Лучшие операционные усилители для звука: сравнение характеристик и звучания

Какие операционные усилители лучше всего подходят для аудиотехники. Как выбрать ОУ для разных участков звукового тракта. Особенности звучания популярных моделей ОУ от ведущих производителей.

Содержание

Основные характеристики операционных усилителей для аудио

При выборе операционного усилителя (ОУ) для аудиотехники важно учитывать следующие ключевые параметры:

Коэффициент усиления — чем выше, тем лучше усиливается слабый сигнал
Полоса пропускания — определяет диапазон частот, который может обрабатывать ОУ
Скорость нарастания выходного напряжения — влияет на способность ОУ точно воспроизводить быстрые изменения сигнала
Уровень шума и искажений — низкие значения обеспечивают более чистый звук
Выходной ток — важен для работы с низкоомной нагрузкой, например, наушниками

Идеальный ОУ должен иметь высокий коэффициент усиления, широкую полосу пропускания, большую скорость нарастания, низкий уровень шума и достаточный выходной ток. Однако на практике приходится искать компромисс между этими параметрами.

Выбор ОУ для разных участков звукового тракта

При проектировании аудиоустройства важно правильно подобрать ОУ для каждого каскада:

Входные каскады и фильтры

Здесь лучше использовать быстродействующие ОУ с высокой скоростью нарастания. Хорошо подойдут такие модели как AD823, OPA1612, LT1364.

Выходные каскады

Для работы с низкоомной нагрузкой (наушники) требуются ОУ с высоким выходным током, например AD8397, LM6172, OPA1622. Для высокоомной нагрузки больше подходят OPA627, AD8066, LME49860.

Преобразователи ток-напряжение

Здесь важны низкий уровень шума и хорошее подавление пульсаций питания. Рекомендуются LT1469, AD8599, OPA1612.

Влияние ОУ на общее звучание аудиосистемы

Операционные усилители могут заметно влиять на характер звучания аудиоустройства. Некоторые ОУ придают звуку особый «почерк»:

OPA627 — детальный, прозрачный звук с глубокой сценой
AD797 — слегка окрашенное, но приятное звучание
MUSES01 — нейтральный звук с высокой детализацией
LT1498 — теплое «аналоговое» звучание

Однако не стоит переоценивать роль ОУ — общее звучание зависит от многих факторов, включая качество компонентов, топологию схемы и настройку.

Современные тенденции в разработке аудио ОУ

Производители постоянно совершенствуют операционные усилители для аудиоприменений. Основные направления развития:

Снижение уровня шума и искажений
Расширение полосы пропускания
Увеличение скорости нарастания
Улучшение стабильности работы
Снижение энергопотребления

Появляются специализированные серии ОУ для аудиотехники, например Texas Instruments SoundPlus или Analog Devices MUSES. Также набирают популярность дискретные операционные усилители, собранные из отдельных компонентов.

Как правильно выбрать ОУ для своего проекта

При выборе операционного усилителя для аудиоустройства следует учитывать несколько факторов:

Определите требования к ОУ исходя из его места в схеме
Изучите характеристики подходящих моделей
Почитайте отзывы и впечатления других разработчиков
По возможности, проведите сравнительное прослушивание
Учитывайте доступность и стоимость ОУ

Не стоит слепо полагаться на характеристики — иногда ОУ со скромными параметрами может звучать лучше более «продвинутого» собрата. Экспериментируйте и доверяйте своему слуху.

Заключение

Выбор подходящих операционных усилителей — важный этап разработки качественной аудиотехники. Современный рынок предлагает огромное разнообразие ОУ с различными характеристиками и особенностями звучания. Правильный подбор ОУ для каждого каскада схемы позволяет добиться желаемого звучания и технических параметров устройства.

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

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

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

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

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

Описание впечатлений об операционных усилителях
Чуть добавил по оу из того что слышал)
1.LT1498-имеет высокое соотношение сигнал-шум, придаёт звуку цифровых устройств аналоговость, немного выделяя вокал, прекрасный ОУ, музыкальный. Сейчас в уан в ток-напряж и буфере
2.AD845 -этот оу создаёт пространство или как говорят аудиофилы строит сцену, лучший из AD слышимых мной.
3.Lm49990- звук не до конца аналитичен,но точен и приятен, небольшой недостаток легковесный бас.
4.opa1612- малошумный оу, почти что точный ровный звук с небольшим креном в басовый регистр, собранные ВЧ. Всё хорошо но из-за высоких характеристик хочется вкусовщины
5.OP27- находка среди винтажных оу. Жирный конкретный звук. Приятный на слух. Красиво звучит бас, вокал и середина. Немного теряются детали, не такой малошумный как новые ОУ. При этом ставился в SONY Es-серий.
6.OPA627— хороший оу без видимых недостатков. Приятен на слух. Имеет множество модификаций и подделок.

А я вот на 627 сделал щуп для осцилоскопа. Теперь вот десятки микровольт видно
По поводу сего чуда в усилителях мощности — ей конкурентов практически нет в плане мизерных входных токов и его дрейфа, и достаточно мало в плане искажений и Кус.
Т.е. если вход уся делать на ней, интегрировать ее вместо классического диф.каскада, то возможно отказаться от применения кондюка в цепи ОС. Без всяких интеграторов. У Lynx есть вариант уся на ней, Lynx5, обещал выложить, когда время появится.
И здесь проскакивали ссылки на еще одну схемку на ней, та которая в основу Lynx5 положена, от голландцев, и тоже Lynx называется.
Если опер этот там поменять на что нибудь другое, то огребем проблемы с постоянкой на выходе, увеличением искажений, или еще какаой фигней.
Да и еще, совокупность параметров 627 как нельзя лучше подходит для применения ее в интеграторах.

http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1525&p=34791&viewfull=1#post34791

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

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

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

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

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

– RL = 600Ω-2kΩ: 0.00003% (typ)

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

— Slew Rate: ±20V/μs (typ)

— Gain Bandwidth Product: 55MHz (typ)

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

— Input Bias Current: 10nA (typ)

— Input Offset Voltage: 0.1mV (typ)

— DC Gain Linearity Error: 0.000009%

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

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

ne5532 — по праву король среди операционных усилителей на биполярных транзисторах, за счет невысокой скорости 9в/мкс имеет не самую высокую детальность, и за счет нее же очень приятный транзисторный звук, дает хорошее усиление и звуковую картину прямо перед лицом, каждый элемент музыки крупнее и ближе к слушателю. Все это только при условии правильной схемы питания — двух электролитов не менее 100мкф с плюса и минуса питания на землю и трех керамических конденсаторов 0. 1мкф с плюса с минуса на землю и между плюсом и минусом питания. В сочетании с операционным усилителем tl072 в качестве интегратора (dc servo) дает легендарный звук классических английских студийных консолей(микшерных пультов).

opa2134 (opa134) — горячо любимый многими операционный усилитель со скоростью 20в/мкс — его секрет это искажения в виде кучи гармоник на средних и высоких частотах, что в звуке очень теплая ламповая середина и верх, именно благодаря таким особенностям он дает то, что больше не сможет дать ни один другой операционный усилитель со схожими характеристиками, и именно поэтому его выбрали для своих приборов такие производители как Digidesign, AVID, Dangerous, Black lion. Отлично сочетается в последних интерфейсах Pro tools HD с интеграторами(dc servo) на медленных opa2227.

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

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

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

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

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

opa2227 — антипод lm6172 самый медленный 2в/мкс и потому самый красочный и яркий окрашенный ОУ c большим звуком и потому по праву считается одним из лучших ОУ для применения в качестве интегратора (dc servo) со многими быстрыми ОУ со входом на полевых транзисторах, такии как ada4627, opa2134, opa134, opa827, opa627.

opa1611 — достаточно свежий ОУ, активно тестируемый всеми кто не боится SOIC пайки, в сравнении с ne5532 более детальный, с меньшим усилением и без эффекта приближения как у 5532 однако сразу дающий увидеть все отражения ревербов, все мелочи эффектов и даже искажения и косяки записи, не так остро как с lm6172 но уже намного четче, естественно скорость 27в/мкс так же дает и явный недостаток — звук бледный, стерильный, без окраса, поэтому без интегратора(dc servo) типа tl032 этот ОУ не будет вам приятен, он будет детальный и аналитичный, но скучный, и только медленный ОУ с полевым входом сможет вдохнуть в него жизнь. В моей консоли с ролью интегратора хорошо справился и старый добрый tl072 с 13в/мкс, но все же более медленный ОУ будет предпочтительней. Плюс забыл добавить что opa1611 ощутимо добавляет бас в сравнении с ne5532 и отдаляет вокал.

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

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

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

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

https://arcadiy.pro

Качество ОУ и Апгрэйд СД проигрывателей на audioportal.su

Sparkos Labs, Inc. Дискретные операционные усилители для усиления звуковых сигналов

Операционные усилители на интегральных схемах 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 сейчас 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 нагруженный каскодом Дарлингтон 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 двухполюсную 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 RMS (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.
Самый компактный дискретный операционный усилитель на рынке.
100% Смещение класса A.
Двухполюсная компенсация.
Конденсаторы НПО.
1% металлопленочные резисторы.
SS3602 Dual
Применение:
Предусилители.
ЦАП.
Компрессоры.
Звуковые карты.
Стадии усиления.
Микрофонные усилители.
Усилители RIAA.
Кроссоверы/Фильтры.
Смесители.
Линейные драйверы.
Линейные приемники.
Любой операционный усилитель в звуковом тракте.
Ознакомьтесь с другими нашими продуктами и снаряжением.
Подпишитесь сейчас, чтобы получить код купона и шанс выиграть бесплатные устройстваПобедители выбираются случайным образом ежемесячно
Потому что мир должен знать.
Звуковые операционные усилители. Вы ищете коэффициент усиления контура, а не пропускную способность
Дискретные операционные усилители и почему они превосходят интегральные схемы.
Введение: Существует множество мнений и предпочтений относительно выбора операционных усилителей для аудиосхем Hi-Fi. Вопрос, на который мы пытаемся ответить, звучит так: «Какой операционный усилитель лучше всего подходит для аудиоприложений?» Мы идем на Digikey, ищем AD, LT, LM и NE, и быстро обнаруживаем, что наши глаза остекленели от перегрузки спецификаций. Мы читаем обзоры, читаем форумы и в отчаянии обращаемся за советом к парню справа –
На самом деле, LM741 — худшее устройство, которое только можно себе представить для использования в Hi-Fi-аудио. Но опять же, он самый *интересный* человек в мире, и не обязательно самый проницательный в понимании нюансов выбора операционных усилителей.
При выборе операционного усилителя аудио класса некоторые выбирают устройства с высоким коэффициентом усиления контура, поскольку хорошо известно, что высокий коэффициент усиления контура обеспечивает более точный усилитель и более низкие характеристики THD. Другие осуждают использование устройств с высоким коэффициентом усиления, утверждая, что высокий коэффициент усиления имеет слышимые эффекты, и ни один из них не является желательным. Другим нужна высокая скорость в виде высокой скорости нарастания и широкой полосы пропускания, следуя старой поговорке «чем быстрее, тем лучше». В этой статье исследуются компромиссы, различия и неотъемлемая природа некоторых из этих спецификаций. Будут рассмотрены методы компенсации операционных усилителей и их влияние на скорость, усиление и полосу пропускания. Недочеты и подводные камни будут раскрыты. Компьютерщик уровень 9будет достигнуто. И, наконец, будет представлена гораздо более совершенная альтернатива монолитному (ИС) операционному усилителю.
Предыстория: Есть вещь, которая связывает усиление, скорость нарастания и пропускную способность, и это компенсация операционного усилителя. Он есть у всех операционных усилителей, а те, у которых его нет, являются осцилляторами. Чтобы полностью понять компенсацию, я должен теперь дать некоторую предысторию для предыстории.
Операционные усилители всегда работают с некоторой внешней обратной связью, когда часть выходного сигнала возвращается на вход. Если мы начнем рассматривать схемы операционных усилителей, мы увидим, как это делается с помощью резистора обратной связи RF. Справа типичная схема инвертирующего операционного усилителя, коэффициент усиления которого определяется отношением Rf/Ri. Цель обратной связи состоит в том, чтобы установить коэффициент усиления с обратной связью и предоставить операционному усилителю возможность «наблюдать за своим собственным выходом», чтобы его выход можно было точно увязать с зеркальным отображением входного сигнала, умноженного на коэффициент усиления с обратной связью. . Действие обратной связи часто описывается как способ для операционного усилителя «исправить себя», когда выходной сигнал не отражает входной, однако это несколько искаженное представление действия обратной связи, поскольку оно ложно подразумевает, что выходной сигнал операционного усилителя отклоняется от того, где он должен был быть. На самом деле это не так, потому что усиление разомкнутого контура операционных усилителей предотвращает возникновение таких отклонений. Лучший способ описать действие обратной связи состоит в том, что оно используется для удержания выходного сигнала операционных усилителей в зеркальном отображении входного сигнала, умноженного на коэффициент усиления замкнутого контура. То, насколько плотно он его держит, определяется усилением ОУ в ОТКРЫТОМ контуре.
При использовании обратной связи следует с осторожностью относиться к фазовой задержке (фазовому сдвигу или временной задержке), которой обладает операционный усилитель. Он не может удерживать свой вывод на копии своего ввода, если между ними есть временная задержка. К сожалению, все операционные усилители будут иметь некоторую фазовую задержку, связанную с ними, и это вызвано небольшими паразитными емкостями, связанными с транзисторами, из которых изготовлено устройство. Есть несколько таких паразитных емкостей, и они быстро складываются, вызывая быстрый фазовый сдвиг на сотни градусов на частоте перехода внутренних транзисторов внутри операционного усилителя. Если отставание по фазе в операционном усилителе достаточно велико, он будет колебаться, поскольку задержанный сигнал обратной связи заставляет операционный усилитель гоняться за собственным хвостом, что приводит к колебаниям.
Чтобы предотвратить это состояние и поддерживать стабильность, операционный усилитель не должен иметь более полупериода или 180º фазового сдвига в точке, где коэффициент усиления контура упал до 0 дБ. Это условие называется критерием устойчивости Найквиста, и для его обеспечения используется частотная компенсация. Компенсация работает за счет использования одного доминирующего полюса в устройстве, которое срабатывает первым и происходит задолго до того, как фазовые задержки, возникающие из-за внутренних паразитных емкостей, окажут какое-либо влияние. Этот единственный полюс будет систематически сжигать (или уменьшать) усиление и снижать усиление ниже нуля до того, как вступят в действие последующие полюса, и стабильность будет поддерживаться. Вот что делает компенсация. Это гарантирует, что фазовый сдвиг не превысит 180º, пока операционный усилитель все еще имеет коэффициент усиления без обратной связи. Обратитесь к графику справа, чтобы увидеть некомпенсированный усилитель и тот, в котором используется компенсация.
Как видно, некомпенсированный усилитель (показан красным) имеет фазовый сдвиг более 180º (от 180º до 0º), в то время как он все еще имеет около 40 дБ усиления без обратной связи. Когда его петлевое усиление, наконец, пересекает 0 дБ, происходит около 230º фазового сдвига. Эта точка на графике помечена как «колебание», и рассматриваемый здесь усилитель, несомненно, будет делать именно это.
Компенсированный усилитель, показанный синим цветом, имеет фазовый сдвиг около 130º в точке, когда коэффициент усиления падает до нуля. Этот усилитель будет стабильным и, можно сказать, будет иметь запас по фазе 50º. (Запас по фазе — это количество фазы, оставшееся после 180º, что необходимо для стабильности, когда усиление превышает 0 дБ). Компенсация — это то, что делает это возможным. Вы можете видеть, что скомпенсированный график, показанный синим цветом, имеет очень упорядоченный наклон 6 дБ/октаву и фазовый сдвиг около 90° в большей части диапазона частот. Это характеристика однополюсного спада. Он создается одним конденсатором, специально размещенным внутри устройства для спада и уменьшения усиления до нуля до того, как полюса от паразитных конденсаторов внутри операционного усилителя вступят в игру. Он имеет тот же эффект, что и однополюсный фильтр нижних частот, и в некотором смысле это именно то, чем он и является. Каждый когда-либо созданный операционный усилитель использует эту технику для поддержания стабильности. Они используют однополюсную схему компенсации, и все они будут иметь график усиления контура, который всегда падает на уровне 6 дБ/октава.
A Реализация: Поскольку операционные усилители на ИС используют однополюсную компенсацию и, следовательно, имеют спад усиления 6 дБ/октаву, можно построить график максимального теоретического усиления, которое могло бы когда-либо существовать на любой частоте, зная только полосу пропускания. Мы просто проводим линию вверх от точки полосы пропускания с единичным усилением с наклоном 6 дБ/октава, и мы сразу видим, какое усиление контура возможно на любой частоте. Пример этого показан справа.
Представлены три гипотетических усилителя с полосами единичного усиления 1, 10 и 100 МГц. Этот график показывает максимальное теоретическое усиление, которое любой из них может иметь на любой частоте. Имейте в виду, что этот график предназначен для МАКСИМАЛЬНО возможного усиления контура. Данное устройство может иметь меньшее усиление в области низких частот (10–100 Гц), где обычно максимальное усиление контура.
Смысл здесь в том, чтобы проиллюстрировать, как полоса пропускания с единичным усилением устанавливает неотъемлемый предел возможного усиления при однополюсной схеме компенсации. Например, невозможно найти однополюсный компенсированный операционный усилитель с частотой 10 МГц и коэффициентом усиления 80 дБ на частоте 10 кГц. Природа схемы компенсации ограничивала бы коэффициент усиления контура усилителя примерно до 60 дБ на этой частоте. Имейте также в виду, что, когда в техническом описании операционного усилителя указывается коэффициент усиления контура, они указывают МАКСИМАЛЬНОЕ значение, которое обычно происходит при частоте ~100 Гц или меньше, и обычно указывается при постоянном токе. Тот факт, что коэффициент усиления падает до 6 дБ на октаву, считается известным читателю, и часто не упоминается автором описания устройства. Дело в том, что операционный усилитель 10 МГц с указанным коэффициентом усиления 100 дБ в таблице данных по-прежнему будет иметь усиление только 80 дБ на частоте 1 кГц, 60 дБ на частоте 10 кГц и т. д., независимо от того, указано это в таблице данных или нет.
Это не та полоса пропускания, которую вы ищете: Так почему бы нам просто не выбрать устройство с максимально возможной пропускной способностью, зная, что мы одновременно максимизируем петлевое усиление в звуковом диапазоне? Ну, потому что устройства с высокой пропускной способностью — привередливые создания. Судя по причинно-следственной связи, нам не нужен операционный усилитель с частотой 100 МГц для усиления аудиосигналов в диапазоне десятков или даже сотен кГц. И это правда, у нас нет. Конечно, приятно получить усиление контура, которое неразрывно связано с пропускной способностью, но сама по себе высокая пропускная способность не нужна и фактически становится проблематичной, чем выше она становится.
Если вы читаете спецификации устройств с высокой пропускной способностью, вы начнете замечать всевозможные дополнительные вещи и специальные меры предосторожности, на которые нужно обращать внимание, чтобы успешно использовать их в ваших схемах без генерации. Например, им обычно требуются дополнительные обходные конденсаторы источника питания на выводах питания. Некоторые производители рекомендуют их массив, состоящий из тантала, керамики и небольшого NPO для высокочастотной развязки. Ни одно из этих высокоскоростных устройств не рекомендуется использовать в разъемах DIP, поскольку индуктивности разъема достаточно, чтобы нарушить хрупкий баланс, который необходимо поддерживать для обеспечения стабильности. В большинстве этих широкополосных устройств указано максимальное значение резистора обратной связи, которое можно использовать, и обычно оно составляет менее 1 кОм. Это связано с тем, что резистор обратной связи образует дополнительный полюс (и добавляет дополнительный фазовый сдвиг) с входной емкостью устройства. Паразиты разводки платы также должны быть приняты во внимание. Пара десятых доли мощности паразитной емкости на входных контактах достаточна для того, чтобы 100-мегагерцовый операционный усилитель начал нервничать. И если вы планируете использовать ЧТО-НИБУДЬ, что хотя бы отдаленно напоминает емкостную нагрузку, забудьте об этом. Короче говоря, устройства с высокой пропускной способностью плохо подключаются к аудиосхемам с DIP-разъемами.
Когда смелые пытаются установить такое устройство в свою систему, чаще всего устройство будет иметь низкий уровень колебаний в диапазоне МГц, но все же будет воспроизводить аудиосигналы. Это будет звучать как дерьмо из-за колебаний. Чтобы увидеть, как это состояние выглядит на осциллографе, обратитесь к рисунку справа.
Здесь мы видим звуковой сигнал с кучей высокочастотных «пшиков» (колебаний) поверх него. Вот почему устройства с высоким коэффициентом усиления получают минимальную похвалу в некоторых аудио кругах. Дело вовсе не в выигрыше, а в высокой пропускной способности и связанной с этим темпераментности такого устройства. Эти устройства часто будут колебаться в диапазоне МГц при использовании с DIP-разъемами, резисторами обратной связи в несколько кОм, шунтирующими конденсаторами с выводами и печатными платами без заземляющих слоев. Колебания от высокой полосы пропускания — вот что вызывает ужасный звук. Это не имеет ничего общего с прибылью. Если у вас нет осциллографа с достаточной полосой пропускания, вы можете даже не знать, что генерация происходит. Несмотря на то, что усиление и пропускная способность неразрывно связаны, в данном случае виновата пропускная способность, а не усиление.
И дело не в скорости нарастания: Устройства с высокой скоростью нарастания также популярны среди аудиофилов, а высокая скорость нарастания обычно ассоциируется с устройствами с широкой полосой пропускания. Существует уравнение, которое можно использовать для расчета требуемой скорости нарастания устройства, если мы знаем максимальную частоту и пиковую амплитуду сигнала, который должно усиливать устройство. Это уравнение –
Требуемая скорость нарастания (в В/мкс) = 2π F Vpk / 1 000 000
Мы делим на 1 миллион, чтобы получить ответ в вольтах/микросекундах. Если мы опустим деление на 1 миллион, наш результат будет в вольтах в секунду. Скорость нарастания обычно указывается в вольтах в микросекунду, поэтому мы должны разделить на один миллион, чтобы получить результат в этих единицах.
Давайте посчитаем немного и посмотрим, что у нас получится. Большинство операционных усилителей в схемах линейного уровня обрабатывают сигналы с пиковой амплитудой в несколько вольт. Как правило, эти операционные усилители питаются примерно от ± 15 В, поэтому они в любом случае не могут обрабатывать сигналы намного выше пикового напряжения 10 или 12 В из-за ограничений шин питания. (Запас) Верхний предел звуковых частот обычно считается около 20 кГц, но давайте тоже не будем противиться этому и назовем его 160 кГц, что на 3 октавы выше, чем предполагается слышимым человеческим ухом. Итак, какая скорость нарастания требуется от операционного усилителя для воспроизведения пикового сигнала 10 В на частоте 160 кГц? Оказывается, это 10 В/мкс. Довольно медленно, правда? Если мы поступим более разумно и рассчитаем требуемую скорость нарастания для пикового напряжения 5 В на частоте 50 кГц, то для этого нам потребуется всего лишь устройство со скоростью нарастания 1,5 В/мкс.
При математическом анализе может показаться, что чрезмерная скорость нарастания, как и чрезмерная ширина полосы пропускания, не нужны для усиления аудиосигнала. Причина, по которой так много аудиофилов выбирают эти устройства и думают, что они звучат хорошо, заключается в связанном с ними петлевом усилении таких устройств, поскольку было продемонстрировано, что высокие скорости и пропускная способность на самом деле ничего им не дают. То, что они *получают*, это то, что им нравится, так это более высокое петлевое усиление в звуковом диапазоне.
Итак, куда нам двигаться дальше? Кажется, мы застряли, верно? Если вам нужно высокое усиление контура, вы получите его только с высокой пропускной способностью и скоростью нарастания, и нам просто придется иметь дело с сварливым характером таких устройств. Если вам нравится низкое усиление и высокие скорости, вы вдвойне облажались. Можем ли мы иметь все это? Можем ли мы получить радикально высокое усиление контура при разумной полосе пропускания? Можем ли мы компенсировать крутизну спада нашего операционного усилителя, превышающую 6 дБ/октаву?
Двухполюсная компенсация: Если бы мы могли компенсировать наш операционный усилитель с помощью двухполюсного спада, а не одного полюса, мы могли бы удвоить наклон графика усиления до 12 дБ/октаву. Внезапно, теоретически возможно гораздо большее усиление на любой частоте, и это хорошо, потому что это то, что мы ищем в любом случае. Итак, на что это будет похоже?
График коэффициента усиления контура справа показывает 6 гипотетических операционных усилителей с полосой пропускания 1, 10 и 100 МГц, компенсированных однополюсной и двухполюсной схемами. Можно видеть, что для устройства с заданной полосой пропускания контурное усиление теоретически возможно гораздо больше, чем при использовании двухполюсной компенсации из-за более крутого спада усиления. Внезапно двухполюсный компенсированный операционный усилитель с частотой 1 МГц будет иметь такое же усиление на частоте 10 кГц, как и 100-мегагерцовое устройство с компенсацией одного полюса. На частотах ниже 10 кГц двухполюсное устройство имеет большее усиление, чем однополюсное компенсированное устройство.
Так мы можем это сделать? Можем ли мы получить операционный усилитель с двухполюсной компенсацией, большим коэффициентом усиления контура и разумной полосой пропускания? Да, можем, но вы не найдете его в монолитной ИС.
Почти все монолитные ИС используют однополюсную компенсацию, потому что конденсатор, необходимый для ее реализации, мал и требуется только один из них. Размещение конденсаторов внутри ИС — сложная задача, так как конденсатор занимает много места внутри ИС. Значение его емкости должно быть небольшим, чтобы оно подходило. Двухполюсную компенсацию почти невозможно реализовать в ИС, потому что для компенсации требуется как минимум два конденсатора, а значение емкости имеет тенденцию быть больше, чем значение, необходимое для однополюсного. Единственный шанс получить операционный усилитель с двухполюсной компенсацией — собрать его самостоятельно из дискретных компонентов. Такие устройства существуют, изготовлены из крошечных компонентов для поверхностного монтажа и физически совместимы с популярными корпусами ИС, такими как DIP8. Такое устройство можно найти здесь —
Дискретные операционные усилители
Какой тип коэффициента усиления контура и общие характеристики могут быть достигнуты при использовании двухполюсной компенсации по сравнению с однополюсной? Взгляните —
Справа приведены графики усиления контура, сравнивающие операционный усилитель с однополюсной компенсацией и такой же операционный усилитель с компенсацией по двухполюсной схеме. Понятно, что двухполюсная схема обеспечивает радикально более высокое усиление контура. Имейте также в виду, что логарифмическая природа дБ такова, что каждое увеличение на 6 дБ означает удвоение усиления. Так, например, на частоте 1 кГц двухполюсная схема имеет усиление контура примерно на 60 дБ больше, чем однополюсная схема, что означает более чем 1000-кратное усиление в числах «не дБ». Так совпало, что значения THD связаны с усилением, и можно было ожидать также соответствующего 1000-кратного снижения THD.
Круто, да?
К этому времени проницательный читатель, возможно, понял, что двухполюсный спад будет иметь два фазовых сдвига на 90º (по одному от каждого полюса), что приводит к максимально допустимому фазовому сдвигу на 180º, допустимому для стабильности. Красные флажки могут всплывать в уме. Секрет успешной реализации 2-полюсной схемы компенсации заключается в том, чтобы заставить ее вернуться к однополюсному спаду, имеющему только 90-градусный фазовый сдвиг непосредственно перед тем, как петлевое усиление пересекает 0 дБ. Если это может быть достигнуто, критерии стабильности Найквиста все равно будут соблюдены. Это происходит, и это видно на предыдущем графике по тому, как двухполюсный график усиления перекрывает однополюсный график, начиная с области кривой 1 МГц. Это гарантирует наличие достаточного запаса по фазе для обеспечения стабильности. Чтобы увидеть фазовый график с двухполюсной компенсацией, обратитесь к графику справа
Можно видеть, что около 1 МГц двухполюсный спад переходит обратно в один полюс, а фазовый сдвиг возвращается до 90º. Это устройство по-прежнему имеет запас по фазе 75º при кроссовере с единичным усилением, и стабильность будет сохранена. Сдвиг фазы на 180º, существующий в полосе частот, также никогда не является проблемой, потому что, поскольку контур операционных усилителей замкнут, полюса смещаются, и связанный с этим фазовый сдвиг происходит позже по частоте. Это сводится к тому, что для любой схемы с замкнутым контуром (которые операционные усилители всегда работают с замкнутым контуром) не будет фазового сдвига, происходящего в полосе пропускания с замкнутым контуром. Это можно увидеть на следующих графиках, которые иллюстрируют, что происходит, когда цикл закрывается.
Из графика видно, что при замыкании контура с внешней обратной связью полюса движутся наружу. Эта маленькая жемчужина истины часто остается нереализованной, что объясняет многие опасения, связанные с обратной связью и высоким усилением цикла. Люди, как правило, приходят в ярость, когда слышат о 180-градусном фазовом сдвиге в полосе разомкнутого контура, не понимая, что по мере замыкания контура этот фазовый сдвиг не происходит в полосе пропускания с замкнутым контуром.
Заключение: Когда кто-то исследует область операционных усилителей в поисках идеального устройства, следует помнить о нескольких вещах.
Полоса пропускания и коэффициент усиления разомкнутого контура связаны компенсацией. Чем выше коэффициент усиления, тем выше пропускная способность.
Усиление разомкнутого контура, как правило, указывается при постоянном токе и всегда будет падать со скоростью 6 дБ/октава в однополюсных ИС-устройствах с компенсацией.