавный рост. малошумящий, неплохое подавление, минимальный overshoot, растущий только при ёмкости нагрузки больше 100 пФ, входная ёмкость менее 2 пФ

LT1113 DIP, SOIC
практически по всем параметрам повторяет предыдущий, но SR=3.9, GBW=5.6 и Cin>14 пФ

В ассортименте Texas Instruments также очень много интересной продукции, они тоже рассылают бесплатные образцы, причем в количестве от 5 до 10 штук 8 разных позиций, а доставка через FedEx занимает менее недели. В пятницу заказал – в понедельник получил 🙂

THS4012 MSOP, SOIC

THS4032 MSOP, SOIC

THS4042 MSOP, SOIC

THS4052 MSOP, SOIC

THS4062 MSOP, SOIC

THS4082 MSOP, SOIC

THS6042 MSOP, SOIC

THS6062 MSOP, SOIC

THS6072 MSOP, SOIC

OPA2211 MSOP, SOIC

OPA2132 DIP, SOIC

OPA2134 DIP, SOIC

Будьте внимательны при выборе микросхемы, предварительно удостоверьтесь, какой тип корпуса подходит к вашей карте.
Операционные усилители от NJR, устанавливаемые на подавляющее большинство звуковых карт, встречаются в следующем исполнении:
SSOP8 длина корпуса 4.4 мм, ширина 3.5 мм, шаг выводов 0.65 мм, длина выводов 1 мм
DMP8 длина корпуса 5 мм, ширина 5 мм, шаг выводов 1.27 мм, длина выводов менее 1 мм
EMP8 длина корпуса 4 мм, ширина 5 мм, шаг выводов 1.27 мм, длина выводов 1 мм
DIP очень крупный корпус, выводы загнуты вниз (вставляется в “кроватку” или впаивается в отверстия на плате)
Операционные усилители от Analog Devices имеют следующие габариты корпуса:
SOIC_N (R8) длина корпуса 4 мм, ширина 5 мм, шаг выводов 1.27 мм, длина выводов более 1 мм
MSOP (RM8) длина корпуса 3 мм, ширина 3 мм, шаг выводов 0.65 мм, длина выводов менее 1 мм

Статья дорабатывается по мере возможности. Замечания/предложения приветствуются в ветках по доработке звуковых карт на форумах Overclockers и iXBT:
http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=126233&sid=e3d390de8f35f94aee743f57c8696953
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=12:22570

Другие полезные материалы по теме:
http://www.sg-acoustics.ch/analogue_audio/ic_opamps/index.html
http://audioportal.su/forums/showthread.php?t=7276
http://musatoffcv.narod.ru/Docs/FiltersOpAmp.htm
http://musatoffcv.narod.ru/Docs/OA_For_WT192X.htm
http://musatoffcv.narod.ru/Docs/DescNoLinerOfOpAmp.htm

Оригинал статьи GReY 13.12.2006 14:57 на people.overclockers.ru

Операционный усилитель Shootout

Время летит! Прошло почти 4 года с тех пор, как я последний раз обновлял эту страницу на выбывание операционных усилителей. Сейчас 2017 год, а эта страница по-прежнему пользуется популярностью. Думаю, это означает только то, что люди считают эту страницу полезной. И я всегда рада поделиться информацией. Я обновил страницу, чтобы отразить последние события. Я всегда внимательно смотрю на новые операционные усилители, и новые дополнения были взяты прямо из моего ноутбука.

Обновление

(23 августа 2017 г.): у меня может быть новый фаворит.См. OPA1692: Идеальный операционный усилитель для звука с низким энергопотреблением?

Обновление

(17 сентября 2017 г.): И еще одно. См. ADA4084: Что может быть лучше этого?

Вопрос : Какой операционный усилитель хорош для звука? Ответ: зависит. Необходимо учитывать множество факторов, и нет единственно правильного ответа. Было время, когда меня вполне устраивал дешевый и простой TL072 для большинства задач. Если мне нужно что-то получше, то есть более дорогой (в то время) 5532. Примечательно, что спустя столько лет эти твари все еще вполне способны.Я провел небольшое исследование и наткнулся на эту серию статей: Операционные усилители в конструкции малосигнального звука (part1, part2, part3, part4) Дугласа Селфа (EE Times). Статья была написана в 2011 году, но в ней по-прежнему в основном рассказывается о TL072 и 5532, а также немного о нескольких более новых разработках, появившихся позже.

Хотелось бы, чтобы в статье было уделено больше места современным операционным усилителям. Существует поразительное изобилие операционных усилителей, от самых обычных до всевозможных узкоспециализированных конструкций.Итак, я продолжил рыскать по сети в поисках хороших «современных» кандидатов. Основные требования:

Низкий уровень шума
Низкий коэффициент гармоник + шум
Хороший отклик (скорость нарастания)
малой мощности

Это несколько противоречивые требования. Обычно операционные усилители малой мощности имеют мрачные характеристики шума и THD. Мне нужно найти правильный баланс. Итак, вот моя перестрелка с мини-операционными усилителями. В таблице ниже сравниваются основные характеристики звука, которые меня интересуют.Для теста у нас есть 5532 и TL072. С точки зрения производительности я считаю подходящим все, что на уровне или лучше, чем у 5532. Возможно, имеет смысл немного пожертвовать одним или двумя аспектами. Например, действительно ли нам нужен исчезающе низкий THD + N? Для шестигранного предусилителя звукоснимателя, возможно, и нет.

Требование к малой мощности есть в списке, но теперь это требование несколько смягчено. Он все еще в списке, потому что мы хотим быть как можно более универсальными. Однако, если другие подсистемы, такие как микроконтроллеры или процессоры DSP, потребляют намного больше энергии и в любом случае легко разряжают батареи AAA, имеет смысл рассмотреть кандидатов с более высокой мощностью с исключительными показателями шума.Они могут быть хорошим выбором для электроники с питанием от порта (например, USB) или конструкций с более мощными перезаряжаемыми (например, литий-ионными) батареями. Если подумать, это норма в наши дни и в эпоху смартфонов?

Тестовый образец 5532 (и его брат 5534) и TL072 выделены желтым цветом. Я также выделил 4558 желтым из-за его популярности. Наиболее впечатляет сверхмалошумящий высокоскоростной операционный усилитель LMH6629 с исчезающе низким уровнем искажений, заданным как HD2 / HD3 = −90 дБн / −94 дБн (где HD2 и HD3 – гармонические искажения 2-го и 3-го порядка соответственно) .Ему уступает LMH6624 с HD2 / HD3 = −60 дБн / −76 дБн и 0,92 нВ / √Гц при коэффициенте шума 1 кГц – все еще выдающимся. OPA1611 с коэффициентом нелинейных искажений 0,000015% и коэффициентом шума 1,1 нВ / вГц – по-прежнему выдающийся, но с более разумными требованиями к мощности, потребляющими 3,6 мА на усилитель.

То, что начиналось как запись в блоге, превратилось в довольно нескончаемый поиск подходящего операционного усилителя. С тех пор мои нынешние фавориты изменились, отчасти из-за изменения требований. Теперь есть больше вариантов, выделенных красным, синим, светло-зеленым и темно-зеленым, отсортированных от максимальной производительности и максимальной мощности до средней производительности и низкой мощности.Что касается предусилителей, то те, которые выделены синим цветом, являются моими любимыми в настоящее время с хорошим общим балансом. Сверхнизкий уровень шума необходим для предусилителей, имея в виду, что более поздние каскады (например, компрессоры, овердрайв и искажения) на пути прохождения сигнала будут усиливать любой шум, присутствующий в этом каскаде. Этот шум на последующих этапах превратится в раздражающее шипение, маскируя низкоуровневые детали звука. Такие детали в конечном итоге будут выброшены шлюзом.

Сейчас 2017 год, и есть несколько интересных дополнений, таких как OPA188 с широким диапазоном питания от 2 В до 18 В и очень низким потреблением тока 500 мкА.Я также добавил кучу очень хороших операционных усилителей из Японии. Ознакомьтесь с операционными усилителями серии NJ от JRC New Japan Radio Co., LTD. Я узнал об этих крутых операционных усилителях, изучая схемы Roland. Взгляните, например, на NJU77806 с коэффициентом шума 5,5 нВ / √Гц на частоте 1 кГц при потреблении всего 500 мкА.

Стоимость, тоже вызывает беспокойство. Устройства с более высокой производительностью, очевидно, стоят намного дороже. Вы можете прокрутить вправо, чтобы увидеть цену каждого операционного усилителя (см. Примечания a1 и a2).Опять же, инженерия – это всегда баланс. Например, более поздние этапы в сигнальной цепочке не должны требовать предельных шумовых характеристик и меньшей мощности, и более экономичные кандидаты, безусловно, будут разумным выбором.

Банкноты

Цена за операционный усилитель; Январь 2017 г., Mouser 100шт.	a1
Цена за операционный усилитель; Январь 2017 г., Mouser 1000 шт.	a2
Rail-to-rail	б
Дифференциальный выход	c
SoundPlus серии	d
JFET входной каскад	e
КМОП	f
Низкое напряжение смещения	г
Overture Series (серия E со сверхнизкими искажениями, сверхнизким шумом)	ч
Микроусилитель серии	и
Японский	j
Новый дизайн (2011)	к
интегрировать фильтр подавления RF / EMI	л
Процесс BiCom-3x (дополнительный биполярный SiGe)	п.
Искажение указано как HD2 / HD3 @ f = 1 МГц	или

Упаковка

DMP	d2
LFCSP	l2
MSOP	м
PCSP	с.
SOIC	с
СОТ	с2
SC	s3
SSOP	s4
СОП	s5
SIP	s6
TSOP	т
ТСОТ	т2
ЦСОП	т3
ВССОП	v
WLCSP	Вт
WQFN	w2

Типы операционных усилителей и их сравнение

Ⅰ Введение

В этом видео объясняются правила работы, которые подходят для разных типов операционных усилителей.

Каталог

1.1 Обозначение рабочего усилителя

Впик: неинвертирующий вход

Vn: инвертирующий вход

Vn: Выход


Неинвертирующая фаза			Инверсия фазы
Вп	Вн	Vo	Вп	Вн	Vo
↑	заземление или стабильный уровень	↑	↑	заземление или стабильный уровень	↓
↓	заземление или стабильный уровень	↓	↓	заземление или стабильный уровень	↑

1.2 Терминология

1. Значение синфазного входа и инвертирующего входа.

1) Когда обратное напряжение постоянно, форма выходного сигнала такая же, как и при неинвертирующем.

2) Когда неинвертирующее напряжение постоянно, форма выходного сигнала противоположна инвертирующему концу.

2. Увеличение ОУ составляет бесконечное (∞).

3. Напряжение , на инвертирующем входе операционного усилителя всегда равно напряжению на неинвертирующем входе.

∵ Vin = Vp – Vn, Vout = A × Vin (A: коэффициент увеличения)

и ∵ A = ∞ ， Vin = Vout / A

∴ Vin => 0, Vp = Vn

4. Входное сопротивление операционного усилителя бесконечно, что означает, что его входной ток равен нулю.

Рисунок 1. Схема усиления (Vin = 1 В, Vout = -10 В)

Когда операционный усилитель заземлен в фазе, напряжение на конце инвертирующей фазы будет 0 В, а напряжение на левой стороне резистора 100 кОм будет 1 В и 0 В на правой стороне, имея разность потенциалов, через резистор 100 кОм будет протекать ток.Однако, поскольку входное сопротивление операционного усилителя бесконечно, ток почти не течет. Таким образом, ток будет протекать через резистор 1000 кОм, тогда напряжение на резисторе 1000 кОм составляет 10 В, потому что потенциальный выход ниже, чем GND, поэтому выход составляет -10 В.

Рисунок 2. Схема усиления (Vin = 5V, Vout = -7V)

Когда синфазный операционного усилителя подключен к напряжению 3 В, инвертирующее напряжение также равно 3 В. Резистор 2K составляет 3 В с левой стороны и 5 В с правой стороны.Из-за разности потенциалов через резистор 2 кОм протекает ток. Однако, поскольку входное сопротивление операционного усилителя бесконечно, по нему почти не протекает ток. Затем ток будет протекать через резистор 10 кОм, а напряжение на резисторе 10 кОм равно 10 В, а напряжение между Vout и землей составит Vout ⇒ A ⇒ B ⇒ GND , получив Vout = (-10V) + 3V = – 7В .

Ⅱ Примеры Анализ

2.1 Пример 1

Рисунок 3.Схема усилителя

Поскольку напряжение инвертирующей фазы всегда равно синфазному напряжению, Vout также составляет 0,1 В, поскольку входной импеданс операционного усилителя бесконечен, а выходное сопротивление почти равно нулю.

2,2 Пример 2

Рисунок 4. Схема усилителя (Vp = 0,1 В, Vo = 10 В)

В соответствии с основным принципом, согласно которому напряжение инвертирующей клеммы всегда равно напряжению инвертирующей клеммы. Когда напряжение инвертирующей фазы равно 0.1 В, а частичное напряжение на резисторе 1 кОм составляет 0,1 В, деление напряжения на резисторе 100 кОм будет 10 В, поэтому выходное напряжение Vo является суммой парциальных напряжений резисторов 100 кОм и 1 кОм, то есть 10,1 В. .

2.3 Пример 3

Рисунок 5. Схема усилителя (источник питания постоянного тока: вход = 24 В, выход = 0 ~ 15 В)

Источник питания постоянного тока, входное напряжение 24 В. После фильтрации C1 и регулирования R1 и D2 (регуляторы напряжения) его напряжение стабилизируется на 2.5В. В то же время регулируемый варистор 10 кОм подключается параллельно к обоим концам регулятора напряжения, а диапазон регулировки составляет 0 В ~ 2,5 В. Как показано на рисунке, синфазный вывод операционного усилителя подключен к отводу скользящего варистора. Следовательно, диапазон изменения напряжения неинвертирующего терминала также составляет 0 В ~ 2,5 В, а конец инвертирующей фазы операционного усилителя подключен к R2 и R3, а диапазон изменения напряжения R3 составляет 0 В ~ 2,5 В, то диапазон изменения напряжения на R2 составляет 0 В ~ 12.5 В, выходное напряжение представляет собой сумму напряжений на R2 и R3, то есть 0 В ~ 15 В.

Ⅲ Основные типы операционного усилителя
1. Универсальный операционный усилитель
Он предназначен для общего использования. Основными особенностями этого типа устройств являются невысокая цена, широкий ассортимент продукции и т. Д. Для общего пользования. Примеры μA741 (одиночный операционный усилитель), LM358 (двойной операционный усилитель), LM324 (четыре операционных усилителя) и LF356 с полевым транзистором в качестве входного каскада попадают в эту категорию. Это наиболее широко используемый интегрированный операционный усилитель s.
2. Операционный усилитель с высоким сопротивлением
Характеристики этого интегрированного типа заключаются в том, что входной импеданс дифференциального режима очень высок, а входной ток смещения очень мал, обычно от нескольких пикоампер до нескольких десятков пикоампер. Основная мера для достижения этих показателей – использовать высокий входной импеданс полевого транзистора и использовать полевой транзистор для формирования дифференциального входа операционного усилителя. При использовании полевого транзистора в качестве входа входной импеданс высокий, а входной ток смещения низкий, также имеет преимущества высокой скорости, широкой полосы пропускания и низкого уровня шума, но входное напряжение смещения велико.Некоторые распространенные интегрированные устройства – LF355, LF347 и CA3130, CA3140 с более высоким входным сопротивлением.
3. Операционный усилитель с низкотемпературным дрейфом
В приборах автоматического управления, таких как прецизионные приборы и средства обнаружения слабого сигнала, необходимо, чтобы напряжение смещения операционного усилителя было небольшим и не изменялось с температурой, поэтому операционные усилители с низкотемпературным дрейфом предназначены для этой цели. В настоящее время широко используемые операционные усилители с низким дрейфом и высокой точностью включают OP07, OP27, AD508 и устройство ICL7650 с малым дрейфом, стабилизированное прерывателем, состоящее из полевого МОП-транзистора.
4. Операционный усилитель быстродействующий
В быстрых аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях и видеоусилителях скорость преобразования (также называемая скоростью нарастания SR) интегрированного операционного усилителя должна быть высокой, а ширина полосы BWG с единичным усилением должна быть достаточно большой. Его главные особенности – высокий SR и широкий частотный диапазон. Общие приложения включают LM318, μA715 и т. Д. С SR = 50 ~ 70 В / мкс, BWG> 20 МГц.
5. Операционный усилитель с низким энергопотреблением
Поскольку наибольшее преимущество электронной интеграции делает сложные схемы небольшими и легкими, а также расширяет сферу применения портативных инструментов, необходимо использовать операционный усилитель с низким напряжением питания и низким энергопотреблением.Обычно этого типа используются TL-022C, TL-060C и т. Д., Их рабочее напряжение составляет ± 2 В ~ ± 18 В, а потребление тока составляет 50 ~ 250 мкА. В настоящее время некоторые продукты достигли уровня энергопотребления в мкВт. Например, питание ICL7600 составляет 1,5 В, а потребляемая мощность – 10 мВт, кроме того, он может питаться от одной батареи.
6. Операционный усилитель высокого напряжения и тока
Выходное напряжение операционного усилителя в основном ограничивается источником питания. В обычном операционном усилителе максимальное значение выходного напряжения обычно составляет всего несколько десятков вольт, а выходной ток составляет всего несколько десятков миллиампер.Чтобы увеличить выходное напряжение или выходной ток, необходимо добавить вспомогательную цепь снаружи операционного усилителя. Высоковольтные и сильноточные интегральные операционные усилители могут обойтись без дополнительных схем. Например, D41 имеет напряжение питания ± 150 В, а μA791 имеет выходной ток 1 А.
7. Операционный усилитель с программируемым управлением
В процессе использования приборов возникает проблема дальности. Чтобы получить фиксированное выходное напряжение, необходимо изменить коэффициент усиления операционного усилителя.Например, если операционный усилитель имеет увеличение в 10 раз и входной сигнал составляет 1 мВ, выходное напряжение составляет 10 мВ, когда входное напряжение составляет 0,1 мВ, выходное напряжение составляет всего 1 мВ. Чтобы получить 10 мВ, необходимо изменить коэффициент увеличения на 100. ОУ с программируемым управлением создан для решения этой проблемы. Например, PGA103A, управляя уровнем штифтов для изменения увеличения.
Ⅳ Путаница между операционными усилителями и компараторами
1) Основная концепция одинакова для компаратора и операционного усилителя .
Внутреннее отличие : Операционный усилитель является дополнительным выходом, который может выводить неискаженный аналоговый сигнал. Как правило, его можно использовать с обратной связью с обратной связью, без обратной связи или с небольшой положительной обратной связью. Его также можно использовать в качестве компаратора, обычно это выход OC (открытый коллектор), что удобно для нескольких параллельных подключений. Выходной сигнал переключателя требует подтягивающего резистора, и большинство из них используются для разомкнутых контуров. В некоторых случаях требуется гистерезис, вводя определенную положительную обратную связь.
Усилитель , выход имеет замкнутый контур на входе, то есть есть обратная связь, это замкнутый контур, может быть резистор или конденсатор. В зависимости от ввода оценивается, положительная или отрицательная обратная связь. Подключение синфазного конца – это положительная обратная связь, а обратная клемма – отрицательная. Кроме того, при введении положительной обратной связи система может колебаться, и при правильном добавлении будет сгенерирован гистерезис (разница в возврате). Поэтому усилители обычно вводят отрицательную обратную связь для получения фиксированного увеличения.
Концепция контура : Сравнение стандарта обнаружения сигнала – контролирует параметр входного сигнала в соответствии со стандартом. Это замкнутая система и система с отрицательной обратной связью (входные параметры стабильны).
2) Усилитель используется для усиления малых сигналов , причем упор делается на пропорциональное усиление. Напротив, компаратор используется для сравнения разности входных напряжений между положительным и отрицательным входами, если разница соответствует определенным требованиям, состояние выхода изменяется немедленно.Его важные параметры также в основном связаны с характеристиками поворота, или мы можем понять, что компаратор представляет собой переходную форму схемы, характеризующуюся аналоговой схемой и имеющей ввод и вывод цифрового сигнала.
3) Компаратор – это разновидность операционного усилителя без обратной связи (положительная или отрицательная обратная связь). Когда положительный вход больше, чем отрицательный, выход бесконечен; когда положительный входной сигнал меньше отрицательного, выходной сигнал бесконечно мал, то есть выход операционного усилителя вычисляется в соответствии с обратной связью.Таким образом, между ними нет принципиальной разницы.
4) Компараторы обычно делаются на ОУ. Когда операционный усилитель включает в себя контур отрицательной обратной связи , всю схему можно рассматривать как схему усиления с определенным коэффициентом усиления. На рисунке ниже показан классический операционный усилитель: усиление = Rf / Rin
.
Рисунок 6. Контур отрицательной обратной связи (G = Rf / Rin)
Операционный усилитель может также использоваться в качестве компаратора , просто заменяя отрицательную обратную связь положительной.Когда схема добавляет положительную обратную связь, выходное напряжение будет насыщать, но оно не будет и не может превышать напряжение питания. На следующем рисунке показана классическая схема сравнения:
Рисунок 7. Схема компаратора
Резистор на рисунке обеспечивает опорное напряжение для положительного полюса, а выходное напряжение инвертируется, когда отрицательное напряжение превышает положительное, как показано на следующем рисунке.
Рисунок 8.Схема простого усилителя
Короче говоря, независимо от того, является ли схема, подключенная к операционному усилителю, с отрицательной обратной связью или положительной обратной связью, она может использоваться как усилитель или компаратор, в зависимости от различных случаев, соответственно.
Ⅴ Часто задаваемые вопросы о типах операционных усилителей
1. Какие бывают типы операционных усилителей?
Существует четыре способа классификации операционных усилителей:
Усилители напряжения принимают напряжение и создают напряжение на выходе.
Усилители тока получают токовый вход и выдают токовый выход.
Усилители крутизны преобразуют входное напряжение в выходной ток.
2. Что такое идеальный операционный усилитель?
Идеальный операционный усилитель – это усилитель с бесконечным входным сопротивлением, бесконечным усилением без обратной связи, нулевым выходным сопротивлением, бесконечной полосой пропускания и нулевым шумом. Он имеет положительные и отрицательные входы, которые позволяют схемам, использующим обратную связь, выполнять широкий спектр функций.
3. Какой усилитель лучше?
Какой класс лучше, зависит от ваших потребностей:
Дизайн класса A наименее эффективен, но обеспечивает высочайшее качество звука.
Класс B немного более эффективен, но полон искажений. Конструкция
класса AB обеспечивает энергоэффективность и хороший звук. Конструкция
класса D обладает высочайшей эффективностью, но не такой высокой точностью воспроизведения.
4. Что такое усилитель и его классификация?
Классификация усилителя основана на выводе устройства, который является общим как для входной, так и для выходной цепи…. Входной сигнал между коллектором и эмиттером инвертирован относительно входа. Схема с общим коллектором называется эмиттерным повторителем, истоковым повторителем и катодным повторителем.
5. Для чего в реальной жизни используются операционные усилители?
Эти схемы операционного усилителя могут использоваться в приложениях, где необходимо удалить одну частоту или небольшую полосу частот. Одним из приложений может быть удаление линейного / сетевого гула из аудиосигнала.Эти фильтры могут быть реализованы с использованием одного операционного усилителя.
Вам также может понравиться
Определение усилителя мощности и его классификация
Принцип работы усилителя
и схема
Учебное пособие по усилителю
: базовая схема усилителя и схема усилителя
Учебное пособие по основам усилителя мощности и классификациям

Усилители
в качестве компараторов? | Аналоговые устройства
Q.Что такое компаратор? Чем он отличается от операционного усилителя?

A. Основная функция компаратора с высоким коэффициентом усиления – определить, является ли входное напряжение выше или ниже опорного напряжения, и представить это решение как один из двух уровней напряжения, установленных предельными значениями выхода. Компараторы имеют множество применений, в том числе: идентификация полярности, 1-битное аналого-цифровое преобразование, управление переключателем, генерация прямоугольной / треугольной волны и генерация фронта импульса.
В принципе, для выполнения этого простого решения можно использовать любой усилитель с высоким коэффициентом усиления. Но «дьявол кроется в деталях». Итак, есть некоторые основные различия между устройствами, разработанными как операционные усилители, и устройствами, предназначенными для работы в качестве компараторов. Например, для использования с цифровой схемой многие компараторы имеют выходы с фиксацией, а все разработаны так, чтобы иметь выходные уровни, совместимые с цифровыми спецификациями уровня напряжения. Есть еще несколько важных для дизайнеров отличий – они будут обсуждаться здесь.
В. При каких обстоятельствах можно пойти в любую сторону?

A. Усилители следует рассматривать для использования в качестве компараторов в приложениях, где необходимы малое смещение и дрейф, а также низкий ток смещения – в сочетании с низкой стоимостью. С другой стороны, существует множество конструкций, в которых усилитель нельзя рассматривать как компаратор из-за его длительного времени восстановления после выходного насыщения, большой задержки распространения и неудобства обеспечения совместимости его выхода с цифровой логикой.Кроме того, вызывает беспокойство динамическая стабильность.
Тем не менее, использование усилителей в качестве компараторов дает преимущества в стоимости и производительности – если их сходства и различия четко осознаются, и приложение может выдерживать, как правило, более низкую скорость усилителей. Никто не может утверждать, что усилитель будет служить заменой компаратора во всех случаях – но для ситуаций с низкой скоростью, требующих очень точного сравнения, производительность некоторых новых усилителей не может сравниться с характеристиками компараторов, имеющих больший шум и компенсировать.В некоторых приложениях с медленно меняющимися входами шум будет вызывать быстрое переключение выходов компаратора вперед и назад (см. «Устранение нестабильности компаратора с помощью гистерезиса», Analog Dialogue , Volume 34, 2000). Кроме того, можно сэкономить на стоимости или ценной печатной плате (PCB) в приложениях, где можно использовать двойной операционный усилитель вместо операционного усилителя и компаратора, или в конструкции, где три из четырех усилителей в пакет quad уже зафиксирован, и необходимо сравнить два сигнала постоянного тока или медленно меняющиеся сигналы.
В. Можно ли использовать этот четвертый усилитель в качестве компаратора?
A. Это вопрос, который сегодня задают нам многие разработчики систем. Было бы бессмысленно покупать четырехканальный операционный усилитель, использовать только три канала, а затем покупать отдельный компаратор – если действительно этот усилитель можно было бы просто использовать для функции сравнения. Однако следует понимать, что усилитель не может использоваться в качестве компаратора во всех случаях. Например, если приложение требует сравнения сигналов менее чем за микросекунду, добавление компаратора, вероятно, является единственным выходом.Но если вы понимаете внутренние архитектурные различия между усилителем и компаратором и то, как эти различия влияют на производительность этих микросхем в приложениях, вы сможете получить неотъемлемую эффективность от использования одного чипа.
На этих страницах мы опишем параметрические различия между этими двумя ветвями технологии усилителей IC и дадим полезные советы по использованию усилителя в качестве компаратора.
В. Так чем же отличаются усилители и компараторы?

А. В целом операционный усилитель (операционный усилитель) оптимизирован для обеспечения точности и стабильности (как постоянного, так и динамического) для заданного линейного диапазона выходных значений в прецизионных схемах с обратной связью. Однако, когда усилитель с разомкнутым контуром используется в качестве компаратора с его выходами, колеблющимися в пределах своих пределов, его внутренняя компенсационная емкость, используемая для обеспечения динамической стабильности, заставляет выходной сигнал медленно выходить из насыщения и нарастать через свой выходной диапазон .Компараторы, с другой стороны, обычно предназначены для работы с разомкнутым контуром, когда выходы меняются между указанными верхним и нижним пределами напряжения в ответ на знак чистой разницы между двумя входами. Поскольку они не требуют компенсационных конденсаторов операционного усилителя, они могут работать довольно быстро.
Если входное напряжение компаратора более положительно, чем опорное напряжение плюс смещение – V _OS (с нулевым заданием, это просто смещение) плюс требуемая повышающая частота (из-за ограниченного усиления и нелинейности выхода), a на выходе появляется напряжение, соответствующее логической «1».На выходе будет логический «0», когда на входе будет меньше V _OS и требуемая перегрузка. Фактически, компаратор можно рассматривать как однобитовый аналого-цифровой преобразователь.
Есть разные способы определения компаратора и усилителя. Например, в усилителе напряжение смещения , – это напряжение, которое должно быть приложено ко входу, чтобы довести выход до заданного среднего значения, соответствующего идеальному нулю на входе. В компараторе это определение модифицируется так, чтобы его центр находился в указанном диапазоне напряжения от 1 до 0 на выходе.«Низкое» выходное значение компаратора (логический 0) указано на уровне менее 0,4 В макс. В компараторах с TTL-совместимыми выходами, в то время как для низковольтного усилителя низкое выходное значение очень близко к его отрицательной шине (например, , 0 В в системе с однополярным питанием). На Рисунке 1 сравниваются значения low на выходе типичных моделей усилителя и компаратора, с дифференциальным входом –1 мВ, приложенным к каждой из них.
Рис. 1. Реакция моделей усилителя с однополярным питанием (63 пВ) и компаратора (280 мВ) на разность входных напряжений –1 мВ.
Созданные для максимально быстрого сравнения двух уровней, компараторы не имеют внутреннего компенсационного конденсатора (конденсатора «Миллера»), который обычно используется в операционных усилителях, а их выходная цепь обеспечивает более гибкое возбуждение, чем у операционных усилителей. Отсутствие схемы компенсации дает компараторам очень широкую полосу пропускания. На выходе обычные операционные усилители используют двухтактную схему вывода для по существу симметричных колебаний между указанными напряжениями источника питания, в то время как компараторы обычно имеют выход с «открытым коллектором» с заземленным эмиттером.Это означает, что выходной сигнал компаратора может быть возвращен через маломощный резистор нагрузки коллектора («подтягивающий» резистор) на напряжение, отличное от основного положительного источника питания. Эта функция позволяет компаратору взаимодействовать с множеством логических семейств. Использование низкого сопротивления подтягивания дает улучшенную скорость переключения и помехоустойчивость – но за счет увеличения рассеиваемой мощности.
Поскольку компараторы редко конфигурируются с отрицательной обратной связью, их (дифференциальный) входной импеданс не умножается на усиление контура, как это характерно для схем операционного усилителя.В результате входной сигнал видит изменяющуюся нагрузку и изменяющийся (небольшой) входной ток при переключении компаратора. Следовательно, при определенных условиях необходимо учитывать импеданс ведущей точки. В то время как отрицательная обратная связь удерживает усилители в пределах их линейной выходной области, таким образом поддерживая небольшое изменение большинства внутренних рабочих точек, положительная обратная связь часто используется для принудительного перехода компараторов в состояние насыщения (и обеспечения гистерезиса для снижения чувствительности к шуму). Вход компаратора обычно допускает большие колебания сигнала, в то время как его выход имеет ограниченный диапазон из-за требований к интерфейсу, поэтому внутри компаратора требуется много быстрого сдвига уровня.
Каждое из вышеперечисленных различий между усилителем и компаратором существует по определенной причине, главной целью которых является как можно более быстрое сравнение быстро меняющихся сигналов. Но для сравнения низкоскоростных сигналов – особенно там, где требуется разрешение менее милливольта – некоторые новые усилители Rail-to-Rail от Analog Devices могут быть более выгодными покупками, чем компараторы.
В. ОК. Я вижу, что есть общие различия. Как они выглядят для проектировщика, который хочет использовать операционный усилитель вместо компаратора?

А. Вот шесть основных моментов:
1. Рассмотрим нелинейность V _OS и I _B в зависимости от входного синфазного напряжения

При использовании компараторов напряжения обычно заземляют одну входную клемму и используют несимметричный вход. Основная причина заключалась в плохом подавлении синфазного сигнала входного каскада. Напротив, многие усилители имеют очень высокий уровень подавления синфазного сигнала и способны обнаруживать микровольтные разности уровней при наличии сильных синфазных сигналов.На рис. 2 показан отклик операционного усилителя AD8605 на дифференциальный скачок 100 мВ при синфазном напряжении 3 В.
Рис. 2. Реакция AD8605 без обратной связи на дифференциальный скачок 100 мВ при синфазном напряжении 3 В. Обратите внимание на практически линейное вращение между шинами 0 и 5 В и чистое насыщение.
Но для многих усилителей rail-to-rail-input, входное напряжение смещения (V _OS) и входной ток смещения (I _B) нелинейны в диапазоне входных синфазных напряжений.При использовании этих усилителей пользователь должен учитывать это изменение в конструкции. Если порог установлен на нулевом синфазном уровне, но часть используется на каком-то другом уровне синфазного сигнала, то полученный логический уровень может быть не таким, как ожидалось. Например, часть со смещением 2 мВ при нулевом синфазном режиме и от 5 до 6 мВ во всем диапазоне синфазного режима может дать ошибочный выходной сигнал при сравнении разницы в 3 мВ на некоторых уровнях в этом диапазоне.
2. Остерегайтесь входных защитных диодов

Многие усилители имеют на входе схемы защиты.Когда два входа испытывают дифференциальное напряжение, превышающее номинальное падение напряжения на диоде (скажем, 0,7 В), защитные диоды начинают проводить ток, и вход выходит из строя. Следовательно, очень важно посмотреть на структуру входа усилителя и убедиться, что он может приспособиться к ожидаемому диапазону входных сигналов. Некоторые усилители, например OP777 / OP727 / OP747, не имеют защитных диодов; их входы могут принимать дифференциальные сигналы вплоть до уровней напряжения питания. На рисунке 3 показан отклик на большой дифференциальный сигнал на входе OP777.В этом случае выходы многих усилителей выходят из строя, а OP777 реагирует правильно. Усилители с КМОП-входом не имеют защитных диодов на входе, и их входное дифференциальное напряжение может качаться по схеме «rail-to-rail». Но помните, что в некоторых случаях подача большого дифференциального сигнала на входе вызывает значительные сдвиги параметров усилителя.
Рисунок 3. Отклик усилителя OP777 на сигнал ± 2 В, 1 кГц, смещенный на +2 В, по сравнению с уровнем + 0,5 В постоянного тока. Обратите внимание, что для этого большого колебания нет инверсии фазы.Однако коэффициент усиления довольно низок на уровне синфазного сигнала +0,5 В от отрицательной шины, что можно увидеть по необходимому перегрузу примерно на 0,3 В. 3. Следите за характеристиками диапазона входного напряжения и тенденциями изменения фаз:

В отличие от операционных усилителей, которые обычно работают с входными напряжениями на одном уровне, компараторы обычно видят большие перепады дифференциального напряжения на своих входах. Но некоторые компараторы без входов Rail-to-Rail имеют ограниченный диапазон входного синфазного напряжения.Если входы выходят за пределы указанного синфазного диапазона устройства (даже если в пределах указанного диапазона сигналов), компаратор может среагировать ошибочно. Это также может быть справедливо для некоторых из старых типов усилителей, разработанных с использованием транзисторных полевых транзисторов (JFET) и биполярных технологий. Когда входное синфазное напряжение превышает определенный предел (IVR), на выходе происходит инверсия фазы. Это явление может иметь пагубные последствия ( см. в главе 6 документа Спросите инженера по приложениям », рисунок после таблицы).Поэтому крайне важно выбрать усилитель, который не проявляет реверсирование фазы при перегрузке. Это одна из проблем, которую можно решить, используя усилители с разъемами rail-to-rail.
4. Рассмотреть восстановление насыщения

Типичные операционные усилители не предназначены для использования в качестве быстрых компараторов, поэтому отдельные каскады усиления переходят в состояние насыщения, когда выход усилителя приводится к одному из крайних значений, заряжая компенсационный конденсатор и паразитные емкости.Конструктивное различие между усилителями и компараторами заключается в добавлении схемы фиксации в компараторы для предотвращения внутреннего насыщения. Когда усилитель переходит в режим насыщения, ему требуется время, чтобы восстановиться, а затем установить новое конечное выходное значение – в зависимости от выходной структуры и схемы компенсации. Из-за времени, необходимого для выхода из состояния насыщения, усилитель работает медленнее при использовании в качестве компаратора, чем при использовании под управлением в конфигурации с обратной связью. Информацию о восстановлении насыщения можно найти во многих технических паспортах усилителей.На рисунке 4 показаны графики восстановления насыщения для двух популярных усилителей (AD8061 и AD8605). Выходные структуры этих усилителей представляют собой стандартные двухтактные схемы с общим эмиттером.
Рисунок 4. Восстановление двух популярных усилителей в замкнутой конфигурации. 5. Факторы, влияющие на время перехода

Скорость – одно из отличительных отличий между семейством усилителей и компараторов. Задержка распространения – это время, которое требуется компаратору для сравнения двух сигналов на его входе и для достижения его выходом средней точки между двумя выходными логическими уровнями.Задержка распространения обычно указывается с перегрузкой, которая представляет собой разность напряжений между приложенным входным напряжением и опорным напряжением, которое требуется для переключения в течение заданного времени. На следующих графиках характеристики нескольких КМОП-усилителей с разъемом «rail-to-rail» сравниваются с характеристиками популярного компаратора. Все усилители сконфигурированы, как показано на Рисунке 5 (ae), с приложенным напряжением В _IN , = ± 0,2 В, с центром около 0 В. В случае компаратора используется подтяжка 10 кОм вместо нагрузка на землю.Скорости усилителя сильно различаются, но из-за насыщения и более низкой скорости нарастания напряжения все они намного медленнее, чем у компаратора.
Рисунок 5а. Схема усилителя Рисунок 5б. Положительный шаг. Рисунок 5c. Отрицательный шаг. Рисунок 5г. Положительный шаг. Рисунок 5д. Отрицательный шаг.
Рис. 5. Сравнение характеристик компаратора и трех моделей усилителя без обратной связи, напряжение ± 0,2 В. а. Схема усилителя. б. Положительный шаг. c. Отрицательный шаг. Затем с поданным сигналом 50 мВ и перегрузкой 20 мВ.Период = 10 мкс. d. Положительный шаг. е. Отрицательный шаг.
Номер детали Ток питания (мкА) Напряжение смещения (мВ) Диапазон питания (В) Скорость нарастания (В / мкс
AD8515 350 5,00 1,8-5,0 5
AD8601 1 000 0.05 2,7-5,0 4
AD8541 55 6,00
2,7-5,0
3
AD8061 8000 6,00
2,7-8,0
300
LM139 3 200 6.00 5,0–3,6 —
В то время как большинство компараторов имеют перегрузку от 2 мВ до 5 мВ, самые высокоточные усилители с низким входным смещением могут надежно работать с перегрузкой всего 0,05 мВ. Величина овердрайва, применяемого на входе, оказывает значительное влияние на задержку распространения. На рисунке 6 показана реакция AD8605 на несколько значений напряжения перегрузки.
Рис. 6. Реакция AD8605 в качестве компаратора на ступенчатые входы с перегрузкой 1, 10 и 100 мВ.
Поскольку усилителям разрешено потреблять больше энергии, их скорость существенно увеличивается, так что они могут конкурировать с компараторами по времени нарастания и спада. На рисунке 7 показан пример этого – для AD8061 со скоростью нарастания 300 В / мкс в конфигурации разомкнутого контура, реагирующей на вход синусоидального перехода через нуль, время восстановления выхода составляет 19 нс. Однако одним из самых больших недостатков использования усилителя в качестве компаратора часто является его энергопотребление, поскольку обычно можно найти компараторы, потребляющие меньший ток питания ( I _SY ), но все же работающие хорошо.Конечно, для приборов, использующих сетевое питание, потребляемая мощность обычно не является большим движущим фактором. Кроме того, многие усилители имеют вывод отключения – функция, редко доступная в компараторах; его можно использовать для экономии энергии.
Рис. 7. Реакция AD8061 как компаратора перехода через ноль.
На рисунке 8 характеристика ступенчатого сигнала AD8061 сравнивается с характеристикой популярного LM139 и двух других усилителей с разомкнутым контуром, подключенных по той же схеме, что и на рисунке 6. Как видно, AD8061 реагирует в течение 300 нс, что быстрее, чем LM139.Это достигается за счет более высокого потребления тока.
Рисунок 8. Ступенчатая характеристика трех усилителей и популярного компаратора. Обратите внимание на особенно быструю реакцию AD8061. 6. Рассмотрите способ взаимодействия с различными семействами логики

Многие из современных усилителей с выходом rail-to-rail работают с однополярным питанием от 5 В до 15 В, что может легко обеспечить TTL- или CMOS-совместимый выход без необходимости в дополнительных схемах сопряжения. Если логическая схема и операционный усилитель используют один и тот же источник питания, то операционный усилитель с рельсовой нагрузкой будет довольно успешно управлять семейством логики CMOS и TTL, но если операционный усилитель и логическая схема требуют разных уровней питания, потребуются дополнительные схемы интерфейса. .Например, рассмотрим операционный усилитель с питанием ± 5 В, который должен управлять логикой с питанием +5 В: поскольку логика может быть повреждена, если к ней приложено –5 В, особое внимание следует уделить конструкции схемы интерфейса. .
На рисунке 9 показан OP1177 (усилитель с двойным питанием), подключенный к логической схеме, а на рисунке 10 показан его отклик на 100 мВ перегрузки. В источниках питания ± 5 В снижается рассеиваемая мощность в режиме покоя, а тепловая обратная связь – из-за рассеяния выходного каскада – сводится к минимуму по сравнению с режимом работы ± 15 В.Более низкое напряжение питания также уменьшает время нарастания и спада OP1177, поскольку выход нарастает в пониженном диапазоне напряжения, что, в свою очередь, сокращает время отклика выхода.
Без схемы защиты на выходе OP1177 выход будет качаться на + V _CC2 и –V _EE2; эти уровни могут быть вредными для последующих логических схем. Добавление Q2 и D2 предотвращает отрицательное значение выходного сигнала и переводит пределы в уровни выходного сигнала, совместимые с TTL. D2 фиксирует выход, чтобы он не опускался ниже 0.7 В, как видно на осциллограмме V (D2,2). Значение V _CC Q2 может быть выбрано (для этого анализа было выбрано 5 В) так, чтобы получился правильный логический уровень, как показано формой сигнала V _OUT.
Рисунок 9. OP1177, подключенный для работы компаратора, со схемой преобразования и защиты для выхода TTL. Рисунок 10. Формы сигналов отклика для схемы компаратора OP1177.
Для экономии энергии можно использовать N-канальный MOSFET вместо NPN-транзистора, показанного на рисунке 9.
Q. Таким образом, чистая прибыль …

A. Усилитель может использоваться в качестве компаратора с превосходной точностью на низких частотах. Фактически, для сравнения сигналов с разрешением на уровне микровольт прецизионные усилители – единственный практический выбор. Они также могут быть экономичным выбором для пользователей многоканальных операционных усилителей, когда возможно использование свободных каналов усилителя для удовлетворения требований компаратора. Опытные дизайнеры могут сэкономить деньги при оптимизации своих конструкций, если они постараются: понять сходства и различия между усилителями и компараторами; прочтите паспорт усилителя, чтобы узнать о его характеристиках; понимать компромиссы во времени восстановления, скорости и энергопотреблении; и готовы проверить конструкции с усилителями, сконфигурированными как компараторы.
Руководство по покупке »Примечания к электронике
При разработке схемы важно выбрать правильный операционный усилитель для конкретного приложения, поскольку некоторые из них являются универсальными, другие имеют низкий уровень шума, другие – высокое входное сопротивление и т. Д.
Учебное пособие по операционному усилителю Включает:
Введение Усиление операционного усилителя Пропускная способность Скорость нарастания операционного усилителя Смещение null Входное сопротивление Выходное сопротивление Понимание спецификаций Как выбрать операционный усилитель Сводка схем операционного усилителя
При выборе операционного усилителя для любого проекта необходимо сделать несколько вариантов.Некоторые операционные усилители являются универсальными и подходят для многих приложений общего назначения, тогда как другие операционные усилители были разработаны с более высокими уровнями производительности в некоторых областях.
При проектировании схемы с использованием операционных усилителей необходимо выбрать правильный тип, чтобы обеспечить наилучшие характеристики при минимальной стоимости.
Во многих схемах стандартные операционные усилители общего назначения будут работать очень хорошо, и более высокие уровни производительности специализированных операционных усилителей не потребуются, но в некоторых приложениях требуется повышенная производительность, и можно выбрать более специализированные операционные усилители.
Требования к операционным усилителям
Идеальный операционный усилитель, если он когда-либо будет существовать, будет иметь бесконечное усиление, бесконечное входное сопротивление, нулевое выходное сопротивление, он должен иметь бесконечную частотную характеристику, не вносить никаких шумов и не должен иметь искажений. Очевидно, что ни один операционный усилитель не может удовлетворить всем этим требованиям.
Однако при выборе правильного операционного усилителя необходимо соблюдать баланс между различными операционными усилителями. Универсальные будут работать адекватно в большинстве областей, тогда как некоторые другие могут иметь очень высокий входной импеданс, низкий уровень шума или широкую частотную характеристику.
При проектировании схемы операционного усилителя необходимо знать, что требуется, чтобы можно было выбрать лучший операционный усилитель для работы.

Высокое входное сопротивление
В некоторых приложениях может потребоваться ОУ с очень высоким входным сопротивлением. В ряде случаев может потребоваться гораздо более высокий импеданс, чем тот, который обычно имеется на операционном усилителе общего назначения. Например, для интегратора. Когда заряд накапливается в течение длительного периода времени, даже высокий импеданс стандартного операционного усилителя будет заметен, поскольку заряд будет уходить.
Также могут быть случаи, когда используются пробники с высоким импедансом, а операционный усилитель размещается очень близко к пробнику в качестве буфера для предотвращения остаточного срабатывания. Здесь может потребоваться операционный усилитель с высоким сопротивлением. Есть также много других приложений, где могут потребоваться операционные усилители с высоким сопротивлением.
В таких случаях, как эти операционные усилители с входами на полевых транзисторах, может потребоваться выбор. Эти операционные усилители имеют на входе чрезвычайно высокий уровень импеданса. Токовый тракт для смещения входа все еще должен быть включен, поскольку полевые транзисторы должны быть правильно смещены, но даже в этом случае эти операционные усилители с входными полевыми транзисторами представляют собой отличный выбор.
Низкий уровень шума
Еще одним важным параметром в некоторых приложениях является шум. Если схемы требуют хороших шумовых характеристик, необходимо выбрать операционный усилитель с низким уровнем шума. Эти устройства легко доступны, поскольку во многих областях важно выбрать устройство с низким уровнем шума.
Шум может быть особенно важным на этапе ввода продукта. Дальнейшие ступени усиления будут только усиливать шум, и его нельзя удалить.
Если в качестве входного каскада используется операционный усилитель, то может оказаться целесообразным выбрать операционный усилитель с низким уровнем шума.
Низкое энергопотребление / ток
В наши дни многие элементы требуют питания от батарей, поэтому низкое энергопотребление может стать проблемой. Многие операционные усилители были разработаны для этих приложений, и, выполнив поиск, можно выбрать операционные усилители с очень малой мощностью.
Низкое напряжение питания
Первые операционные усилители работали от источников питания с напряжением ± 15 В. В настоящее время, когда многие цепи должны работать от гораздо более низких источников питания, эти напряжения во многих случаях практически неосуществимы.К счастью, можно выбрать операционные усилители низкого напряжения.
Выбор подходящей упаковки операционного усилителя
При выборе операционного усилителя также необходимо выбрать тип корпуса. Микросхемы могут быть получены в различных корпусах, как в обычных 4-, так и 8-контактных двухрядных корпусах с отверстиями, а также в различных корпусах для поверхностного монтажа.
Также не забывайте, что можно выбрать пакеты с несколькими операционными усилителями внутри них. Обычно они могут поставляться с двумя или четырьмя операционными усилителями на комплект, хотя доступны и более высокие числа.Это может сэкономить место на плате и снизить затраты. Выбирая большее количество операционных усилителей на пакет, помните, что эти несколько устройств на пакет обычно не поставляются со смещенными нулевыми соединениями. Проверьте это перед выбором устройства, если требуется нулевое смещение.
Для выбора операционного усилителя, который соответствует потребностям любого конкретного приложения, сначала необходимо понять требования. Как только это будет сделано, можно сравнить требования с доступными устройствами и сделать лучший выбор операционного усилителя.
Короткое замыкание процесса может означать, что выбрано неправильное устройство. Следование логическому подходу означает, что выбран правильный операционный усилитель, отвечающий потребностям рассматриваемой схемы.
Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .
Операционный усилитель – NE5532, двойной, малошумящий, 8-контактный DIP
Разделение каналов (cs) 110 дБ
Входное синфазное напряжение (В _ICM) ± 12 В мин., ± 13 В тип.
Коэффициент подавления синфазного сигнала (cmr) Мин. 70 дБ, тип. 100 дБ
Дифференциальное входное напряжение (В _ID) ± 0.5 В
Произведение на ширину полосы частот (g _bw) 10 МГц
Входное сопротивление (R _IN) ≥ 30 кОм, 300 кОм типично
Рабочая температура (T _J) от -20 ° C до 75 ° C
Выходное сопротивление (R _O) 0,3 Ом
Выходное напряжение 1, максимальное (В _OM1) ± 12 В мин, ± 13 В типично
Выходное напряжение 2, максимальное (В _OM2) ± 15 В мин, ± 16 В типичное
Перепуск (K _ov) 10%
Ширина полосы мощности (pbw) 140 кГц
Рассеиваемая мощность (P _D) 800 мВт
Выходной ток короткого замыкания (I _OS) 38 мА
Скорость нарастания (ср) 8 В / мкс
Ток питания (I _CC) ≤ 16 мА, обычно 9 мА
Номинальное напряжение питания (В ⁺ / В ^–) ± 22 В
Коэффициент подавления напряжения питания (svr) ≥ 80 дБ, 100 дБ типично
Усиление напряжения (A _В) 67 дБ
Усиление напряжения 1 (A _V1) ≥ 88 дБ, 100 дБ типично
Усиление напряжения 2 (A _V2) ≥ 83.5 дБ, 94 дБ типично
эквивалентное входное шумовое напряжение (В _NI) 1,4 мкВ среднеквадр.
входной ток смещения (I _B) ≤ 800 нА, тип 200 нА
входной ток смещения (I _IO) ≤ 150 нА, 10 нА типично
входное напряжение смещения (В _IO) ≤ 4 мВ, 0,5 мВ типичное
температура хранения (T _stg) от -40 ° C до 125 ° C
[Субъективный тест, часть 1] Сравнение операционных усилителей в каскаде усиления напряжения

Заявление об ограничении ответственности: В этой статье представлены мои впечатления от различных протестированных операционных усилителей для данной топологии.
Операционные усилители “Op Amps” были протестирован в каскаде усиления по напряжению домашнего усилителя / предварительного усилителя WHAMMY. См. Страницу Diyaudio для получения дополнительной информации, включая схемы.

Мой WHAMMY прошел несколько итераций оптимизации, пока я не достиг потолка производительности и не почувствовал, что он будет хорошим хостом для оценки различных операционных усилителей.
См. Подробности в моем журнале сборки WHAMMY.

В первом раунде были протестированы операционные усилители:
Burson V6 Vivid *
LM833N
LME49720NA
OPA2107AU
OPA1642AID
OPA2156ID
* Я хотел поблагодарить Карлоса из Burson Audio за отправку бесплатного образца в обмен на мой честный обзор.

Я поменял местами все операционные усилители в определенном порядке, чтобы подтвердить характер каждого и избежать предвзятости, и оставил достаточное время приработки.
Сразу к делу, см. Ниже обзор производительности, резюме моей обширной субъективной оценки:

Чем выше оценка, тем лучше.
Эти рейтинги являются результатом сравнения за 1 месяц при сохранении того же источника / наушников и переключении только операционных усилителей.
Примечание. Несмотря на то, что эти рейтинги сходились, и мои первоначальные впечатления время от времени подтверждались, я все еще прислушиваюсь к сравнению и могу (слегка) обновить эти графики.
Если вы когда-нибудь задумывались, почему некоторые компоненты, в том числе операционные усилители, могут звучать заметно иначе, несмотря на измерения и спецификации, показывающие неслышное количество искажений и абсолютно ровную частотную характеристику, я считаю, что музыка имеет совершенно другую природу по сравнению со статическими / общими тестовыми сигналами. а динамика / переходные процессы обрабатываются по-разному в зависимости от топологии схемы. Субъективно можно сосредоточиться на широкополосной атаке / переходном процессе / переднем фронте инструментов (то же самое для затухания) и посмотреть, как они окрашиваются / воспроизводятся.Акустические гитары и барабаны – отличные «инструменты» для этого. Обратите внимание, что даже с MP3 320 кбит / с эти различия все еще заметны.
Я считаю полезным взглянуть на приведенную ниже цифру микродинамика = f (Гц), чтобы понять окраску / тональность / силу каждого операционного усилителя:

Как читать этот график:
Лучшая производительность – максимально высокая и минимальная.
Слишком низко = детали сглаживаются: скучная и неинтересная презентация.
Flat = нейтральный естественный звук
Возрастающая кривая = яркое звучание; V-образная форма = утопленная середина, отложенная назад
Если компонент добавляет дополнительный искусственный контент / детали, рейтинг будет понижен.(довольно субъективно, поэтому сложно точно позиционировать).

Применительно к протестированным операционным усилителям получаем:
V6 vivid и OPA1642 наиболее близки к нейтральному (плоскому), при этом V6 vivid имеет более высокую разрешающую способность по всем направлениям, особенно более артикулированный в басах, и с немного более темным звучанием.
OPA2107 делает акцент на верхних частотах, без слишком резких разрывов между басами / средними / высокими частотами, что по-прежнему делает звучание довольно естественным.
LME49720NA имеет непринужденную презентацию, где средние частоты утоплены, а высокие частоты зудят, но не имеют расширения в последней октаве.
У
LM833N был довольно слабый бас / детализация, но в остальном ему удалось сохранить довольно нейтральную звуковую подпись. Немного теплее.
Я считаю этот график мощным инструментом: он позволяет выбрать компонент с определенной тональностью для наилучшей синергии системы . Это также показывает, что любой компонент полон компромиссов. Например, следует избегать объединения двух ярко звучащих компонентов, иначе объединенная система может звучать тонко и слишком ярко, лишенной тела.
Например, этот график говорит мне, что я должен выбрать OPA2107, если у моих наушников / динамиков нет верхнего расширения / слишком темное звучание.

Ниже я помещаю свои необработанные записи, сделанные во время сеансов прослушивания, на случай, если вы хотите получить более подробную информацию:
OPA2107AU звучит непринужденно и очень впечатляет при воспроизведении звуковой сцены и высоких частот, но не хватает сладости / деликатности в высоких частотах, из-за его не сглаживающего характера. Тем не менее, это не утомительный операционный усилитель благодаря утопленным средним частотам.Хорошо сочетается с Bifrost MB, поскольку он сохраняет отличную микродинамику низкого уровня и атаки / распады. OPA2107 явно не хватает укуса в средних частотах, чтобы иметь затем немного более прямую презентацию и больше на уровне высоких частот с точки зрения необработанной четкости / микродинамики (это в основном непринужденный яркий V6). Звуковая сигнатура OPA2107 немного напоминает мне презентацию Saber DAC, очень свежая и слегка яркая, но без обычно связанных с ней бликов на высоких частотах (чрезмерное преувеличение деталей высоких частот). Несмотря на свой V-образный тон, OPA2107 остается очень когерентным во всем спектре без резких переходов, обеспечивая вполне естественное изображение.OPA2107 имеет отличную звуковую сцену с одной из лучших глубин, но его изображение немного расфокусировано, как если бы возникла какая-то фазовая проблема.
Я оценил высокие частоты OPA2107 немного выше V6 Vivid, потому что были времена, когда я мог слышать больше высоких частот (несмотря на окраску OPA), а также было немного больше воздуха и деликатности в его доставке, в то время как V6 vivid был жестоко честен, прикосновение к верхней октаве, на мой вкус, и с легким намеком на резкость по сравнению с этим. Возможно, это связано с великолепной микродинамикой средних / низких частот V6 vivid.
LM833N имеет немного скрипучую / переднюю среднюю часть, которая почти полностью решена с помощью пригара. В остальном довольно (слишком) расслабленные низкие и высокие частоты, отсутствие звуковой сцены и четкости / текстуры. Его высокие частоты приятны на ощупь, сглаживают детали и теряют прозрачность / четкость из-за отсутствия расширения, создавая легкую вуаль. На самом деле после дальнейшего прослушивания этот недостаток расширения в основном проявляется в переходных процессах, что делает его немного неактивным и приглушенным. Независимо от динамического аспекта, я также заметил, что высокочастотное содержимое низкого уровня имеет тенденцию к приглушению / приглушению, в то время как более высокие уровни отображаются сравнительно лучше.Эта изменяющаяся звуковая подпись в зависимости от уровня / динамики затрудняет выставление оценок, так как это зависит от воспроизводимого материала. В целом, более теплая звуковая подпись, чем у OPA2107, из-за скошенных удлинителей / деталей верхнего конца. Звуковая сцена – слабое место LM833N, изображение не слишком точное, но довольно стабильное, но глубина звуковой сцены довольно плоская. Работа с этим операционным усилителем довольно слабая из-за отсутствия динамики в крайних частотах спектра. Он также имеет тенденцию запутываться из-за слишком сложных / загруженных песен.
LME49720NA .Высокие частоты сразу кажутся более протяженными, чем LM833, почти так же, как OPA2107, но средние частоты кажутся утопленными, близкими к сигнатуре Artera +, где высокие частоты (здесь низкие высокие частоты) имели больше микродинамики, чем остальная часть спектра, что приводило к отсутствию текстуры / мяса в средних частотах. На мой вкус, слишком сухо. полное отсутствие P.R.A.T / эмоций. Трубы Stimela звучат гораздо менее фактурно / динамично, чем OPA2107. Звучит не очень нежно или интимно. Микродинамика Bifrost Mids и способность выделять мелкие детали теряются с этим операционным усилителем.Высокие средние / низкие частоты немного резкие / зудящие и нечеткие, как будто они звонят (это не так). Переходные процессы, особенно низкоуровневые, звучат слишком ярко, и в них отсутствует общий передний фронт (слишком сглаженный), что приводит к неактивному воспроизведению. Относительно высокий показатель самообладания LME49720NA обусловлен утопленными и плохо контрастирующими / динамичными средними частотами, которые, естественно, дают безупречное представление, небольшую серебряную подкладку для этого неестественного представления. У меня было такое же наблюдение, когда я поместил этот операционный усилитель в предусилитель с единичным усилением интегрального усилителя много лет назад.
OPA1642AID обладает меньшей протяженностью высоких частот, чем OPA2107, но менее ярким и имеет более естественный / нейтральный тональный баланс (вплоть до системной синергии). Его микродинамика более стабильна по всему спектру, чем, скажем, OPA2107 / LME49720NA (труба звучит особенно хорошо), что делает его звучание слегка влажным по сравнению с другими операционными усилителями с более холодным звуком. Звучит как менее расширенный / четкий верх, на ощупь более царапающий / зудящий, чем у OPA2107, в большей степени по сравнению с V6 vivid. Изображение очень хорошее, с очень точным расположением инструмента и контуром, но почему-то звуковая сцена слишком прямая / плоская, немного клаустрофобная.Голос Норы Джонс в “Painter song” звучит слишком неприятно, а также немного резковат. Высокие частоты (например, тарелки) могут иногда звучать резковато / металлически (все же более гладко, чем LME49720NA). Я связываю это с тем, что высокие / низкие высокие частоты слишком присутствуют / динамичны по сравнению со средними частотами. В целом OPA1642 дает приличную микродинамику и близкую к нейтральности благодаря хорошей однородности по всему спектру. При этом ему не хватает баса, который есть у OPA2107 и V6 vivid.
OPA1642 и LM833N труднее всего различить, при этом OPA1642 является немного более аналитическим.
Burson V6 Vivid – свежий из коробки, очень четкое звучание, отличная микродинамика, особенно от низких частот и выше. Средним не хватает пышности / плавности, верхние басы плотные и точные, но не такие глубокие, как OPA2107. Глубина SoundStage уже великолепна, как и визуализация и текстуры. Высокие ноты на трубах / скрипках имеют тенденцию быть резкими на ощупь. Все упомянутые проблемы теперь устраняются после достаточной отработки. Низкие средние частоты звучат немного утопленными, но очень близкими к нейтральным.Похоже, что все ноты начинаются и заканчиваются быстрее, давая очень четкую атаку и затухание с лучшим контролем, но все же более естественным / плавным звуком, что впечатляет, поскольку эти два аспекта обычно являются компромиссом. В то время как V6 vivid imaging великолепен, его самая большая сила – глубина звуковой сцены, которая заметно глубже и кажется почти плавающей на некоторых записях. V6 vivid имеет лучший SoundStage по сравнению с OPA2107, который по сравнению с ним звучит немного плоско. Микродинамика определенно больше присутствует во всем спектре, тогда как OPA2107 был на том же уровне только в высоких частотах.Изображение отличное, особенно крайний левый / правый. V6 vivid сочетает в себе великолепную микродинамику высоких частот OPA2107 и расширяет их до средних и даже верхних басов. Это придает текстурам и микродинамике гораздо более естественный характер, поскольку частотный баланс остается неизменным независимо от воспроизводимого материала, что помогает сохранить естественный тон. Бас более плотный и менее пушистый, чем у OPA2107. Композиция так хорошо оценена из-за того, что даже при одновременной игре на нескольких инструментах их собственная тональность и расположение / контуры на звуковой сцене сохраняются.После более чем двух недель прослушивания меня больше всего потрясла способность V6 воспроизводить тон / атмосферу, специфичную для каждого альбома / записи, в то время как есть другие операционные усилители, которые накладывают свою подпись и заставляют все треки звучать одинаково. Странные вещи были замечены с V6 vivid: носовая тональность в некоторых песнях, которую я заметил только сейчас с V6 vivid. Возвращаясь к (пока еще) утопленному в средние частоты OPA2107, эта тональность действительно присутствовала, но я никогда ее не замечал. То же самое происходило с разной звучностью в разных песнях.
После всей этой похвалы справедливо упомянуть и обратную сторону: низкие высокие частоты временами становятся немного агрессивными, что не является самым расслабляющим опытом.
OPA2156ID – становится слишком жарко! Послушал секунд 10 до выключения. Возможно колебание или слишком высокое напряжение (нарастание 40 В; работа при +/- 16,2 В)? Звучит как OPA1642 с чуть большей микродинамикой среднечастотных частот. SoundStage был положен обратно. После второй попытки микродинамика была явно не на должном уровне, звучало нечетко.Я думаю, что этот усилитель либо сломан, либо колеблется. Для проверки еще раз со вторым образцом. Тогда еще нет вывода по этому поводу.

________________________________
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
________________________________
Рейтинг основан только на характеристиках:
Burson V6 vivid
OPA2107
OPA1642
LM833
LME49720

С учетом соотношения цена / качество :
OPA1642 (2.2 €)
LM833 (0,8 €)
OPA2107 (21 €)
Burson V6 яркий (70 €)
LME49720 (2,4 €)
На самом деле разочаровывает то, что производительность соответствует цене.
Я надеялся получить отличную производительность от недорогих и хорошо оснащенных операционных усилителей на ИС (чтобы снизить B.O.M в моих будущих проектах). Может быть, в следующем раунде.

Burson V6 vivid просто потрясающий исполнитель (по крайней мере, в этой схеме), и его следует протестировать, если кто-то хочет максимально улучшить качество его системы.

Потенциальные кандидаты во второй тур:
Burson V6 Classic
AD8599ARZ
OPA2156
OPA1612
OPA1656
LME49990MA
СпарКос СС3062
LME49860MAX / NOPB
2X LT1358 или LT1128ACN8

Не стесняйтесь предлагать другие операционные усилители в комментариях или по электронной почте.
«Перекат операционного усилителя» в усилителе для наушников Objective 2
(последнее обновление: 7 апреля 2018 г.)
Или… Мои приключения в испытании бутиковых операционных усилителей стоимостью 240 долларов в комплекте усилителя за 60 долларов.
Мне стало любопытно понятие «операционный усилитель , вращающийся » с тех пор, как несколько лет назад меня укусил жучок лампового усилителя. Те, кто занимается лампами, всегда собирают эзотерические и дорогие лампы, чтобы опробовать их в своих усилителях, и все это делается с целью добиться этого «совершенного» звука.
Прокатные трубы, не имеющие абсолютно никакого отношения к физическому катанию круглой трубы по поверхности, могли быть названы в честь кругового раскачивающего движения, используемого для извлечения трубы из гнезда.«Прокручивание» имеет еще меньший смысл, когда применяется к вставке микросхем в твердотельную схему усиления и из нее. Как бы то ни было, энтузиасты и аудиофилы часто используют операционный усилитель и как достойный путь модернизации усилителей для наушников.
SparkOS Labs SS3602 и NJR Corporation NJM2068 операционные усилители.
Давайте начнем с начала: что такое операционный усилитель?
Операционный усилитель (ОУ) – один из основных строительных блоков в схемотехнике.Операционный усилитель обычно представляет собой ИС ( интегральная схема – эквивалент множества транзисторов, резисторов и конденсаторов в одной крошечной микросхеме), которая усиливает сигналы. Многие операционные усилители (также известные как двойные операционные усилители ) включают в себя два операционных усилителя в одной микросхеме, по одному для усиления каждого стереоканала: левого и правого.
При обсуждении качества операционного усилителя часто упоминаются несколько технических терминов:
Усиление
Скорость нарастания
Импеданс
Напряжение
Отношение входного сигнала (ниже) к входному сигналу. выходной сигнал (выше) описывается как усиление операционного усилителя.В идеальном операционном усилителе выходной сигнал изменился бы мгновенно, однако в действительности термин « скорость нарастания » описывает, насколько быстро операционный усилитель может изменить выходное напряжение . Идеальный операционный усилитель также будет иметь бесконечно высокий входной импеданс , в то время как выходное сопротивление будет незначительным (0).
Поскольку ни один из этих идеалов невозможен, мы соглашаемся на достаточно высокую скорость нарастания, с достаточно высоким входным импедансом и достаточно низким выходным сопротивлением.
Теоретически микросхема с лучшими измерениями должна звучать лучше всего, однако схема, в которой она находится, должна быть спроектирована таким образом.
Схема операционного усилителя из http://henrysbench.capnfatz.com
Как появился термин «вращение операционного усилителя»?
Операционные усилители используются практически во всем, что имеет разъем для наушников (за исключением ламповых конструкций). В зависимости от устройства могут использоваться дешевые операционные усилители и другие детали; поэтому замена операционных усилителей с лучшими характеристиками – это часто предлагаемый аудиофилами вариант обновления усилителей для наушников. Это делается особенно легко для конечного пользователя, если операционные усилители вставлены в гнезда на плате, а не припаяны на месте.Так родилось понятие «качения» операционных усилителей. Как и , прокатка трубки в ламповых усилителях, это практика замены разных частей (микросхем или ламп), чтобы увидеть, изменилось ли качество звука.
Итак, это неизбежно приводит к вопросу: есть ли слышимые различия между операционными усилителями?
Стоимость большинства операционных усилителей колеблется от 1 до 20 долларов, но есть несколько дорогих, недорогих операционных усилителей, разработанных для высокопроизводительных аудиоприложений. Двойной дискретный операционный усилитель SS3602 от SparkOS Labs является заменой для многих распространенных 8-контактных микросхем формата DIP (двухрядный корпус с прямоугольным корпусом и двумя параллельными рядами электрических соединительных контактов).Обратите внимание, что SS3602 – это не отдельные микросхемы IC (интегральные схемы), а построены из отдельных компонентов и плат (именно это и делает их «дискретными»).
SS3602 имеют квадрат примерно 15 мм и высоту 15 мм от кончика штифтов до вершины. Это означает, что они намного больше, чем типичная микросхема операционного усилителя (приблизительно 8 мм в длину, 9 мм в ширину и 7 мм в высоту), но подходят для многих непортативных усилителей, обеспечивающих достаточный зазор. Чипы SparkOS, хотя в несколько раз дороже монолитных операционных усилителей на ИС (интегральных схемах), требуют гораздо более высоких показателей усиления, шума и тока.Они очень хорошо спроектированы и изготовлены, но насколько они лучше?
Существуют теории, согласно которым шум и ошибки ввода вызывают слышимые различия между операционными усилителями. Источник питания может создавать помехи. Температурные ошибки могут быть вызваны недостаточным рассеиванием мощности при использовании наушников с низким сопротивлением. Эти тесты и результаты обычно не являются частью технических данных производителя и требуют сложного испытательного оборудования для объективного определения результатов, однако они могут учитывать некоторые воспринимаемые различия в качестве звука между различными операционными усилителями.
Собранный комплект JDS Labs Objective 2 DIY Kit со стандартными операционными усилителями.
Тестирование
Этот тест ограничен несколькими важными факторами:
Me
У меня нет волшебных ушей. Это может быть связано с тем, что мне уже за 40, и мой диапазон слуха ограничен. Или это может означать, что я не так требователен, как некоторые лучше натренированные уши. Критическое слушание – это приобретенный навык, и, без сомнения, есть другие, которые более способны различать небольшие различия (честно говоря, я рад, что у меня нет такого уровня способностей – было бы проклятием никогда не быть удовлетворенным ничем. но самый-самый лучший).Иногда я нахожу опыт контрастирования со многими компонентами, которые другие могут страстно пренебрегать. Я считаю, что большинство настроек можно различить, но общее влияние часто невелико, а сам преобразователь, преобразующий электрические сигналы в звуковые волны (будь то динамик или драйвер наушников), безусловно, оказывает наибольшее влияние на звук, который вы слышите.
Я предпочитаю ламповые усилители и винтажное стереооборудование (хотя и не столько для звука винтажных наушников), и, по общему признанию, лампы не имеют линейных плоских размеров и, как правило, предрасположены к теплым искажениям.Я также верю в «окупаемость» и теорию убывающей отдачи. Отличное звуковое оборудование можно приобрести за разумные деньги, и сжатие последних нескольких процентных пунктов субъективной производительности становится экспоненциально (и непомерно) дорогостоящим.
Методика тестирования
Это был далеко не слепой тест. Чтобы поменять местами операционные усилители, мне пришлось приостановить воспроизведение музыки, выключить усилитель, осторожно вытащить старые микросхемы и так же осторожно вставить новые, снова включить усилитель и возобновить воспроизведение музыки.С практикой я улучшил свою технику. Я поместил усилитель вверх дном, рядом и открыл, чтобы облегчить извлечение и установку чипа.
Как и все остальные, у меня есть субъективные предубеждения и ненадежная долговременная память для звуковых сравнений (я никогда не доверяю кому-либо, сравнивая то, что они слышали несколько часов, дней или недель назад). Я верю, что слепые, быстрые сравнения A-B одних и тех же музыкальных пассажей примерно так хороши, как это получается.
Для того, чтобы поменять местами микросхемы операционного усилителя и вынуть их из усилителя, потребовалось около минуты (чтобы не повредить чувствительные контакты).В полном раскрытии, я вошел в это, ожидая услышать кое-что из того, что я читал и слышал о чипах SparkOS Labs, а именно: «значительное повышение качества звука … совершенно другая лига по сравнению с оригиналом в отношении музыкальности, детализации, звуковая постановка, эфир и присутствие ».
Ожидания (большие или маленькие) могут быть проблемой в любом случае. Если вы ожидаете услышать большое изменение, вы можете быть разочарованы небольшим улучшением. Если вы ожидаете, что не услышите никаких изменений, вы можете пропустить любые незначительные улучшения.Итак, как и любой хороший рецензент, я попытался свести к минимуму свои ожидания и предубеждения, не игнорируя при этом их наличие. Я меньше ожидал различий между хорошо зарекомендовавшими себя (и относительно недорогими) стандартными микросхемами операционных усилителей, чем между микросхемами, которые были в 40-50 раз дороже.
Помните, что этот тест проводится энтузиастом аудио, а не в лаборатории. Это субъективно и не включает данные измерений. Я говорю вам то, что слышал, а не то, что можно измерить в идеальном состоянии.На этом этапе вы можете подумать, что существует очень много заявлений об отказе от ответственности. Я ожидаю, что эта статья будет несколько спорной, и я стремлюсь к прозрачности.
Gear
Для тестирования я использовал несколько уважаемых наушников среднего уровня:
Audio-Technica MSR7NC
Meze Audio 99 Classics
Sennheiser HD650
Grado SR325i
пару кастомных клонов Grado (деревянные чашки с драйверами Symphones V7 и V8)
Хотя они не являются лучшими наушниками для эндшпиля, они представляют собой множество различных звуковых сигнатур, некоторые из которых открыты, а некоторые закрыты, а также широкий диапазон импедансов.У всех свои сильные стороны.
Наушники, использованные для этого теста.
Я тестировал ограниченное количество микросхем, но со справедливым диапазоном цен и производителей. Частично это произошло из-за того, что я мог запросить образцы для испытаний, и из-за опасений, что тестирование и обзор быстро превратятся в неуправляемый объем работы. Я создал листы заметок для каждого чипа, надеясь, что запишу различия в воспринимаемом звуке и буду переключаться между чипами, отмечая сравнительные сильные и слабые стороны.Я видел другие аналогичные сравнения, в которых перечислены слышимые изменения звуковой сцены, изображения, низких, средних и высоких частот. Вместо того, чтобы изобретать велосипед, я планировал сделать похожие впечатления.
Я протестировал следующие микросхемы операционных усилителей (цены указаны за микросхему от наименее к наиболее дорогим):
Другие варианты проката операционных усилителей
Собранный JDS Labs O2 можно приобрести на Amazon (или непосредственно в JDS Labs) или версия Mayflower Electronics с установленным и собранным NwAvGuy ODAC.
Если вам интересно попробовать этот тест самостоятельно, возможные варианты прокрутки операционных усилителей от Amazon включают:
Суть этого обзора может быть самым большим камнем преткновения для некоторых читателей. Я использую усилитель Objective 2 (O2) (собранный мной в виде набора из лабораторий JDS). Этот усилитель имеет тенденцию быть поляризационным в сообществе энтузиастов наушников.
Моя очень нестандартная гибридная сборка O2 с трубчатым буфером.
The Objective 2 (O2) Усилитель для наушников
Texas Instruments OPA2107 Операционные усилители в комплекте DIY O2 от JDS Labs .
Происхождение Objective 2
Если вы каким-то образом пропустили уникальную предысторию его разработки, то Objective 2 был первоначально разработан и выпущен с лицензией на открытый исходный код для широкой публики неустановленным лицом, известным под именем NwAvGuy . Он исчез с персональной аудио-онлайн-сцены в 2012 году, но его продукты производятся и продаются по сей день. Поскольку его проекты были выпущены с открытым исходным кодом, он не получает дохода от продолжающегося производства.Он использовал противоречивый, а иногда и конфронтационный подход (его забанили на многих форумах энтузиастов) и поставил перед собой цель создать простой, недорогой и (прежде всего) нейтральный усилитель, который мог бы адекватно питать практически любую пару наушников без дополнительных затрат. фоновый шум. Цель 2 – результат его труда.
My O2 в нормальном состоянии.
Усилитель для наушников Objective 2 имеет множество поклонников и недоброжелателей, но большинство согласны с тем, что ему удается добиться очень низкого уровня шума (шипение схем почти не слышно при увеличении громкости).Это также (в значительной степени по замыслу) нейтральное звучание, что означает почти полное отсутствие окраски музыки, другими словами, отсутствие слышимого усиления или понижения частот. Эта звуковая подпись, однако, заставила многих почувствовать, что усилитель несколько скучный и относительно непривлекательный по звучанию. Некоторые описывают O2 как аналитический, холодный и иногда демонстрирующий высококачественную зернистость (что может быть результатом слышимых искажений). Он может работать от батареи, и есть опасения по поводу правильного управления питанием, когда батареи разряжаются, однако размер и форма усилителя, на мой взгляд, делают его более подходящим для настольного компьютера с выделенным источником питания.
Так зачем использовать O2 для этого теста? Один у меня есть и в целом он мне нравится. Полное раскрытие: я использовал комплект усилителя JDS Labs O2 для создания гибридного усилителя (буферный вход трубки, питающий O2), но для этого теста секция трубки была удалена из схемы, поэтому я использовал исходный вход и выход O2 3,5 мм. для оценки. На самом деле я предпочитаю звук с ламповым буфером в схеме, но я категорически любитель ламп и предпочитаю эту звуковую подпись.
Нравится вам это или нет, но O2 – недорогой продукт на рынке усилителей для наушников и, пожалуй, самый известный и широко используемый энтузиастами.Часто это шлюз или первый усилитель на пути к лучшему звучанию. Низкая цена и повсеместная популярность делают его привлекательным испытательным стендом, чтобы увидеть, стоит ли покупать более дорогие операционные усилители на замену, чем покупать более дорогой усилитель.
Objective 2 спроектирован так, чтобы обеспечивать прозрачное и детальное зондирование, оставаясь при этом относительно простым в электрическом отношении. Имея это в виду, изменения в главном компоненте (таком как операционный усилитель) должны быть заметны, если новый компонент имеет другую звуковую сигнатуру.В усилителе для наушников O2 используются три двойных операционных усилителя в стиле DIP 8, которые можно использовать в домашних условиях. Для этого требуются операционные усилители, которые могут комфортно работать при +/- 12 В (всего 24 В). Это исключает использование отдельных устройств, корпусов для поверхностного монтажа и операционных усилителей низкого напряжения. С технической точки зрения используются сдвоенные операционные усилители, поскольку перекрестные помехи внутри микросхемы обычно лучше, чем остальная часть схемы усилителя для наушников, и часто лучше, чем вилка на самих наушниках.
SparkOS Labs SS3602 операционных усилителей в кастомном усилителе O2 – да, это в корпусе Mac Mini – и наушниках Audio Technica MSR7NC .
Результаты тестов
Здесь вы найдете мою обширную рецензию и заметки обо всех воспринимаемых слышимых различиях между операционными усилителями. Различия должны быть перечислены и тщательно детализированы до тошноты. Как и ожидалось, это будет заряженный и неоднозначный раздел. Все испытания проводились в течение нескольких недель в разное время суток с использованием всего перечисленного выше оборудования. Вот оно.
Четких результатов не было.
Как я ни старался, мне не удавалось последовательно воспроизвести воспринимаемые различия в качестве между заменой операционных усилителей в усилителе для наушников O2.Я бы заметил, что что-то звучало глубже, более контролируемо, демонстрировало большую звуковую сцену и т. Д. Затем я переключался обратно. Или поменяйте наушники. Неизбежно я обнаружил, что не могу повторить впечатление. Иногда я забывал, какие операционные усилители слушал в данный момент, и думал: «Хорошо, я снова слышу улучшение», но обнаруживал, что это был не операционный усилитель, которому я ранее приписывал улучшение.
Так этот результат вызван ограничениями методологии тестирования, оборудования или меня?
Интересно, что тема для операционных усилителей – это та, которую NwAvGuy рассмотрел более подробно в отношении O2.Он прямо заявил, что теория о том, что большинство операционных усилителей звучат иначе, – это миф. «… При правильном использовании в типичном звуковом приложении я предлагаю любому пройти тест на прослушивание и держу пари, что он не сможет отличить три вышеуказанных операционных усилителя друг от друга. Единственная загвоздка в том, что это будет слепой тест , и слушатель не будет знать, какой операционный усилитель какой ». Он утверждал, что операционные усилители должны быть прозрачными и усиливать сигнал, не окрашивая его.
Он заявил, что одна из проблем, из-за которых энтузиасты и обозреватели слышали о различиях между операционными усилителями, заключается в том, что они используются в неправильных приложениях.«Если вы сравните перегруженный операционный усилитель A с перегруженным операционным усилителем B, вы можете услышать некоторые различия в их сильно искаженных характеристиках». Как бы то ни было, при использовании в соответствующем приложении эти различия становятся неслышными. Операционные усилители имеют сложную конструкцию и оптимизированы для различных приложений. Хотя они имеют одинаковую конфигурацию контактов, это не означает, что они совместимы во всех случаях.
Некоторые операционные усилители работают лучше, чем другие, когда используются (выходят за рамки их технических характеристик). Производители будут склоняться к операционным усилителям, которые максимально стабильны в разработанной ими схеме.Например, большинство современных операционных усилителей звука практически никогда не подвергаются нагрузке на скорость нарастания напряжения. «… Любой операционный усилитель со скоростью нарастания 3 В / мкс или выше достаточно быстр практически для любого звукового приложения на планете. А операционные усилители, такие как 5532, могут легко иметь полосу пропускания до 200+ кГц в большинстве приложений, что приводит к незначительному фазовому сдвигу или «задержкам» в звуковом диапазоне ». Использование операционного усилителя, рассчитанного на очень высокую скорость нарастания напряжения, в схеме, разработанной для более медленного чипа, может добавить нестабильность и привести к ухудшению характеристик шума и / или искажений.NwAvGuy также заявляет, что скорость нарастания напряжения операционного усилителя «… в диапазоне 2,5 – 5 В / мкСм идеальна для такого усилителя для наушников с высокой выходной мощностью, как O2».
SparkOS Labs SS3602 операционных усилителей в O2 .
Заключение
Прежде всего, позвольте мне поблагодарить Эндрю Спаркса из SparkOS Labs за предоставленную в аренду микросхемы ОУ SS3602 и его профессиональный и дружелюбный ответ, когда я поделился своими выводами (вероятно, не теми результатами, которых он ожидал). Спасибо также компаниям Analog Devices и Texas Instruments за предоставленные образцы.
Я хочу отметить, что NwAvGuy явно вызвал обозревателей, которые сделали именно то, что я сделал для этого теста. Этим тестерам «не хватает испытательного оборудования, чтобы иметь представление о том, помогают ли их замены операционные усилители, вредят ли они или являются лишь пустой тратой денег. Они просто используют свои уши, прислушиваясь к предвзятому вниманию, и делают всевозможные ошибочные выводы ». Я указываю на это, чтобы убедиться, что я (и читатели) осведомлены об ограничениях такого рода тестов. Без возможности измерить результаты работы операционного усилителя, изменения, которые создают “ другой ” звук, в сочетании с ожиданиями слушателя, могут быть интерпретированы как слушатель, как звучание “ лучше ”, но при объективном измерении могут фактически показывать худшие характеристики. .NwAvGuy протестировал более двух десятков операционных усилителей при разработке O2 и оптимизировал схему для тех, которые прошли наилучшие испытания. Его выбор и комментарии:
При росте менее 4X ничто не могло превзойти NJM2068 [1,15 канадского доллара с Digikey.ca] на стадии усиления O2.
Что касается выходного каскада, то NJM4556 [1,39 канадских доллара с сайта Digikey.ca] был неприкасаемым среди совместимых двойных операционных усилителей DIP8.
Зачем крупному производителю усилителей для наушников использовать более дешевый операционный усилитель, если операционный усилитель лучшего качества можно купить всего на несколько долларов дороже? По логике вещей, вероятно, нет.
Согласно NwAvGuy,
«… , у производителя есть небольшая причина по сравнению с , чтобы не использовать идеальный операционный усилитель . Для другой они, вероятно, имеют контрольно-измерительные приборы на сумму более 50 000 долларов и могут точно измерить разницу между операционными усилителями. Они также разработали схему, в которой находится операционный усилитель , чтобы лучше знать, какие требования наиболее важны. Но похоже, что многие аудиофилы видят только недорогой операционный усилитель на плате, которую нужно заменить.Они могут не понимать остальную часть схемы, иметь какой-либо способ узнать, создают ли они новые проблемы и т. Д. ”
Это действительно гарантирует, что нужно помнить, что часть намерения NwAvGuy при разработке Задачи 2 заключалась в демонстрации того, как Более дешевые варианты могут превзойти более дорогие усилители других производителей, поэтому при разработке O2 могло быть некоторая предвзятость в пользу использования наименее дорогих деталей.
Но как насчет высококачественных дискретных операционных усилителей, таких как SparkOS SS3602, которые специально разработаны для того, чтобы превосходить операционные усилители на микросхемах? Тогда возникает вопрос: слышны ли эти преимущества производительности с учетом ограничений используемого оборудования и ушей на голове? Конечно, мир аудиофилов ценит эти дискретные бутик-заменители, и некоторым они могут дать реальные преимущества.

Номер детали	Ток питания (мкА)	Напряжение смещения (мВ)	Диапазон питания (В)	Скорость нарастания (В / мкс
AD8515	350	5,00	1,8-5,0	5
AD8601	1 000	0.05	2,7-5,0	4
AD8541	55	6,00	2,7-5,0	3
AD8061	8000	6,00	2,7-8,0	300
LM139	3 200	6.00	5,0–3,6	—

Разделение каналов (cs)		110 дБ
Входное синфазное напряжение (В _ICM)		± 12 В мин., ± 13 В тип.
Коэффициент подавления синфазного сигнала (cmr)		Мин. 70 дБ, тип. 100 дБ
Дифференциальное входное напряжение (В _ID)		± 0.5 В
Произведение на ширину полосы частот (g _bw)		10 МГц
Входное сопротивление (R _IN)		≥ 30 кОм, 300 кОм типично
Рабочая температура (T _J)		от -20 ° C до 75 ° C
Выходное сопротивление (R _O)		0,3 Ом
Выходное напряжение 1, максимальное (В _OM1)		± 12 В мин, ± 13 В типично
Выходное напряжение 2, максимальное (В _OM2)		± 15 В мин, ± 16 В типичное
Перепуск (K _ov)		10%
Ширина полосы мощности (pbw)		140 кГц
Рассеиваемая мощность (P _D)		800 мВт
Выходной ток короткого замыкания (I _OS)		38 мА
Скорость нарастания (ср)		8 В / мкс
Ток питания (I _CC)		≤ 16 мА, обычно 9 мА
Номинальное напряжение питания (В ⁺ / В ^–)		± 22 В
Коэффициент подавления напряжения питания (svr)		≥ 80 дБ, 100 дБ типично
Усиление напряжения (A _В)		67 дБ
Усиление напряжения 1 (A _V1)		≥ 88 дБ, 100 дБ типично
Усиление напряжения 2 (A _V2)		≥ 83.5 дБ, 94 дБ типично
эквивалентное входное шумовое напряжение (В _NI)		1,4 мкВ среднеквадр.
входной ток смещения (I _B)		≤ 800 нА, тип 200 нА
входной ток смещения (I _IO)		≤ 150 нА, 10 нА типично
входное напряжение смещения (В _IO)		≤ 4 мВ, 0,5 мВ типичное
температура хранения (T _stg)		от -40 ° C до 125 ° C

Сравнение операционных усилителей: Обзор операционных усилителей | ARCADIY

Обзор операционных усилителей | ARCADIY

Также читайте

Операционные усилители для звука в усилителях » Старинная, винтажная аудио-видео техники

Какой операционный усилитель лучше для звука

Электроника, схемотехника, от души и с умом: для начинающих и для бывалых

Комментарии ВКонтакте

25 thoughts on “ Сравнительный тест Операционных Усилителей для Аудио ”

Добавить комментарий

Электроника, схемотехника, от души и с умом: для начинающих и для бывалых

Комментарии ВКонтакте

25 thoughts on “ Сравнительный тест Операционных Усилителей для Аудио ”

Добавить комментарий

Описание

Операционные усилители: стремление к совершенству – Компоненты и технологии

Литература

Операционный усилитель Burson Audio HD Opamp

ЦАП SU4, подбираем ОУ — hifi-audio.ru

Апгрейд операционных усилителей – audioGO

Операционный усилитель Shootout

Банкноты

Упаковка

Типы операционных усилителей и их сравнение

Каталог

1.1 Обозначение рабочего усилителя

2.1 Пример 1

2,2 Пример 2

2.3 Пример 3

Ⅳ Путаница между операционными усилителями и компараторами

в качестве компараторов? | Аналоговые устройства

Руководство по покупке »Примечания к электронике

Требования к операционным усилителям

Высокое входное сопротивление

Низкий уровень шума

Низкое энергопотребление / ток

Низкое напряжение питания

Выбор подходящей упаковки операционного усилителя

Операционный усилитель – NE5532, двойной, малошумящий, 8-контактный DIP

[Субъективный тест, часть 1] Сравнение операционных усилителей в каскаде усиления напряжения

«Перекат операционного усилителя» в усилителе для наушников Objective 2

Давайте начнем с начала: что такое операционный усилитель?

Как появился термин «вращение операционного усилителя»?

Тестирование

Me

Методика тестирования

Gear

Другие варианты проката операционных усилителей

The Objective 2 (O2) Усилитель для наушников

Происхождение Objective 2

Результаты тестов

Так этот результат вызван ограничениями методологии тестирования, оборудования или меня?

Заключение

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ