比5534好的单运放 运算放大器选择经验总结分享

小编 2024-10-13 产品展示 23 0

运算放大器选择经验总结分享

运算放大器(op amp)是整个模拟电路设计的基石,选择一个恰当的放大器对于达到系统设计指标至关重要。

考虑因素:

1.运放供电电压大小和方式选择;

2.运放封装选择;

3.运放反馈方式,即是VFA (电压反馈运放)还是CFA(电流反馈运放);

4.运放带宽;

5.压摆率大小,这决定全功率信号带宽;

6.Offset电压和Offset电流选择;

7.Offset电压随温度的漂移大小,即ΔVoffset/ΔT大小;

8.运放输入阻抗选择;

9.运放输出驱动能力大小选择;

10.运放静态功耗,即ICC电流大小选择;

11.运放噪声选择;

12.运放驱动负载稳定时间。

在设计开关电源的模拟电路时,有的人根本不知道如何选择运放,手头有什么就用什么,也许你曾经这样做了100次,都幸运的成功了,但是第101次会怎么样呢?另外一些人是恰恰相反,抱着五六本原厂资料翻来翻去,结果好不容易寻到了“梦中情人”,却又买不到。不才向大家推荐一些俗俗的运放,肯定能买到,能适应大多场合。

1. 速度要求不高,或直流放大:LF441(单),LF442(双),LF444(四),TL084(四)(以上运放为JFET输入,阻抗极高,不必考虑输入端的阻抗平衡)OP07(单,高精度,有调零端,速度可是特别慢,用于直流放大不错)

2. 速度比较高,音频范围,倍数不超过100:LF356(单),LF353(双),LF347(四),TL074(四)(以上运放为JFET输入,阻抗极高,不必考虑输入端的阻抗平衡)OP27(单,高精度,有调零端,速度比LF356快)NE5534(用于音响放大,音质很好,但输入阻抗低)

3. 高速OP37(单位频响50MHz,但一定不能用做跟随器!在闭环增益小于5时会自激)。

4. 低压或单电源LM324(太慢)建议使用Maxim公司产品其他特殊场合,如视频放大,超线性放大,低漂移等要求,还是要查查资料再说。

"你焊在电路板上的运放不是教科书上的理想运放!"设计电路时,在考虑了你所考虑的全部问题以后,请注意以下问题:

1. 输出电压摆幅不要期望一般的运放的输出电压能达到供电电压,哪怕你的负载电阻为10M. 一般的通用运放的输出电压的峰峰值都与电源相差1~3V。

2. 共模输入电压范围不要让你的运放的输入端的电位非常接近他的供电电压,否则你会被搞的焦头烂额.例如,你选用的是LF347运放(多数JFET运放都类似),供电电压为正负12V,正输入端电位为-11V,负输入端为-11.5V,你猜输出会是什么?或许你猜错了,是-10V.这就是你超出共模电压范围使用的结果.当然,如果你换成LM324,就没有这种效果了.幸好,现在Maxim公司和NS公司都推出了Rail to Rail运放,他们的共模电压范围和电源电压相同.

3. 输出电压摆率SR如果你正在用运放放大高频大幅值信号,一定不要忽略SR参数,他表示输出电压每微秒最大的变化量.举例说明,uA741的单位带宽为1MHz,SR=0.7V/us,如果你将他接成跟随器形式(增益=1),此时,如果你输入幅值为-5V~+5V,频率为200KHz的方波,那么,输出结果一定使你大失所望,他的输出居然是一个幅值只有2V左右的怪怪的三角波.略做补充:

(1)对于低电势放大线路,还要考虑失调,温漂和输入噪音。

(2)对于高精度线路,应注意共模抑制比,一般来说共模抑制比高的OP其线性较好。

(3)注意输入电阻,双极型OP一般在几百K至几十M。

运放的自激有多种可能引起:

1. 补偿不足. 例如OP37等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象.通过测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,则闭环使用必然自激。

2. 电源回馈自激.从运算放大器的内部结构分析,他是一个多级的放大电路,一般的运放都由3级以上电路组成,前级完成高增益放大和电位的移动,第2级完成相位补偿功能,末级实现功率放大.如果供给运放的电源的内阻较大,末级的耗电会造成电源的波动,此波动将影响前级的电路的工作,并被前级放大,造成后级电路更大的波动,如此恶性循环,从而产生自激。

3. 外界干扰. 确切的说,这并不算自激,但现象和自激相似.输出产生和输入无关的信号.因为我们处于一个电磁波笼罩的环境之中,有50Hz和100Hz的工频干扰,数百Hz的中波广播干扰,数MHz的短波干扰,几十到几百Hz的电视广播和FM广播干扰,1GHz左右的无线通讯干扰等.如果电路设计屏蔽不佳,干扰自然会引入电路,并被放大.如果电路出现自激现象,首先应该判断是哪种原因造成的.第一种自激出现在运放闭环使用,而且增益较低的情况下,一般只有增益小于10的情况下才能出现.其实这种自激最好解决,正确的选择运放即可,对于一些高速运放,其厂家手册中都会注明最低的闭环增益。

与此相反,后两种情况都是在高增益情况下发生,这一点非常重要,可以准确的判断自激的原因.相对而言,后两种自激较难解决,本人不谦虚的说,只有具有一定的模拟电路设计经验,才有可能避免以上情况的发生.基本原则是尽量增加地线的面积,在运放供电印脚附近,一定是附近增加高频退殴电容,采用高频屏蔽等方法消除自激,减小干扰.运放和比较器的区别:运算放大器与专用比较器在变频器主控板的控制电路中比较常见,它的作用也不用我去形容了,做这行的都比我清楚。

1、运放可以连接成为比较输出,比较器就是比较。那么市面上为何单独出售两种产品,他们有相同和不同之处是什么呢?

2、比较器输出一般是OC便于电平转换;比较器没有频补,SLEW RATE比同级运放大,但接成放大器易自激。比较器的开环增益比一般放大器高很多,因此比较器正负端小的差异就引起输出端变化。

3、频响是一方面,另处运放当比较器时输出不稳定,不一定能满足后级逻辑电路的要求。

4、比较器为集电极开路输出,容易输出TTL电平,而运放有饱和压降,使用不便。

关于运算放大器与专用比较器的区别可分为以下几点:

1、比较器的翻转速度快,大约在NS数量级,而运放翻转速度一般为US数量级(特殊高速运放除外)。

2、运放可以输入负反馈电路,而比较器不能使用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但因为其内部没有相位补偿电路,如果输入负反馈,电路不能稳定工作,内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快的原因。

谈谈HIFI设备中各种常见运放的特色

低档运放:JRC4558

这种运放是低档机器使用得最多的。现在被认为超级烂,因为它的声音过于明亮,毛刺感强,所以比起其他的音响用运放来说是最差劲的一种。不过,它在我国暂时应用得还是比较多的,很多的四、五百元的功放还是选择使用它。因为,考虑到成本问题和实际能出的效果,没必要选择质量超过5532以上的运放。而对于一些电脑有源音箱来说,它的应付能力还是绰绰有余的。

运放之皇:5532

如果有谁还没有听说过它名字的话,那就还未称得上是音响爱好者。这个当年有运放皇之称的NE5532,与LM833、LF353、CA3240一起是老牌四大名运放。不过,现在只有5532应用得最多。5532现在主要分开台湾、美国和PHILIPS生产的,日本也有。5532原来是美国SIGNE公司的产品,所以质量最好的是带大S标志的美国产品。而自从SIGNE被PHILIPS收购后,生产的5532商标使用的都是PHILIPS商标,质量和原品相当。而台湾生产的质量就稍微差一些,价格也最便。NE5532的封装和4558一样,都是DIP8脚双运放,5532的内部为JFET(结型场效应管结构),声音特点总体来说属于温暖细腻型,驱动力强,但高音略显毛糙,低音偏肥。以前不少人认为它有少许的“胆味”,不过现在比它更有胆味的已有不少,相对来说就显得不是那么突出了。5532的电压适应范围非常宽,从正负3V至正负20V都能正常工作。它虽然是一个比较旧的运放型号,但现在仍被认为是性价比最高的音响用运放。是属于平民化的一种运放,被许多中底档的功放采用。不过,现在有太多的假冒NE5532,或非音频用的工业用品,由于5532的引脚功能和4558的相同,所以有些不良商家还把4558擦掉字母后印上5532字样充当5532,一般外观粗糙,印字易擦掉,有少许经验的人也可以辨别。据说,有8mA的电流温热才是正宗的音频用5532。

NE5532还有两位兄弟NE5534和NE5535

5534是单运放,由于它分开了单运放,没有了双运放之间的相互影响,所以音色不但柔和、温暖和细腻,而且有较好的音乐味。它的电压适应范围也很宽,低到正负5V的电压也能保持良好的工作状态。由于以前著名的美国BGW-150功放采用5534作电压激励时,特意让正电源电压高出0.7V,迫使其输出管工作于更完美的甲类状态,使得音质进一步改善,所以现在一般都认为如果让正电源高出0.7V音质会更好。

而NE5535是5532的升级产品,其特点是内电路更加简洁,且输出级采用全互补结构。转换速率比5532更高。不过有个缺点就是噪声较大,频带不够宽,底电压工作时性能不够好,所以用于模拟滤波时效果不如5532理想。但在工作电压大于或等于15V时用作线形放大电路,音乐味会比5532好一些。

双运放:AD827

这枚是AD公司的较新产品,它原本是为视频电路设计的,所以它的增益带宽达50MHZ,SR达到300V/us。它与EL2244一样,都是目前市场上电压反馈型双运放的顶级货,一般的运放难望其项背。其高频经营剔透,低频弹跳感优越,其性能指标与实际听感全面胜过其他很多同类产品,音质被一些人形容为无懈可击。且在正负5V的供电下仍有优异的性能。

双运放:OP249

该运放是美国PMI公司的产品,厂家声称是用以取代OP215、LT1057等运放的,LT1057是属于动态大,解析力高,音色冷艳清丽的一种,搭配东芝的暖色名管就很合适。而OP249则和它不同,其输入级采用JFET,主要特点是显中性,无什么个性,声音平衡、自然而准确,所以体现了HI-FI的真谛。塑封的才15元,陶瓷封装30多元,具有较高的性价比。不过,要是对音色的喜好有偏重的朋友可能不大喜欢。

双运放:OP275、OP285

它们也是PMI公司的产品,内部电路采用双级型与JFET型混合结构。其音色很有个性,低噪声,声音轮廓鲜明,解析力高,声音柔顺,中频具有胆机柔美润泽的特点,人声亲近。价格适中,而且性能稳定。适合用来打摩声音单薄、毛糙的CD、解码或放大器。它们的封装形式和引脚功能也和5532一样。

顶级运放:OPA627

BB公司的OPA627是目前为止最高档的运放,也是采用场效应管输入方式,音色温暖迷人,但其价格简直吓人,达到150元,所以,不是顶级的机器一般不会用到这么昂贵的运放,性能上是否能达到这个价格也见仁见智,不过听过OPA627的发烧友都一致认为AD827、LT1057等根本无法与之比拟。

胆味运放:OPA604与OPA2604

这两种运放都是Burr Brown公司的产品,OPA604为单运放,OPA2604为双运放。它们都是专为音频而设计的专用运放,音色醇厚、圆润,中性偏暖、胆味甚浓,是被誉为最有电子管音色的运算放大器。当年的价格也不低,但还是被许多音响发烧友选为摩机升级机器的对象。现在这两种运放的价格都已较为合理,发烧友用来摩机是不错的选择。

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