Лучшие операционные усилители: Лучшие операционные усилители для звуковых схем — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Лучшие операционные усилители для звуковых схем

Выбор операционного усилителя (ОУ) для аудио применений

Условные обозначения, принятые для этой страницы:

Треугольник используется для обозначения операционного усилителя
Вывод подключения напряжения питания положительной полярности (+V) расположен слева от треугольника и направлен вверх.
Вывод подключения напряжения питания отрицательной полярности(-V) расположен слева от треугольника и направлен вниз.
Неинвертирующий вход расположен слева и обозначен знаком «+».
Инвертирующий вход расположен слева и обозначен знаком «-».
Выход ОУ изображается справа в вершине треугольника и направлен вправо
Выводы частотной компенсации или регулировки напряжения смещения справа от контактов питания и направлены вверх или вниз.
Названия корпусов соответствуют стандартизированным обозначениям.

Простой Операционный Усилитель в корпусе DIL8 (V1)

Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : 709, 748, CA3130, LT1028, NE5534, OPA121, AD797

Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V2)

Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : 741, AD711, LF351, LM301, OPA606, TL061, TL071, TL081, OPA604, OPA627 (более специализированные приборы, предназначенные для схем сбора данных, но иногда используются и для аудио)

Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V3)

Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : EL2030

Одиночный ОУ в корпусе DIL8 (V4)

Контакт 4 = -V
Контакт 7 = +V
Примеры : OP07, OP27, OP37, OPA134

Сдвоенный ОУ в корпусе DIL14

Контакт 4 = -V
Контакт 13 = +V
Примеры : 747, NE5533 (двойной NE5534)

Сдвоенный АОП в корпусе DIL8

Контакт 4 = -V
Контакт 8 = +V
Примеры : 1458, 1558, 4559, AD642, AD644, AD647, AD648, AD712, LF353, LM358, LM833, NE5532, JRC5532, OP270 (обратите внимание, есть также OP270 в 14-контактном корпусе), OP275, OPA2107, OPA2111, OPA2134, OPA2604, TL062, TL072, TL082, TL052, JRC072, JRC4558, MC4558, LM4558, MC33078

Счетверенный АОП в корпусе DIL14

Контакт 11 = -V
Контакт 4 = +V
Примеры : 4156, LM124, LM324, LM348, LM837, OPA404, TL064, TL074, TL084, OPA4134, MC33079

Самые популярные ОУ

Некоторые ОУ стали очень популярны и использовались в тысячах конструкций. Кто из электронщиков последних десятилетий не знает uA741? Но uA741, конечно, не единственный сверх — популярный ОУ. У него есть множество «инкарнаций», такие как например uA747 (сдвоенный 741), MC1458 (сдвоенный 741), LM348 (счетверенный 741).

Также стали очень популярными чипы серии TL0xx (TL071, TL072, TL074, TL081, TL082, TL084) и CA3140. Микросхемы LM324, LM358 и CA3140 очень часто применяются в схемах с однополярным питанием. Серии TL07x и TL08x в основном используются для схем с симметричным питанием.

Самые известные, но не обязательно лучшие для аудио…

LM741 и LM324 очень популярны и используются повсеместно, то это главным образом благодаря тому, что они внесли огромный вклад в небольшую революцию в области интегральных усилителей. LM741 и LM324 были «лучше» и стабильнее своих предшественников LM709, но их характеристики вряд ли предназначались для усиления слабых звуковых сигналов. Тем не менее, они все таки для этого использовались, порой даже в схемах микрофонных усилителей.

NE5532 и NE5534 — отличное соотношение цена/качество. Очень подходят для изготовления небольших микрофонных предусилителей или даже предусилителей RIAA (RIAA — сертификация американской ассоциации звукозаписывающей индустрии Recording Industry Association of America). Эти чипы имеют небольшую склонность к нестабильности на высоких коэффициентах усиления (паразитные автоколебания на высокой частоте, обычно неслышимые и видимые только на осциллографе, приводящие однако к искажению звукового сигнала при прослушивании). Однако это явление легко устранить, обеспечив хорошую развязку по питанию и и добавив небольшую емкость в несколько пФ в цепи обратной связи.

Кроме того, иметь четыре ОУ в одном корпусе (например LM324) было и остается весьма практичным, даже при сомнительной линейности и уровне шума этих чипов.

Мое любимые ОУ для аудио

Кое-кто осуждает использование развязки источника питания, так как это может привести к увеличению шума. Лично я выступаю за использование локальной развязки по питанию. Я всегда буду защищать её использование, пока сам не увижу неблагоприятный эффект.

Существует версия NE5534N с более низким уровнем собственного шума, чем у NE5534. Честно говоря, я пробовал оба и не заметил никакой разницы на слух или на осциллографе. Но, возможно, мои тесты были недостаточно «чистыми», чтобы заметить разницу…

TL071, TL072, TL074 — я использовал их много раз для схем усиления сигналов линейного уровня и даже для микрофонных предусилителей (хотя для последних я предпочитаю NE5534). Они дают очень хорошие результаты, а также имеют очень хорошее соотношение цена/качество.

AD797 — эта схема идеальна для изготовления малошумящих микрофонов или предусилителей RIAA. Я использовал этот чип один раз для реализации предусилителя RIAA. Результат меня полностью удовлетворил. На тот момент у меня не было возможности провести сравнения с NE5534 (или 5532), но мне кажется, что последний все же лучше. Однако, это был единичный опыт, и не стоит принимать его за правило.

OPA2134 — используется в микрофонных предусилителях или предусилителях RIAA, а также во входных каскадах некоторых звуковых устройств (микшерных пультов, радиопередатчиков).

OP27 и OP37 — считается «лучше», чем NE5534, особенно с точки зрения уровня шума. И правда, эти микросхемы менее «шумны», чем NE5534, но большая разница в цене между ними и последними мне не кажется оправданной, по крайней мере, для звуковых схем.

Общее правило выбора «правильного» ОУ для звука

Я не знаю никаких магических правил. Вообще говоря, ОУ с биполярными транзисторами на входе всегда предпочтительнее, чем с входами на полевых транзисторах. Тем не менее, OPA2134 (FET) имеет «всего» на 6 дБ больше шума, чем NE5534 (биполярный). Время нарастания ( скорость нарастания выходного напряжения) является важным параметром, который дает хорошее представление о том, что можно ожидать от сигнала большой амплитуды и высокой частоты (скажем, выше 10 кГц для аудио).

Если ОУ недостаточно быстр, не ожидайте от него слишком многого… TL07x (FET) имеет довольно высокий уровень шума (18 нВ/rHz), но его время нарастания 13 В/мкс достаточно хорошее, в любом случае, намного выше, чем у LM741 (0,5 В/мкс)! Кстати, необходимо иметь в виду, что время нарастания около 2 В/мкс достаточно для обработки сигнала частотой 20 кГц с полной амплитудой.

Хорошая репутация, но лично не пробовал

LT1028 — эта довольно старая микросхема, которая всегда считалась одной из лучших в области аудио и много раз использовалась в микрофонных предусилителях, предусилителях RIAA и NAB. К сожалению, ни разу не держал в руках.

LM4562 — более новый чип, чем LT1028, с очень хорошими характеристиками.

LM6172 — может работать на более высокую емкостную нагрузку, чем средние ОУ, и имеет низкий уровень искажений.

AD8599 —

OPA2211 и OPA2827-

Разные производители одних и тех же чипов

NE5534 не обязательно имеет те же звуковые качества, что и другой NE5534, выпущенный другим производителем. Один и тот же образец интегральной схемы могут предлагать разные производители, они не обязательно будут изготавливаться по одним и тем же технологиям, каждая отрасль имеет свои предпочтения и «секреты» производства. Я не претендую на то, что один бренд лучше другого. Тем не менее, похоже, что аудиофилы предпочитают бренд JRC, а не Signetic, Philips или Texas Instruments. Burr Brown — еще один бренд, заслуживший солидную репутацию благодаря высокому качеству в области аудиотехники. Однако мы должны оставаться скромными в этих суждениях и помнить, что есть схемные решения, в которых звуковые различия слышны меньше, чем в других.

Замена операционных усилителей

Безопасно ли менять одну микросхему на другую? Если корпуса содержат одинаковые функциональные блоки (например, два ОУ), то да. Существуют корпуса DIL8, содержащие только один ОУ (например, NE5534), и корпуса DIL8, содержащие два ОУ (например, NE5532). Таким образом, NE5534 и NE5532 имеют идентичный корпус (DIL8), но поскольку их внутренняя структура (распиновка) различается, замена одного на другой может просто привести к их полному выходу из строя!

С другой стороны, замена TL084 (корпус DIL14) на TL074 (также в корпусе DIL14) вполне возможна, поскольку разводка четырех ОУ, которые они оба содержат — идентична.

Обратите внимание, что вы можете использовать для замены ОУ с отличающейся распиновкой, используя сделав (или купив) небольшую плату — перходник. Ничто не мешает вам заменить NE5532 (двойной ОУ в корпусе DIL8) двумя NE5534 (каждый в корпусе DIL8), используя небольшую печатную плату, обеспечивающую механический «интерфейс»

Переведено с французского. Источник >>

Звучание операционных усилителей | Обзоры и статьи

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.

Стоит отметить, что всё написанное не претендует на истину, т.к. многое зависит от техники где стоят операционные усилители и конечно от слухового восприятия.

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.

OPA1611 — точно такой же как и OPA1612, но одноканальный, на левый и правый канал ставится по усилителю.

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.

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.

OPA2211 — звучание нейтральное, точный, аналитичый, детальный звук с отличным тональным балансом и разрешением. Прецензионный усилитель с высоким динамическим диапазоном и чрезвычайно низким шумом. Сверхнизкие искажения 0.000015%, мало-шумный ОУ, скорость нарастания 27 В/мкс, коэффициент усиления 136 дБ.

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

OPA2604 — прекрасное качество звука, сочное, детальное. Очень хороший контроль нижнего регистра, звук играет мышцами. Отличный вокал без явных артефактов, ясность звука выше, чем на LM4562. Слышны тонкие нюансы в работе тарелочек. Усилитель с низким уровнем шума в OPA2604 обеспечивает широкий динамический диапазон даже при высоком импедансе источника.

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).

OPA564 — звучание прозрачное, достоверное, немного отдающее в «теплоту». Высокомощный усилитель с выходными характеристиками 20В и до 1.5А, скорость нарастания 40 В/мкс, THD+N = 0.003%. Широкий рабочий диапазон питания от 3.5 до 24 В.

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.

OPA926 — звучание зависит от схемотехники. Как например в FiiO X7 Mark II + модуль AM3A звук мягкий, со сглаженными деталями и небольшим уклоном в середину. А в FiiO M11 отличная детальность, звук точный и «ровный» как у OPA1622. Изготовлен специально для FiiO, обладает более низкими показателями искажений 0.0003% при 32 Ом, минимальным уровнем шума и в целом более чистым звуком по сравнению с AD8397.

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.

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

LME49860 — звучание приятное 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.

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.

LS6132 — китайская копия усилителя TPA6132A2 и PAM8908, с коэффициентом гармонических искажений 1% и выходной мощностью 33 мВт на канал.

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

Maxim MAX98512 — звук ровный, детальный, близкий к аналитичности.

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.

PAM8901 / PAM8908 — звук очень похож на TPA6132A2. Плотный бас, хорошая проработка СЧ диапазона, ВЧ немного сглаженны. Неплохой усилитель, широко распространенный в беспроводных гарнитурах и наушниках, с коэффициентом гармонических искажений 0.03% и выходной мощностью 25 мВт на канал.

SABRE ES9603 — звучание в сторону мониторности, бас собраный и четкий (без бубнения), середина чистая, высокие частоты детальные без излишних «циканий», неплохая ширина сцены. Усилитель непревередлив к нагрузке и выдает довольно стабильные показатели на разной нагрузке.

SSM6322 — усилитель для повышения точности передачи звука в Hi-Fi приложениях в портативной технике, в том числе для мобильных телефонов, расчитанный на нагрузку до 32 Ом, с довольно высоким выходным током 100 мА. Звучание достаточно чистое, без «бубнежки» в нижнем диапазоне и аккуратно сглаженные высокие частоты, без потери деталей.

TFA9891 / TFA9892 — звучание с уклоном в средний и низкочастотный диапазон. Усилители класса D с высоким коэффициентом производительности (при 12В до 15 Вт) для портативных устройств. Гармонические искажения 1%.

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.

TPA6132A2 — маркируется как «AIWI». Звучание с уклоном в нижний регистр, сочный бас, качественная проработка СЧ диапазона, ВЧ немного сглаженны. Неплохой усилитель, широко распространенный в беспроводных гарнитурах и наушниках, с коэффициентом гармонических искажений 0.01% и выходной мощностью 25 мВт на канал.

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.

ADA4896-2 / ADA4897-1 / 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. ADA4896-2 выпускается в 8-выводных корпусах LFCSP и MSOP. ADA4897-1 выпускается в 8-выводном корпусе SOIC и 6-выводном корпусе SOT-23. ADA4897-2 выпускается в 10-выводном корпусе MSOP.

AD45257 — сильные стороны звучания этого усилителя голос, глубокий бас, объемная сцена.

AD45275 — звучание мягкое, нехватает воздушности и детальности, сцена довольно узкая, инструменты словно в одном ряду. Усилитель с низким уровнем шума, ширина полосы частот в 180 МГц и скорость нарастания выходного напряжения в 225 В/мкс.

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.

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%.

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.

Cirrus Logic CS35L40 — чистый, ровный и детальный звук, с хорошим запасом громкости.

Cirrus Logic CS35L41 — мощный моно усилитель звука класса D с DSP для динамиков мобильных устройств с пиковыми показателями 5.3 Вт и 11 В. Обеспечивает встроенным динамикам чистое насыщенное звучание без перегрузок приводящих к «хрипению».

Cirrus Logic CS43130 — звучание эмоциональное, с окраской под ламповые усилители и виниловые проигрыватели. ЦАП со встроенным усилителем, разработанный специально для мобильных устройств с низким уровнем шума и низким энергопотреблением.

HT4832 / HT4831 — китайская копия усилителя TPA6132A2 и PAM8908, с коэффициентом гармонических искажений 0.014% и выходной мощностью 20 мВт на канал.

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 / LMH6644 — буфер, токовый повторитель до 75 мА, скорость нарастания 130 В/мкс, увеличивает мощность выходного сигнала без окрашивания звука.

Burson Audio Supreme Sound Op-Amp — это специализированные дискретные операционные усилители построенные на отборных элементах для применения в усилительных каскадах высококачественной аудио техники. SS (Supreme Sound) обладают более широкой частотной полосой, и могут работать в большом диапазоне напряжений питания, а эти характеристики имеют ключевое значение для качества звука в аналоговых аудио усилителях.

Burson Audio Supreme Sound Opamp V5i — звучание тёплое, эмоциональное. Бас акцентированный, слоистый, хорошее разделение инструментов этого диапазона. Средние частоты, голос очень эмоциональны. ВЧ аккуратно отдалены на второй план.

Burson Audio Supreme Sound Opamp V5 — звук V5 имеет схожее звучание с V5i, только с ещё большей детальностью и с лучшим представлением образов.

Burson Audio Supreme Sound Opamp V6 Classic — звук V6 отличается от V5 еще сильнее. Благодаря совершенно другой схемотехнике выходного каскада он еще более эмоциональный, — акцент здесь больше всего поставлен на средних частотах.

Burson Audio Supreme Sound Opamp V6 Vivid — звучание динамичное и прозрачное. От невероятного динамического диапазона, трехмерной звуковой сцены, до способности воспроизвести мельчайшие микродетали.

THX AAA (Achromatic Audio Amplifier) — запатентовоное интегральное решение размещения отдельным блоком группы операционных усилителей со специально спроектированной для них обвязкой. Данное реализация позволяет уменьшить потребление энергии, снизить интермодуляционные, гармонические и переходные искажения и добиться максимально реалистичного звучания.

THX AAA-28 (применяется OPA1662, он же OUQI) — звучание имеет характер мягкой подачи, — немного приподнятые нижние частоты, ровная середина, сглаженные высокие частоты, сцена ниже среднего.

THX AAA-78 (применяются OPA1662, LMH6644, OPA1442) — звучание достаточно ровное, с микроакцентом на низких частотах, ровная и правильная середина, ВЧ совсем чуть-чуть сглаженны без потери детальности и воздуха, с глубоким послезвучием.

THX AAA-788 (применяются OPA1602, TPA6120A, OPA926) — звук практически ровный, с правильной тональностью, имеется небольшое сглаживание ВЧ диапазона.

THX AAA 789 (применяются OPA564, OPA1602) — звук можно назвать мониторным, абсолютно ровный по всему частотному диапазоны, очень детальный, передающий все микронюансы.

THX AAA-888 (применяются OPA564, OPA1612) — звучание также можно назвать мониторным, абсолютно ровный по всему частотному диапазоны, очень детальный, передающий все микронюансы. Отличает от THX AAA 789 лишь чутьт более теплым звучанием.

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.

Дополнительная информация:

Категория: Обзоры и статьи
Рубрика: Аудио и видео техника
Номер: 353

Сравнительный тест Операционных Усилителей для Аудио

Содержание

1 Лабораторная установка
2 Подопытные кролики
3 Результаты измерений
4 Дифференциальный усилитель
5 I-V преобразователь
6 Аутсайдеры
7 Маленькие полезности
8 И это только начало. ..

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?

лучших операционных усилителей 2022 года

Примечание редактора: этот блог был первоначально опубликован в декабре 2019 года, но был обновлен для обеспечения точности. .

‍

Операционные усилители, также известные как «операционные усилители», обычно используются при разработке аналоговых электронных схем. Инженеры всех уровней квалификации часто включают эти рабочие лошадки в свои электронные конструкции.

Карл Д. Шварцель-младший из Bell Labs подал патент на «суммирующий усилитель» в 19 году.41. Первоначально устройство использовалось для выполнения математических операций на аналоговых компьютерах. Таким образом, компонент заслужил «операционную» часть своего названия.

Сегодня операционные усилители являются строительными блоками многих современных аналоговых электронных схем. Устройства по-прежнему выполняют сложные математические операции, такие как интегрирование и дифференцирование. Однако благодаря своей низкой стоимости, оптимальной производительности и широкой доступности эти универсальные компоненты используются во множестве бытовых, промышленных и научных приложений.

Например, операционные усилители используются в аудиоусилителях, видеоприложениях, интерфейсах медицинских датчиков, регуляторах напряжения, приемниках основной полосы частот, аналого-цифровых преобразователях и многом другом.

Технически операционный усилитель представляет собой усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления и дифференциальными входами. Обычно встречающиеся в интегральных схемах (ИС), их входные и выходные клеммы создают сигналы напряжения, превышающие то, что проходит через них. Операционный усилитель по существу помогает усилить сигналы, которые обычно ослабевают при прохождении через дискретные элементы в аналоговой схеме. В конечном итоге устройства производят полезный выходной сигнал.

Чрезвычайно высокий коэффициент усиления операционного усилителя нельзя изменить, но с помощью контуров обратной связи можно им управлять. В конечном счете, добавление резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности создает различные конфигурации схемы операционного усилителя, которые будут давать совершенно разные результаты.

В целом адаптивность и универсальность этого устройства с тремя выводами делают его популярным компонентом во многих конструкциях.

Выбор подходящего операционного усилителя

Идеальный операционный усилитель должен иметь бесконечный коэффициент усиления без обратной связи, бесконечный входной импеданс, нулевой выходной импеданс и бесконечную частотную характеристику с нулевым шумом и искажениями. На самом деле ни один операционный усилитель не может удовлетворить всем этим требованиям.
‍
Операционные усилители общего назначения хорошо работают во многих схемах. Однако для некоторых приложений может потребоваться более высокая производительность специального устройства.

Чтобы соответствовать различным конструктивным требованиям для различных приложений, инженеры должны учитывать несколько факторов, чтобы убедиться, что они выбирают правильный операционный усилитель. Эти ключевые атрибуты подробно описаны ниже.

Коэффициент усиления

Одной из наиболее отличительных характеристик операционного усилителя является его высокий коэффициент усиления.

Усиление измеряет коэффициент усиления операционного усилителя — или насколько больше величина его выходного сигнала по сравнению с его входным сигналом. Обычно это называется «усиление без обратной связи» или «усиление напряжения большого сигнала».

Усиление без обратной связи измеряет усиление устройства без положительной или отрицательной обратной связи. Когда указано усиление без обратной связи, оно представляет собой максимальное усиление переменного тока на очень низких частотах. В идеале коэффициент усиления операционного усилителя должен быть бесконечным, но реальные значения обычно находятся в диапазоне от 20 000 до 200 000 Ом.

Для сравнения, большой коэффициент усиления по напряжению сигнала (также известный как AVD) отображает отношение изменения выходного сигнала к дифференциальному сдвигу входного напряжения. Он измеряется на низкочастотном постоянном токе, и усилитель выдает большое выходное напряжение. Обычно это предпочтительнее усиления без обратной связи, обычно в виде В/мВ. Примечательно, что это усиление измеряется без выходной нагрузки, которая учитывает эффекты нагрузки.

Количество каналов

Наиболее распространенное количество каналов для операционных усилителей — 1, 2 или 4. Однако они могут иметь до 8 каналов.

Входной и выходной импеданс

В целом, входной и выходной импеданс операционного усилителя показывает соотношение между напряжением и током.

Входное сопротивление показывает, насколько больше будет протекать ток при увеличении напряжения или насколько уменьшится ток при уменьшении напряжения.

В идеале это значение должно быть бесконечным. Реальные операционные усилители имеют очень высокий входной импеданс (типичные значения могут составлять сотни миллионов Ом). Основное преимущество высокого входного импеданса заключается в том, что для создания напряжения требуется минимальный ток от источника.

Выходное сопротивление, напротив, в идеале равно нулю. Однако большинство реальных операционных усилителей на основе интегральных схем имеют значения выходного импеданса менее сотой доли ома.

Полоса пропускания и коэффициент усиления полосы пропускания

Оптимальный операционный усилитель должен иметь бесконечную полосу пропускания и быть в состоянии усиливать сигнал любой частоты от постоянного до самых высоких частот переменного тока. Однако полоса пропускания реальных операционных усилителей может усиливать звук только в определенном диапазоне частот. Как только он превышает предел частоты, устройство не может воспроизводить звук.

Произведение коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) описывает частоту, при которой усилитель операционного усилителя становится с единичным коэффициентом усиления. Этот коэффициент позволяет разработчикам достичь максимального усиления, которое операционный усилитель может обеспечить для заданной частоты.

Скорость нарастания

Скорость нарастания операционного усилителя — это скорость изменения выходного напряжения, вызванная ступенчатым изменением на входе. Он измеряется как способность устройства изменять свое выходное напряжение на определенную величину за заданный промежуток времени.

Операционный усилитель должен иметь бесконечную скорость нарастания в идеальном мире, а это означает, что выходной сигнал усилителя был бы усиленной копией входного сигнала без искажений.

В реальной конструкции чем выше скорость нарастания, тем быстрее может изменяться выходной сигнал. Инженеры также должны знать, что значения изменения скорости нарастания зависят от типа используемого операционного усилителя. Таким образом, маломощные операционные усилители могут обеспечивать скорость нарастания в один вольт в микросекунду, в то время как более быстрые операционные усилители могут обеспечивать скорость нарастания 1000 вольт в микросекунду.

Шум

Идеальный операционный усилитель должен иметь нулевой шум. К сожалению, все операционные усилители содержат несколько внутренних источников шума, таких как ток, резистор и т. д. Они измеряются на выходе и относятся к входам. Эквивалентное входное шумовое напряжение является наиболее значимым типом шума и также зависит от полосы пропускания. В целом, разработчики должны стремиться к тому, чтобы это значение шума было как можно меньше.

Максимальное входное напряжение смещения

Если бы оба входа операционного усилителя были нулевыми, он выдавал бы нулевой выходной сигнал. Однако из-за производственных дефектов дифференциальные входные транзисторы в реальных операционных усилителях могут не совпадать точно. Таким образом, для обнуления выходного сигнала необходимо приложить небольшое дифференциальное входное напряжение. Оно называется входным напряжением смещения и должно иметь небольшое значение.

Максимальное напряжение питания

В целом, при принятии решения о том, какой операционный усилитель использовать в проекте, инженеры должны учитывать эти факторы и то, как они влияют на конкретные конструктивные требования каждого приложения.

Sourcengine предоставляет обширную глобальную базу данных, содержащую более 1 миллиарда уникальных деталей, которые доступны в любое время и в любом месте для удовлетворения потребностей проекта. Технические характеристики также доступны для каждого элемента.

Ниже приводится краткое описание десяти самых популярных операционных усилителей этого года.

1. LM358ADT STMicroelectronics

Этот компонент содержит два независимых операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной компенсацией. Двойной операционный усилитель работает в широком диапазоне напряжений от одного источника питания. Устройство доступно в корпусе SOIC-8 с шириной полосы пропускания 1,1 МГц (единичное усиление). Компонент имеет типичное входное напряжение смещения 1 мВ, максимальный входной ток смещения 10 нА и максимальный входной ток смещения 50 нА с температурной компенсацией.

Этот двойной низковольтный операционный усилитель с выходом rail-to-rail хорошо подходит для недорогих, компактных и низковольтных приложений. Деталь поставляется в корпусе VSSOP-8 и работает от 2,7 В до 5 В с низким током питания 210 мкА. Эти устройства используются в различных приложениях, включая профессиональные аудиомикшеры, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, настольные компьютеры и многое другое.

3. LM358AN ON Semiconductor

Этот двойной операционный усилитель с одним источником питания выполнен в корпусе DIP-8, как и LM358N. Однако максимальное входное напряжение смещения составляет 3 мВ, а максимальный входной ток смещения — 30 нА. Он работает с типичным входным током смещения 45 нА и максимальным входным током смещения 100 нА, что ниже, чем у LM358N.

LM358N/NOPB имеет внутреннюю частотную компенсацию и имеет корпус DIP-8. Это операционный усилитель с двумя входами с типичным входным напряжением смещения 2,9 мВ и стандартным входным током смещения 5 нА. Входной ток смещения устройства составляет 45 нА, а максимальная сила тока — 250 нА. Он упакован в лампу PDIP8 и обеспечивает защиту от короткого замыкания и возможность обнуления напряжения смещения. Устройство имеет внутреннюю частотную компенсацию, которая помогает обеспечить стабильность без внешних компонентов. Его диапазон напряжения питания составляет ±15 В с большим коэффициентом усиления по дифференциальному напряжению сигнала 200 В/мВ. Широкий диапазон синфазного входного напряжения усилителя и отсутствие защелки делают его подходящим для применения в повторителях напряжения.

6. LM358DT STMicroelectronics

Как и LM358ADT, LM358DT представляет собой устройство двойного назначения, предназначенное для работы в широком диапазоне напряжений от одного источника питания. Два независимых операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной компенсацией поставляются в корпусе SOIC8. Устройство имеет типичное входное напряжение смещения 2 мВ и входной ток смещения 2 нА. Широкая полоса усиления компонента составляет 1,1 МГц, и он может поддерживать два источника питания с диапазоном ±16 В. Кроме того, он имеет значительное усиление напряжения сигнала 100 В/мВ.

7. LM324N Texas Instruments

Этот маломощный счетверенный операционный усилитель имеет широкую полосу усиления 1,3 МГц, максимальное входное напряжение смещения 5 мВ и низкий входной ток смещения 20 нА. Он поставляется в корпусе типа PDIP14 с максимальным смещением 9000 мкВ.

MCP6001T-I/OT предназначен для маломощных и недорогих приложений общего назначения. Один операционный усилитель работает в промышленном диапазоне температур от -40°C до 85°C. Типичное произведение усиления на полосу пропускания усилителя составляет 1 МГц и выполнено в корпусе SOT-23. Это семейство компонентов может работать от одного источника питания с напряжением всего 1,8 В при токе покоя 100 мкА. Его можно использовать в аналоговых фильтрах, ноутбуках, автомобилях и т. д.

LM324AMX/NOPB Четыре операционных усилителя с внутренней компенсацией в одном корпусе SOIC14. Он работает от одного источника питания в широком диапазоне напряжений от 3 до 32 В. Маломощный операционный усилитель общего назначения имеет большой коэффициент усиления по напряжению сигнала, порядка 100 В/мВ. Компонент также имеет ширину полосы усиления 1 МГц с низким входным током смещения 45 нА, низким входным напряжением смещения 2 В и током смещения 5 нА.

10. LM741H Texas Instruments

LM741H — это однофункциональный операционный усилитель с защитой от перегрузок на входе и выходе. Примечательно, что он не имеет защелки, когда превышен диапазон синфазного сигнала. Усилитель общего назначения работает с диапазоном напряжения питания ±15 В и диапазоном максимального напряжения питания ±22 В. Максимальная полоса пропускания составляет 1,5 МГц, а коэффициент усиления по напряжению сигнала составляет 200 В/мВ. Устройство поставляется в корпусе TO-99-8 и является прямой заменой операционных усилителей, таких как 709C, MC1439, LM201 и других.

Инженеры и профессиональные покупатели могут найти цены и сроки поставки этих десяти популярных операционных усилителей, выполнив поиск в глобальной базе данных электронной коммерции Sourcengine. Войдя на рынок, клиенты увидят предпочтительные цены и получат полный доступ к параметрическим данным для более чем 1 миллиарда компонентов на нашем рынке.

Перестрелка с операционным усилителем — Cycfi Research

Время летит! Прошло почти 4 года с тех пор, как я в последний раз обновлял эту страницу перестрелки операционных усилителей. На дворе 2017 год, а эта страница по-прежнему остается самой популярной. Думаю, это означает только то, что люди находят эту страницу полезной. И я всегда рад поделиться информацией. Я обновил страницу, чтобы отразить последние события. Я всегда слежу за новыми операционными усилителями, и новые дополнения были взяты прямо из моей записной книжки.

Обновление

(23 августа 2017 г.): у меня может появиться новый фаворит. См. OPA1692: идеальный операционный усилитель для аудио с низким энергопотреблением?

Обновление

(17 сентября 2017 г.): И еще одно. См. ADA4084: можно ли что-то улучшить?

Вопрос : Какой операционный усилитель хорош для аудио? Ответ: зависит. Есть много факторов, которые следует учитывать, и нет единственного лучшего ответа. Было время, когда меня вполне устраивал дешевый и простой для большинства задач TL072. Если нужно было что-то получше, то есть более дорогой (на тот момент) 5532. Примечательно, что спустя столько лет эти твари еще вполне дееспособны. Я провел небольшое исследование и наткнулся на серию статей: Операционные усилители в слабосигнальном аудио исполнении (часть 1, часть 2, часть 3, часть 4) Дугласа Селфа (EE Times). Статья была написана в 2011 году, но до сих пор в основном рассказывает о TL072 и 5532, а также немного о нескольких более новых разработках позже.

Хотелось бы больше места в статье для современных операционных усилителей. Существует ошеломляющее множество операционных усилителей, от самых универсальных до всевозможных узкоспециализированных конструкций. Итак, я продолжил рыскать по сети в поисках хороших «современных» кандидатов. Основные требования:

Низкий уровень шума
Низкий THD+N
Хороший отклик (скорость нарастания)
Низкая мощность

Это несколько противоречивые требования. Как правило, маломощные операционные усилители имеют удручающие характеристики шума и нелинейных искажений. Мне нужно найти правильный баланс. Итак, вот моя мини-перестрелка с операционным усилителем. 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 5532. Возможно, имеет смысл немного пожертвовать одним или двумя аспектами. Например, действительно ли нам нужен исчезающе низкий THD+N? Для предусилителя звукоснимателя Hex, возможно, нет.

Требование 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 более мощных кандидатов с исключительными коэффициентами шума. Это может быть хорошим выбором для электроники с питанием от порта (например, USB) или конструкций, использующих более мощные перезаряжаемые (например, литий-ионные) батареи. Если подумать, это норма в наше время смартфонов?

Бенчмарк 5532 (и его брат 5534) и TL072 выделены желтым цветом. Я также выделил 4558 желтым цветом из-за его популярности. Сверхмалошумящий высокоскоростной операционный усилитель LMH6629 впечатляет больше всего благодаря чрезвычайно низким искажениям, определяемым как HD2/HD3 = −90 дБн/−94 дБн (где HD2 и HD3 — гармонические искажения 2-го и 3-го порядка соответственно). . Ему вторит LMH6624 с HD2/HD3 = −60 дБн/−76 дБн и коэффициентом шума 0,92 нВ/√Гц при частоте 1 кГц — все еще выдающийся показатель. OPA1611 с коэффициентом нелинейных искажений 0,000015% и коэффициентом шума 1,1 нВ/ВГц по-прежнему выдающийся, но с более разумным энергопотреблением, потребляющим 3,6 мА на усилитель.

То, что началось как запись в блоге, превратилось в бесконечный поиск подходящего операционного усилителя. С тех пор мои нынешние фавориты изменились, отчасти из-за меняющихся 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 предварительных усилителей, те, которые выделены синим цветом, являются моими текущими фаворитами с хорошим общим балансом. Для предусилителей необходим сверхнизкий уровень шума, учитывая, что более поздние этапы (например, компрессоры, овердрайвы и искажения) на пути прохождения сигнала будут усиливать любой шум, присутствующий на этом этапе. Этот шум в конечном итоге превратится в раздражающее шипение на последующих этапах, маскируя низкоуровневые детали звука. Такие детали в конечном итоге будут отброшены нойзгейтом.

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 с довольно респектабельными характеристиками. 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 также вызывает беспокойство. Устройства с более высокой производительностью, очевидно, стоят намного дороже. Возможно, вы захотите прокрутить вправо, чтобы увидеть цену каждого операционного усилителя (см. примечания а1 и а2). Опять же, инженерия — это всегда баланс. Например, более поздние этапы в сигнальной цепочке не требуют максимальной производительности по шуму и меньшей мощности, и более экономичные кандидаты, безусловно, будут разумным выбором.

Примечания

Цена за операционный усилитель; Январь 2017 г. Mouser 100 шт.	а1
Цена за операционный усилитель; Январь 2017 г. Mouser 1000 шт.	а2
Железнодорожный	б
Дифференциальный выход	в
Серия SoundPlus	д
Входной каскад JFET	и
КМОП	ф
Низкое напряжение смещения	г
Серия Overture (серия E со сверхнизкими искажениями, сверхнизким уровнем шума)	ч
Серия микроусилителей	я
Японский	и
Новый дизайн (2011 г. )	к
встроенный режекторный фильтр RF/EMI	л
Процесс BiCom-3x (SiGe, комплементарный биполярный)	п
Искажение указано как HD2/HD3 при f = 1 МГц	или

Упаковка

ДМП	д2
LFCSP	л2
MSOP	м
ПКСП	р
СОИК	с
СОТ	с2
СК	с3
СОП	с4
СОП	с5
СИП	с6
ТСОП	т
ЦОТ	т2
ТССОП	т3
ВССОП	против
ВЛКСП	с
WQFN	w2

Sparkos Labs, Inc.

Дискретные операционные усилители для усиления звуковых сигналов

Операционные усилители на ИС вышли из строя. И мы их убили.

Операционные усилители являются ключевым компонентом для обработки и усиления аудиосигналов. Их можно найти практически во всех аудиоустройствах в виде крошечных интегральных схем (ИС), подобных той, что лежит на спине на картинке. Они также имеют все подводные камни и недостатки, присущие операционным усилителям на интегральных схемах, такие как ограниченное рассеивание мощности и неудобные компенсационные конденсаторы. Дискретные операционные усилители не имеют этих ограничений и являются значительно лучшими операционными усилителями для усиления аудиосигналов, чем их аналоги на интегральных схемах. Они могут работать с гораздо большей мощностью, имеют гораздо более глубокое смещение класса А и обеспечивают гораздо более реалистичный и детальный звук. Дискретные операционные усилители также позволяют использовать высококачественные компенсационные конденсаторы и позволяют использовать двухполюсные схемы компенсации, которые невозможно реализовать в конструкциях ИС. Все это приводит к более детальному и увлекательному восприятию звука с лучшим изображением и звуковой сценой, чем могут обеспечить операционные усилители на интегральных схемах. Короче говоря, дискретные конструкции — лучший операционный усилитель для аудио.

Видеоинструкция по модернизации операционного усилителя.

В этом видео вы узнаете все тонкости дискретных операционных усилителей, что они из себя представляют, как их установить и почему они превосходят операционные усилители на интегральных схемах, которые в настоящее время используются в вашем оборудовании.

Смотрите и наслаждайтесь.

Поднимите свое снаряжение на новый уровень.

Установка дискретного операционного усилителя в большинстве устройств проста, не требует пайки и подключается по принципу plug and play. Просто извлеките операционные усилители IC из гнезд, установите дискретные элементы на их место, а затем приготовьтесь к звуковому блаженству. Приведенное выше поясняющее видео иллюстрирует процесс и объясняет, почему дискретные операционные усилители являются лучшими операционными усилителями для усиления аудиосигналов. И, конечно же, мы здесь, чтобы ответить на все ваши вопросы и вместе с вами пройти весь процесс, если хотите. Свяжитесь с нами сегодня, и мы будем рады помочь вам. Просто знайте, что когда вы отправите контактную форму в Sparkos Labs, вы получите ответ от самого Sparko.

SS3602 Двойной дискретный операционный усилитель

SS3601 Один дискретный операционный усилитель

Измерения искажений:

Мы разработали эти устройства максимально прозрачными в акустическом отношении. Это означает, что операционный усилитель усиливает входящий сигнал и создает на выходе точную увеличенную копию без окрашивания звука или создания каких-либо искажений (THD).

Другими словами, мы стремились заставить эти устройства вести себя как пресловутый «кусок провода с усилением».

Следующие графики были независимо сгенерированы компанией ATM Audio of Spain. Чтобы интерпретировать эти графики, нужно знать, что большой пик в середине является входным сигналом. Любые другие всплески справа от него — это то, что операционный усилитель «добавлял к звуку» (продукты окрашивания или искажения). Эти меньшие пики справа представляют то, что вышло из операционного усилителя, но не вошло в него.

Нашей целью было создать операционный усилитель, в котором ничего подобного не было. И мы подошли чертовски близко. Следует отметить, что не все производители придерживаются этой философии дизайна, и что некоторые намеренно добавляют окраску и искажения в свои устройства, чтобы изменить их звучание. И, эй, это тоже круто. Мы здесь не для того, чтобы завидовать чьей-либо философии дизайна. Мы скорее просто пытаемся проиллюстрировать наши некоторые объективные измерения.

Ссылка на исходный пост в блоге ATM audio, создавшего эти графики, находится здесь.

Графики искажений и THD:

Sparkos Labs SS3602 Дискретный.

Sonic Imagery Labs SIL994 Отдельный.

Texas Instruments LME49720 ИС.

ИС Texas Instruments LM4562.

Burson Audio V5 Дискретный.

Корпорация NJR MUSES01 IC.

Наши дискретные операционные усилители очень популярны и были рассмотрены в следующем разделе.

Aune X8 с дискретными операционными усилителями.

Дискретные операционные усилители в Kinki Studios.

ЦАП Topping D10 и D30 с дискретными операционными усилителями.

Дискретные операционные усилители и звуковая карта Sound Blaster.

Наши дискретные устройства используются в ЦАПах следующих производителей и усилителях мощности на базе Hypex.

ВТВ и Спаркос.

Норд и Спаркос.

Аполлон и Спаркос.

Моджо и Спаркос.

Ребята из Head-Fi знают, что происходит с этими устройствами. Ознакомьтесь с нашей демонстрацией продуктов Head-Fi.

См. обзоры всех наших продуктов и устройств на нашей странице отзывов.

У вас есть вопросы о вашем оборудовании и о том, какие дискретные операционные усилители вам нужны для его модернизации? Свяжитесь с нами сегодня, и сам Спарко поможет вам.

Подробная информация о дискретных операционных усилителях:

Дискретные операционные усилители SS3601 / SS3602 превзойдут практически все монолитные операционные усилители на ИС звукового класса по коэффициенту усиления без обратной связи, шумовым характеристикам, выходному току и величине тока смещения класса A. . Даже желанный монолитный операционный усилитель OPA627 с ценой более 25 долларов имеет усиление на 30 дБ меньше и примерно в два раза больше шума, чем эти дискретные операционные усилители. В приведенной ниже таблице показано превосходство дискретных операционных усилителей Sparkos Labs над массивом монолитных операционных усилителей на ИС аудиокласса.

Обзор:

Все дискретные операционные усилители Sparkos Labs основаны на топологии Lin 3 Stage, состоящей из дифференциальной пары входного каскада, каскада усиления (VAS) и выходного каскада со смещением класса A. режим с двухполюсной компенсацией. Все активные устройства представляют собой транзисторы с биполярным переходом (BJT) для максимальной линейности и гибкости, которые может предложить любое кремниевое устройство. Устройства полностью защищены от перегрузок по току с помощью активных схем ограничения тока на выходных каскадах и каскадах усиления, а также защищены от больших дифференциальных входных напряжений встречными высокоскоростными диодами Шоттки на входах.

Входной каскад:
Входной каскад этих устройств состоит из двойной согласованной пары NPN BJT. Это означает, что на входы устройства будет подаваться небольшой входной ток смещения (обозначенный как Ib), который будет течь в устройство. Диапазон синфазного входного напряжения входного каскада может достигать нескольких вольт ниже напряжения питания, однако наилучшие характеристики достигаются при минимизации этого значения до нескольких вольт выше и ниже уровня земли в приложении с раздельным питанием. Входное напряжение смещения подстраивается на заводе и обычно оказывается лучше 250 мкВ при ±12 В постоянного тока. Входной каскад защищен на случай, если входы будут разнесены, что обычно происходит во время ограничения выходного сигнала или быстрого поворота. Токовое зеркало Cascode Wilson используется в качестве активной нагрузки для входной дифференциальной пары для точного согласования токов между транзисторами входной пары.
Усиление (VAS) Каскад:
Усиливающий каскад устройства представляет собой каскод Дарлингтона, нагруженный для максимально возможной линейности и разомкнутого контура усиления. Напряжение смещения каскода получается из прецизионных опорных шунтов, которые имеют гораздо более низкий динамический импеданс и меньший шум, чем низковольтные стабилитроны, которые обычно используются для получения этого напряжения смещения. В каскаде усиления ток ограничен запирающим действием диода, а не действием обратной связи, что приводит к большей стабильности во время ограничения.
Выходной каскад:
Выходной каскад представляет собой двухтактный эмиттерный повторитель со смещением в режиме класса A с постоянным током 8 мА. Из-за двухтактного действия выходной каскад может подавать или потреблять ток 16 мА, оставаясь при этом в режиме класса А. Выходной каскад автоматически вернется в режим класса AB в случае, если нагрузка потребует большего выходного тока, однако наилучшие характеристики THD будут получены, если выходной каскад останется в режиме класса A. Активное ограничение тока используется в выходном каскаде для защиты от перегрузки по току. Выходные транзисторы представляют собой отдельные устройства с высоким коэффициентом усиления (β) в корпусе SOT23, изготовленные компанией Diodes, Inc., которая разработала специальный процесс изготовления и герметизации, позволяющий их устройствам рассеивать в два-три раза больше мощности, чем типичное устройство в корпусе SOT23. Использование этих устройств вывода позволяет дискретным операционным усилителям Sparkos Labs иметь высокий ток смещения класса A и способность создавать или потреблять гораздо больший выходной ток, чем сопоставимые монолитные операционные усилители в корпусе DIP8.
Компенсация:
Все дискретные операционные усилители Sparkos Labs используют уникальную реализованную 2-полюсную схему компенсации, которая чрезвычайно устойчива к емкостной нагрузке. Это позволяет использовать эти дискретные операционные усилители практически в любой схеме и работать без каких-либо проблем со стабильностью.
Двухполюсная компенсация, несмотря на ее превосходство над однополюсными схемами, не часто используется в монолитных операционных усилителях из-за сложности изготовления как минимум двух конденсаторов, необходимых для ее реализации. Конденсаторы внутри монолитных элементов занимают большую часть площади кристалла, поэтому их емкость и количество сведены к минимуму. Величина емкости, необходимая по крайней мере для одного из двух конденсаторов в двухполюсной схеме, имеет тенденцию быть невероятно большой для монолитных конструкций. Даже если бы площадь кристалла была доступна для двух конденсаторов. Учитывая то, что в дискретных операционных усилителях Sparkos Labs для компенсации используются 3 конденсатора, их невозможно изготовить как монолитные, и они возможны только в виде дискретных операционных усилителей. Таковы причины, по которым дискретные операционные усилители являются лучшими операционными усилителями для усиления аудиосигналов.
Компенсация в ИС:
Монолитные (ИС) операционные усилители в основном используют однополюсные схемы компенсации. Они платят за это уменьшением усиления без обратной связи на звуковых частотах, а также уменьшением максимального усиления без обратной связи, которое они могут иметь в первую очередь. Поскольку схемы компенсации сжигают усиление по своей природе, и поскольку однополюсная схема сжигает его вдвое меньше, чем двухполюсная схема, существует ограничение, которое существует в том, с каким усилением они могут начать с самого начала. Это потому, что они должны убедиться, что они могут сжечь все это к тому времени, когда фазовая задержка сместится на 180˚ для поддержания стабильности. Монолитные операционные усилители, которые ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют высокий коэффициент усиления без обратной связи, всегда имеют чрезмерно широкую полосу пропускания в районе 50 МГц или около того, что делает привередливое устройство склонным к нестабильности и колебаниям. Такие устройства с высокой пропускной способностью также более подвержены вредным воздействиям паразитных компоновок, емкостной нагрузки и резистивных сетей обратной связи. Такие ограничения дают большинству монолитных операционных усилителей, даже хороших, мало шансов на замену.
SS3601 Одинарный
Технические характеристики:
Доступен полный техпаспорт.
Коэффициент усиления разомкнутого контура 140 дБ.
415 нВ среднеквадратичное значение (2,9 нВ√Гц) Шум до 20 кГц.
+/- 18 В пост. тока Макс.
Выходной ток 15 мА класса A.
Максимальный выходной ток 65 мА.
Ток питания 14 мА.
Типичное смещение < 300 мкВ.
Особенности:
Лучший операционный усилитель для усиления аудиосигналов.
Доступен в одинарном или двойном исполнении.
DIP8-совместимый корпус.
Круглые позолоченные булавки.