Site Loader
Posted on 11.06.2023

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.

 

Ricore RT6863 — звук cлитный, массивный, эмоциональный с аналоговой теплотой. Сверхнизкие искажения, коэффициент усиления 135 дБ, скорость нарастания 15 В/мкс. Нагрузочной способностью >100 мА.

 

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

Поделиться:

Выбор лучших по звучанию операционных усилителей с минимально возможным THD+N — действительно лучший способ?

Выбор ОУ с наилучшим звучанием для минимально возможного THD+N — действительно лучший подход ??

Сначала несколько выдержек из рубрики «Интегрированные операционные усилители и их свойства» (со страниц 109-165 в книге «Small Signal Audio Design» — перейдите на
Facebook
от Mr. DOUGLAS SELF)

Введение:
Аудиодизайн в течение многих лет опирался на очень небольшое количество интегрированных типов операционных усилителей; TL072
и 5532 на протяжении многих лет доминировали на рынке аудио слабого сигнала.
TL072 с его входами JFET использовался везде, где были важны его незначительные входные токи смещения и низкая стоимость. Долгое время 5534/5532 были намного дороже, чем TL072, поэтому последний
использовался везде, где это было возможно, в аудиосистеме, несмотря на его низкий уровень шума, искажений и возможности управления нагрузкой
. 5534 (предшественник TDA1034 — см. техническое описание
TDA1034NB)
был зарезервирован для критических частей схемы. Хотя это
заняло много лет, цена 5534 теперь упала до такой степени, что вам нужна очень веская причина
, чтобы выбрать любой другой тип операционных усилителей для работы со звуком.
TL072 и 5532 — это двойные операционные усилители; одиночные эквиваленты — TL071 и 5534. Двойные операционные усилители
используются почти повсеместно, поскольку пакет, содержащий два, обычно дешевле, чем пакет
, содержащий один, просто потому, что он более популярен.
Однако есть и другие операционные усилители, некоторые из которых могут быть полезны, и выбранный диапазон равен 9.0009 здесь.

Свойства операционных усилителей: искажение
Относительно небольшое количество дискуссий о поведении операционных усилителей касается нелинейных искажений, возможно,
, потому что это сложный вопрос. «Точность» операционных усилителей тесно связана, но термин
часто применяется только к работе на постоянном токе. Точность здесь часто указывается в битах, поэтому «20-битная точность
» означает ошибки, не превышающие одну часть от 2 до 20, что составляет -120 дБ или 0,0001%.
Искажение аудиосигнала, конечно же, является динамическим явлением, очень чувствительным к частоте и 9Спецификации DC 0009 совершенно бесполезны для его оценки.
Искажение всегда выражается в виде отношения и может указываться в процентах, в виде числа
децибел или в частях на миллион. С появлением цифровой обработки стало более популярным рассматривать искажение как ошибку квантования
, возникающую из-за использования заданного количества битов.
Рисунок 4.2, как мы надеемся, дает возможность сохранять перспективу при работе с этими различными показателями
.

Существует несколько различных причин искажения в операционных усилителях. Сейчас мы их рассмотрим.

Внутреннее искажение операционного усилителя:
Это то, что можно назвать основным искажением, создаваемым выбранным вами операционным усилителем.
Даже если вы тщательно избегаете проблем с отсечением, ограничением нарастания и синфазным сигналом, операционные усилители
не лишены искажений, хотя некоторые типы, такие как 5532 и LM4562, имеют очень низкие уровни
.
Если искажение появляется, когда операционный усилитель работает с шунтирующей обратной связью, для предотвращения
синфазных напряжений на входах и с очень легкой выходной нагрузкой, то, вероятно,
полностью внутренний, и с этим ничего нельзя поделать, кроме выбора лучшего операционного усилителя.
Если искажение выше ожидаемого, причиной может быть внутренняя нестабильность, вызванная тем, что
помещает емкостную нагрузку непосредственно на выход или пренебрегает развязкой по питанию. Классическим примером последнего эффекта
является 5532, который показывает высокие искажения, если рядом с корпусом нет конденсатора
на шинах питания; Обычно достаточно 100 нФ. На выходе с помощью осциллографа общего назначения не видно реальных колебаний
HF, поэтому проблема
может быть нестабильностью в одном из промежуточных каскадов усиления.

Искажение, ограничивающее скорость нарастания
Хотя это, по сути, состояние перегрузки, полностью ответственность за это несет разработчик. Если пользователи
увеличивают усиление до тех пор, пока сигнал не окажется на волоске от ограничения, они все равно должны быть в состоянии
предположить, что ограничение нарастания никогда не произойдет, даже с агрессивным материалом, наполненным высокими частотами
.
Организовать это не так уж и сложно. Если рельсы установлены на обычном максимуме
, т. е. ±18 В, то максимально возможная амплитуда сигнала составляет 12,7 В (среднеквадратичное значение) без учета
напряжений насыщения выходного каскада. Для чистого воспроизведения этого уровня на частоте 20 кГц требуется минимальная скорость нарастания
всего 2,3 В/мкс. Большинство операционных усилителей могут работать намного лучше, хотя с
OP27 (2,8 В/мкс) вы плывете довольно близко к ветру. Старый LM741 выглядит так, как если бы
был совершенно непригоден для использования, так как его очень ограниченная скорость нарастания 0,5 В/мкс позволяет использовать полный размах выходного сигнала
только до 4,4 кГц.
Ужасно, как сейчас это может показаться, аудиотракты, заполненные LM741, были довольно распространены в начале
1970-х годов. Целые микшеры были построены без каких-либо других активных устройств, и все жалобы, которые были
, в основном касались шума, а не искажения. Причина этого в том, что полноуровневые сигналы на частоте
20 кГц в реальности просто не встречаются; хорошо известно, что энергия на ВЧ-конце звукового спектра намного ниже, чем на низкочастотном конце.
Предполагается, что ограничение нарастания имеет резкое начало по мере увеличения уровня, подобно отсечению.
В общем так и есть. По мере увеличения входной частоты и приближения операционного усилителя к ограничению нарастания входной каскад работает все активнее, чтобы удовлетворить требования компенсационной емкости. Существует абсолютный предел количества тока, который может подавать этот каскад, и
, когда вы нажмете на него, искажения резко возрастут, так же, как это происходит, когда вы нажимаете на шины питания, а
вызывает ограничение напряжения. Прежде чем вы достигнете этой точки, линейность может ухудшиться, но
обычно лишь незначительно, пока вы не приблизитесь к пределу. Обычно нет необходимости держать
большой запас прочности при работе с ограничением скорости. Если вы используете обычные
подозреваемые в мире аудио операционных усилителей — TL072, 5532 и LM4562, с максимальными скоростями нарастания
13, 9 и 20 В/мкс соответственно, вы вряд ли столкнетесь с какой-либо скоростью нарастания
не -линейность.

Правильный выбор операционного усилителя
До недавнего времени предпочтение отдавалось 5532. Он есть практически в каждом микшерном пульте и в большом количестве предусилителей
. Искажения очень низкие, даже при нагрузке 600 Ом. Шум
очень низок, а баланс напряжения и шума во входном каскаде хорошо соответствует
звукоснимателям с подвижным магнитом; во многих приложениях дискретные устройства не дают значительного преимущества
. Производство в больших количествах привело к снижению цены до такой степени, что для выбора любого другого устройства требуется веская причина
.
Однако модель 5532 не идеальна. Он страдает от синфазных искажений. Он имеет высокие токи смещения и смещения
на входах, как неизбежный результат использования биполярного входного каскада (для малошумящего) без
0009 любая схема компенсации смещения. 5532 не в авангарде точности по постоянному току, хотя
на самом деле не так уж и плох. Спецификация напряжения смещения составляет 0,5 мВ типичное, 4 мВ максимальное, по сравнению с
3 мВ типичное, 6 мВ максимальное для популярного TL072. Я фактически использовал 5532 для замены TL072
, когда напряжение смещения было проблемой, но увеличенный ток смещения был приемлемым.
С ужасной неизбежностью сама популярность и превосходные технические характеристики
5532 привели к тому, что он подвергся критике со стороны субъективистов, которые ухитрились убедить себя
, что они могут различать операционные усилители, слушая музыку, воспроизводимую через них. Это всегда заставляет меня смеяться над
, потому что, наверное, нет ни одной музыки на планете, которая не прошла бы через
сотен или более 5532 на пути к потребителю.
LM4562 представляет собой реальный шаг вперед по сравнению с 5532. Тем не менее, он все еще намного дороже
и не идеален — кажется, что его легче повредить избыточными синфазными напряжениями, и есть некоторые свидетельства того, что он более чувствителен к ВЧ. демодуляция.
В некоторых приложениях, таких как недорогие микшерные пульты, биполярные токи смещения
доставляют реальную неприятность, потому что
их удаление от потенциометров эквалайзера для предотвращения царапающих шумов требует
несоответствующего количества блокировочных конденсаторов. Существует множество входных операционных усилителей JFET около
с незначительными токами смещения, но нет явно превосходящего устройства, эквивалентного
или 5532. TL072 используется в этом приложении уже много лет, но его ВЧ-линейность
не является первоклассной. класс и искажения по всему диапазону сильно ухудшаются по мере увеличения выходной нагрузки.
Однако операционные усилители во многих секциях эквалайзера работают в конфигурации шунтирующей обратной связи с
отсутствием напряжения CM на входах, что значительно снижает искажения. Когда требуются низкие токи смещения
с превосходными характеристиками, часто хорошим выбором является OPA2134,
, хотя он как минимум в четыре раза дороже, чем TL072.

Опрошенные операционные усилители: типы входов BJT
В оставшейся части этой главы рассматриваются некоторые типы операционных усилителей и исследуется их производительность,
5532 обычная основа для сравнения. Показанные здесь детали не обязательно предназначены для аудио операционных усилителей
, хотя некоторые из них, такие как OP275 и OPA2134, были специально разработаны как таковые
. Однако все они в разном количестве использовались в аудиоприложениях. Биполярные входные операционные усилители рассматриваются в первую очередь.

Операционный усилитель LM741
LM741 включен сюда только из-за его исторического интереса; в свое время это была очень значительная разработка и, на мой взгляд, первый действительно практичный операционный усилитель. Он был представлен Fairchild в 1968 и считается операционным усилителем второго поколения, а 709 — первым поколением. LM741 имел (и действительно имеет) эффективную защиту от короткого замыкания и внутреннюю компенсацию стабильности при единичном усилении, и с ним было намного проще работать в реальной схеме, чем с его предшественниками. Было ясно, что это было шумно по сравнению с дискретной схемой, и вам иногда приходилось снижать уровень выходного сигнала, чтобы избежать ограничения нарастания, но с осторожностью это можно было использовать в аудио. Вероятно, последнее место, где LM741 задержался, было в интеграторах фильтров эквалайзера с переменным состоянием, где ни посредственные шумовые характеристики, ни плохая способность поворота не являются серьезной проблемой; см. главу 15 для более подробной информации об этом приложении. LM741 представляет собой одиночный операционный усилитель. Двойная версия — LM747. Рисунок 4.19показывает область между 100 Гц и 4 кГц, где искажение возрастает на 6 дБ/октаву. Это результат обычной схемы компенсации Миллера с доминирующим полюсом. Когда начинается ограничение по нарастанию, наклон увеличивается, а THD быстро растет с частотой.

Операционный усилитель NE5532/5534
Операционный усилитель 5532 — это двухполярный операционный усилитель с низким уровнем шума и искажений, с внутренней компенсацией для стабильности при единичном усилении. 5534 представляет собой одинарную версию с внутренней компенсацией для усиления до трех раз, и для стабильности единичного усиления можно добавить внешний компенсационный конденсатор; 22 пФ — обычное значение. 5532 обеспечивает стабильность единичного усиления за счет наличия дегенеративных резисторов в эмиттерных цепях входных транзисторов, чтобы уменьшить усиление без обратной связи, и поэтому он более шумный, чем 5534. Синфазный диапазон входов является здоровым. ±13 В, без проблем с инверсией фазы, если это превышено. Он имеет заметно более высокое энергопотребление, чем TL072, потребляя около 4 мА на секцию операционного усилителя в состоянии покоя. Версия DIL заметно нагревается в состоянии покоя на шинах ±17 В. 5534/5532 имеют входные устройства на биполярных транзисторах. Это означает, что он дает низкий уровень шума при низком сопротивлении источника, но потребляет относительно высокий ток смещения через входные контакты. Входные устройства являются NPN, поэтому токи смещения текут в микросхему с положительной шины. Если вход подается через значительное сопротивление, то входной контакт будет более отрицательным, чем земля, из-за падения напряжения, вызванного током смещения. Входы соединены встречно-параллельными диодами для защиты от обратного напряжения; и не следует насильно тянуть к разным напряжениям. 5532 предназначен для линейной работы, и его использование в качестве компаратора не рекомендуется.
Как видно из рисунка 4.20, 5532 почти не имеет искажений, даже при максимальной нагрузке 500 Ом. Внутренняя схема 5532 никогда официально не объяснялась, но, похоже, состоит из вложенных циклов Миллера, которые допускают высокий уровень внутренней отрицательной обратной связи. 5532 является двойным по сравнению с 5534 и используется гораздо чаще, чем одиночный, поскольку он дешевле в пересчете на операционный усилитель и не требует внешнего компенсационного конденсатора при использовании с единичным коэффициентом усиления. 5532/5534 производится несколькими компаниями, но не все они одинаковы. У Fairchild, JRC и ON-Semi значительно меньший коэффициент нелинейных искажений на частоте 20 кГц и выше, и здесь мы говорим о коэффициенте два или три. Операционные усилители 5532 и 5534 требуют адекватной развязки по питанию, если они хотят оставаться стабильными; в противном случае они кажутся подверженными каким-то внутренним колебаниям, которые ухудшают линейность, но не видны на обычном осциллографе. Существенным требованием является то, что шины +ve и -ve должны быть развязаны конденсатором 100 нФ между ними на расстоянии не более нескольких миллиметров от операционного усилителя; обычно один такой конденсатор устанавливается на корпус как можно ближе к нему. Нет необходимости, а часто и нежелательно иметь два конденсатора на землю; каждый конденсатор между шиной питания и землей несет в себе риск проникновения шума шины в землю.

Операционный усилитель LM4562
LM4562 — это новый операционный усилитель, который впервые стал доступен бесплатно в начале 2007 года. Это продукт National Semiconductor. Это сдвоенный операционный усилитель — одиночной или счетверенной версии нет. Он стоит примерно в десять раз дороже, чем 5532. Входное шумовое напряжение обычно составляет 2,7 нВ/√ Гц, что значительно ниже, чем 4 нВ/√ Гц у 5532. Для подходящих приложений с низким импедансом источника это приводит к полезному шуму. преимущество 3,4 дБ. Ток смещения обычно составляет 10 нА, что очень мало и обычно означает, что используется компенсация смещения с сопутствующими проблемами шума. Однако в ходе тестирования я не обнаружил признаков избыточного шума, а в технических характеристиках этот вопрос умалчивается. Никаких подробностей о внутренней схеме до сих пор не было опубликовано и, вполне вероятно, никогда не будет. Он не привередлив к развязке, и, как и в случае с 5532, 100 нФ на шинах питания рядом с корпусом должны обеспечить стабильность ВЧ. Скорость нарастания обычно составляет ±20 В/мкс, что более чем в два раза быстрее, чем у 5532. Первый график THD на рис. 10 В среднекв. Верх шкалы THD составляет 0,001%, чего вы не увидите ни с одним другим операционным усилителем в этом обзоре. Кривая холостого хода едва отличима от выходного сигнала AP SYS-2702, и даже при большой нагрузке 500 Ом при 10 В среднеквадратичное значение дополнительных гармоник невелико, достигая 0,0007% на частоте 20 кГц. На рис. 4.23 показан LM4562, работающий с коэффициентом усиления в 3,2 раза в режиме последовательной обратной связи, причем оба режима имеют коэффициент усиления по шуму в 3,2 раза. Есть небольшое дополнительное искажение от 500 Ом.
Для рисунков 4.22 и 4.23 сопротивления обратной связи были 2 кОм и 1 кОм, поэтому минимальное сопротивление источника, подаваемое на инвертирующий вход, равно 687 Ом. На рис. 4.24 последовательно с входным трактом были включены дополнительные сопротивления источника (как это было сделано с 5532 в разделе выше, посвященном синфазным искажениям), и это выявило замечательное свойство LM4562 — он гораздо более устойчив к общим помехам. -mode искажения, чем у 5532. При 10 В (среднеквадратичное значение) и 10 кГц, с сопротивлением источника 10 кОм, 5532 генерирует 0,0014% THD (см. рис. 4.6), но LM4562 дает только 0,00046% при тех же условиях. Я сильно подозреваю, что LM4562 имеет более сложный входной каскад, чем 5532, вероятно, включающий каскодирование для минимизации влияния синфазных напряжений. Обратите внимание, что только восходящие кривые справа представляют фактическое искажение. Повышенные уровни горизонтальных дорожек на конце НЧ вызваны шумом Джонсона от дополнительного последовательного сопротивления. Потребовалось невероятно много времени — почти 30 лет — чтобы появился лучший звуковой операционный усилитель, чем 5532, но, наконец, это случилось. LM4562 превосходит почти по всем параметрам, но имеет гораздо более высокий токовый шум. В настоящее время он также имеет гораздо более высокую цену, но, надеюсь, это изменится.

Операционный усилитель AD797
AD797 (Analog Devices) — это одиночный операционный усилитель с очень низким уровнем шума и искажений напряжения. Похоже, что он был разработан в первую очередь для бесплатного применения подводного гидролокатора, но он очень эффективно работает с обычным звуком — если вы можете позволить себе его использовать. Стоимость примерно в 20 раз выше, чем у 5532. Двойная версия недоступна, поэтому соотношение стоимости секции операционного усилителя составляет сорок раз. Это удивительно тихое устройство с точки зрения шумов напряжения, но шумы тока соответственно высоки из-за больших токов во входных устройствах. Ранние версии оказались довольно сложными для стабилизации на ВЧ, но нынешний продукт не сложнее в применении, чем 5532. Возможно, была доработана конструкция, а с другой стороны, мое впечатление может быть полностью ошибочным. AD797 включает оригинальную функцию подавления внутренних искажений. Это описано в техпаспорте производителя. Рисунок 4.25 показывает, что это работает эффективно.

Операционный усилитель OP27
Операционный усилитель OP27 от Analog Devices представляет собой одиночный операционный усилитель с биполярным входом, в первую очередь разработанный для обеспечения низкого уровня шума и точности постоянного тока. Он не предназначался для использования в аудио, но, несмотря на это, его часто рекомендуют для таких приложений, как RIAA и предусилители магнитных головок. Это прискорбно, потому что, хотя на первый взгляд кажется, что OP27 тише, чем 5534/5532, поскольку en составляет 3,2 нВ/√ Гц по сравнению с 4 нВ/√ Гц для 5534, на практике он обычно немного шумнее. Это связано с тем, что OP27 фактически оптимизирован для характеристик постоянного тока и поэтому имеет схему подавления входного тока смещения, которая генерирует синфазный шум. Когда импедансы на двух входах сильно различаются, как в случае с предусилителями RIAA, шум CM не подавляется, и это, по-видимому, значительно ухудшает общие шумовые характеристики. Для биполярного входного операционного усилителя наблюдается высокий уровень синфазных входных искажений, достаточный, чтобы скрыть выходные искажения, вызванные нагрузкой; см. рисунки 4.26 и 4.27. Вполне вероятно, что это также связано со схемой компенсации смещения, поскольку в 5532 этого нет. Максимальная скорость нарастания низка по сравнению с другими операционными усилителями и обычно составляет 2,8 В/мкс. Однако это не та проблема, которая может показаться. Эта скорость нарастания позволила бы получить максимальную амплитуду на частоте 20 кГц 16 В (среднеквадратичное значение), если бы это позволяли шины питания. Особых сложностей с развязкой или стабильностью OP27 я не встречал.

Операционный усилитель OP275
Analog Devices OP275 — один из немногих операционных усилителей, специально предназначенных для аудиоустройств. Его наиболее интересной характеристикой является входной каскад Батлера, который сочетает в себе биполярные и полевые транзисторы. Идея состоит в том, что биполярные транзисторы обеспечивают точность и низкий уровень шума, а JFET обеспечивают скорость и «качество звука JFET». Эту последнюю фразу не очень приятно видеть в техническом описании крупного производителя; звук JFET (если есть) будет звуком с высоким уровнем искажений. Просто предоставьте нам факты, пожалуйста. OP275 — это двойной операционный усилитель; ни одна версия не доступна. Он довольно дорогой, примерно в шесть раз дороже 5532, и его производительность во многих отношениях уступает. Он более шумный, имеет более высокие искажения и не любит больших нагрузок (см. рис. 4.30 и 4.31). Диапазон CM составляет всего около двух третей напряжения между шинами питания, а смещение I высокое из-за биполярного транзистора входного каскада. Если вы не думаете, что во входном каскаде BJT/JFET есть что-то волшебное — а я совершенно уверен, что это не так — его, вероятно, лучше избегать.
THD на частоте 10 кГц с нагрузкой 600 Ом составляет 0,0025 % для шунтирующей и 0,009 % для последовательной обратной связи; во входном каскаде присутствуют значительные синфазные искажения, которые почти наверняка исходят от JFET (я понимаю, что выходные уровни не одинаковы, но я думаю, что это составляет лишь небольшую часть разницы THD). JFET не только не добавляют магических свойств входному каскаду, но и делают его только хуже.

Опрошенные операционные усилители: типы входов JFET
Операционные усилители с входами JFET, как правило, имеют более высокий шум напряжения и меньший шум тока, чем типы входов BJT, и поэтому обеспечивают лучшие шумовые характеристики при высоком сопротивлении источника. Их очень низкие токи смещения часто позволяют упростить схемы.

Операционный усилитель TL072
Операционный усилитель TL072 — один из самых популярных операционных усилителей с очень высоким импедансом на входе и практически нулевыми токами смещения и смещения. Входные устройства JFET демонстрируют наилучшие шумовые характеристики при среднем импедансе в диапазоне от 1 кОм до 10 кОм. Он имеет скромное энергопотребление, обычно 1,4 мА на секцию операционного усилителя, что значительно меньше, чем у 5532. Скорость нарастания выше, чем у 5532, 13 В/мкс против 9 В/мкс. TL072 — это двойной операционный усилитель. Существует единственная версия под названием TL071 со смещенными нулевыми выводами. Однако TL072 не является свободным от THD, как 5532. При использовании звука искажение зависит в первую очередь от того, насколько сильно загружен выходной сигнал. Максимальная нагрузка — это компромисс между качеством и экономичностью схемы, и я бы поставил 2 кОм в качестве нижнего предела. Этот операционный усилитель не лучший выбор для аудио, если только почти нулевые токи смещения (которые позволяют экономить схему, делая ненужными блокировочные конденсаторы), низкая цена или скромное энергопотребление не являются доминирующими факторами. Особенностью этого устройства является то, что входной синфазный диапазон не простирается полностью между шинами. Если синфазное напряжение находится в пределах пары вольт от напряжения V–, в операционном усилителе происходит инверсия фазы, и входы меняют свою полярность. Могут быть действительно ужасные перегрузки, когда выходной сигнал попадает на нижнюю направляющую, а затем резко поднимается, чтобы попасть на верхнюю, или сцена может просто защелкнуться, пока питание не будет выключено. TL072 относительно спокойно относятся к развязке шин питания, хотя иногда они демонстрируют очень заметные колебания, если они находятся в конце длинных тонких линий питания. Для решения этой проблемы обычно достаточно одного или двух развязывающих конденсаторов (например, 100 нФ) на несколько сантиметров, но обычная практика заключается в том, чтобы не рисковать и использовать один конденсатор в упаковке, как и в других операционных усилителях. Из-за синфазных искажений TL072 в шунтирующей конфигурации всегда более линейный. В частности, сравните результаты для нагрузки 3k3 на рисунках 4.32 и 4.33. При более высоких нагрузках разница едва заметна, потому что большая часть искажений исходит от выходного каскада. Операционные усилители TL072/71 склонны к ВЧ-колебаниям, если сталкиваются со значительной емкостью на землю на выходном контакте; это особенно вероятно, когда они используются в качестве буферов с единичным усилением со 100% обратной связью. Иногда бывает достаточно нескольких дюймов гусеницы. Это можно исправить с помощью изолирующего резистора в диапазоне от 47 до 75 Ом, последовательно с выходом, расположенного на конце дорожки операционного усилителя.

Операционный усилитель OPA2134
OPA2134 — продукт Burr-Brown, двойная версия OPA134. Производитель утверждает, что он имеет превосходное качество звука благодаря входному каскаду JFET. К сожалению, но не удивительно, что никаких доказательств, подтверждающих это утверждение, не приводится. Входное шумовое напряжение составляет 8 нВ/√ Гц, что почти вдвое больше, чем у 5532. Скорость нарастания обычно составляет ±20 В/мкс, чего вполне достаточно. Похоже, что он не оптимизирован для точности постоянного тока, типичное напряжение смещения составляет ±1 мВ, но этого обычно достаточно для работы со звуком. Я много раз использовал его в качестве сервопривода постоянного тока в усилителях мощности, низкие токи смещения позволяют использовать резисторы с большими значениями и, соответственно, небольшие конденсаторы. OPA2134 не показывает инверсии фазы нигде в диапазоне синфазных сигналов, что сразу же указывает на то, что он превосходит TL072. Два графика THD на рисунках 4.36 и 4.37 показывают устройство, работающее с трехкратным усилением как в режимах шунтирующей, так и последовательной обратной связи. Очевидно, что проблема проявляется в последовательном графике, где коэффициент нелинейных искажений выше примерно в три раза при 5 В среднеквадратичного значения и 10 кГц. Это искажение увеличивается с уровнем, что сразу же указывает на синфазное искажение во входном каскаде. Искажение увеличивается даже при умеренной нагрузке; см. рисунок 4.38.
Это относительно современный и сложный операционный усилитель. Когда вам нужны входы JFET (обычно из-за значительных входных токов смещения), это определенно лучше, чем TL072; однако он в четыре-пять раз дороже.

Операционный усилитель OPA604
Операционный усилитель OPA604 от Burr-Brown представляет собой операционный усилитель с одним JFET-входом, специально разработанный для обеспечения низкого уровня искажений. Упрощенная схема внутренней цепи в техпаспорте включает в себя загадочную коробку с интригующей надписью «Схема подавления искажений». Это, по-видимому, «линеаризует отклик без обратной связи и увеличивает коэффициент усиления по напряжению», но никаких подробностей о том, как это делается, не приводится; все, что там находится, похоже, было запатентовано, поэтому его можно отследить. Однако, несмотря на это, даже без нагрузки искажения не очень малы (см. рис. 4.39).) и заметно уступает 5532. OPA604 не оптимизирован для точности постоянного тока, типичное напряжение смещения составляет ±1 мВ. OPA2604 — это двойная версия, в которой отсутствуют смещенные нулевые контакты. Спецификация включает в себя обсуждение, которое пытается показать, что входы JFET производят более приятный тип искажения, чем входы BJT. Это необъяснимо упускает из виду тот факт, что гораздо более высокая крутизна биполярных транзисторов означает, что они могут быть линеаризованы путем вырождения эмиттера, так что они производят гораздо меньше искажений любого типа, чем вход JFET [7]. Учитывая, что OPA604 стоит в пять раз дороже, чем 5532, не очень ясно, при каких обстоятельствах этот операционный усилитель будет хорошим выбором.

Операционный усилитель OPA627
Операционный усилитель OPA627 от Burr-Brown представляет собой входной операционный усилитель JFET с лазерной подстройкой и превосходной точностью по постоянному току; входное напряжение смещения обычно составляет ±100 мкВ. Искажения очень низкие, даже при нагрузке 600 Ом, хотя они увеличиваются из-за обычных синфазных искажений, когда используется последовательная обратная связь. OP627 представляет собой одиночный операционный усилитель, двойная версия недоступна. OPA637 представляет собой декомпенсированную версию, стабильную только для коэффициентов усиления с обратной связью, равных пяти или более. Если вы можете себе это позволить, из этого операционного усилителя можно сделать великолепный сервоусилитель постоянного тока для усилителей мощности; он стоит примерно в 50 раз дороже, чем 5532, что в 100 раз дороже на секцию операционного усилителя и примерно в 20 раз больше на операционный усилитель, чем OPA2134, который я обычно выбираю для работы сервопривода постоянного тока. Токовый шум в in очень низок, самый низкий из всех операционных усилителей, рассмотренных в этой книге, по-видимому, из-за использования входных устройств Difet (диэлектрически изолированные JFET), и поэтому он будет давать хорошие шумовые характеристики при высоком сопротивлении источника. Шум напряжения также очень приличный на уровне 5,2 нВ/√ Гц, лишь немного больше, чем у 5532. Случай с последовательной обратной связью едва ли имеет больше искажений, чем шунтирующий, и только на крайнем ВЧ-конце. Похоже, что технология ввода Difet также хорошо работает для предотвращения нелинейности ввода и искажений CM. См. рисунки 4.40 и 4.41.

Мои заданные вопросы можно найти в сообщении #2

Интересные URL-адреса в этом случае:
Survival Between Microphone and Voice Coil от Bruno Putzeys
перейдите на страницу 9, сообщение #84 под
https://www.diyaudio.com /forums/sol…ooks-overview-google-books-9.html#post6739509
и
https://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/Op-Amp-Applications /SectionH. pdf
https://convexoptimization.com/TOOLS/groner.pdf
Profusion Audio Semiconductors — Руководство по аудиооперационным усилителям | Изобилие
https://www.nanovolt.ch/resources/ic_opamps/pdf/opamp_distortion.pdf
ESP SIM (монитор звуковых искажений)

Лучшие звуковые встроенные операционные усилители

#5