Операционный усилитель на дискретных компонентах.

[Oleg Turbin]

Добрый день, хочется узнать кто нибудь собирал операционный усилитель на дискретных компонентах?

Кто что может сказать по этой схеме, стоит ли её собирать ?

[nazar]

ОУ найти идеальный интегральный ОУ (т.е. чтобы одновременно имел малые шумы и искажения, стабильность смещения, низкий входной ток, высокую, не менее 20 кГц, частоту среза для постоянства глубины ООС во всём звуковом диапазоне и при этом усиление без ООС не менее 10000, высокое подавление синфазных помех вплоть до 20 кГц для схем с последовательной ООС, линейную входную ёмкость, достаточно высокую макс. скорость нарастания и т.д.) для звуковых цепей до сих пор невозможно.

не все эти критерия важны для звуковых устройсв, а еще и вкупе вообще редко

во всяком случае все ВЧ ОУ имеют не малый ток покоя, иначе частоты не вытянуть

+1

а старые (напр., 5532\4) во многих применениях плохи (5532 хороша в усилителе с парал. ООС с небольшим усилением, 5534 хороша при усилении более 5-ти при низком выходном сопротивлении источника сигнала, но к примеру обе не подходят на выход ЦАПу).

они не только подходят, а еще и суперски подходят, просто надо обеспечить им нужный режим работы обвязкой и все будет харасьо, на 5534 я делал И/У, кроме собсно 5534 там были еще 9! пассивных елементов, но играет оно так что слов нет, что в общем не удивительно, три УН дают валом усиления которое грамотно разделено между местными и общей оос

Там ток покоя определяется драйверным каскадом, а выходной каскад в классе В. Для видеоусилителей класс А выходного каскада не за чем.

ну не надо нести настолько откровенную чушь

ОУ на дискрете имеет смысл делать лишь в том случае когда надо особо специфический набор параметров, например питание +-100в

[Serge_L]

например питание +-100в

3583J от ВВ

[viktor8m]

Просто я не буду совать AD827 куда не следует совать данный скоростной ОУ

Я упоминал не AD827, а OPA827, у него больше всего из среднескоростных качественных параметров вместе (очень малое смещение, малый входной ток, высокое входное сопротивление, малый шум), но всё равно на идеальный универсальный не тянет (низкая частота среза, искажения растут с 1-2 кГц, немалая, примерно вдвое больше, чем у OPA2132\4, входная нелинейная ёмкость, но главное недостаточное быстродействие), хотя для ФНЧ ниже 1-3 кГц или для тракта НЧ\СЧ канала при биампинге\триампинге это идеальный вариант. Что бы ни говорили формулы, в реальности ОУ для линейного усиления (предварительный усилитель, выхлоп ЦАПа) и на вход УМ (если УМ на весь диапазон звуковых частот) требуется с быстродействием не менее 100 В\мкс (и это хорошо слышно).

[nazar]

3583J от ВВ

и не только я имел ввиду набор неких параметров при высоком питании, или еще пример усилитель с большим коефициентом усиления, готовых ОУ практически нет ибо делают практически всьо для +1 иначе недалекие инженеры коррекцию им фиг расчитают)

[killhumax]

Я упоминал не AD827, а OPA827,

Пардонс !

немалая, примерно вдвое больше, чем у OPA2132\4, входная нелинейная ёмкость,

Да и имеет нелинейную синфазную входную емкость, что наверное будет определять входные искажения, возникающие из-за неё при большом R источника
Это я цитирую Lynx

главное недостаточное быстродействие

А то нафига нам ? У него вполне достаточное быстродействие ,для фильтров и не только , как вы писали его за глаза хватит.
А если применять его то

.Их лучше использовать либо в инвертирующем включении при нулевой синфазке на входе, либо с источником с внутренним сопротивлением менее 3...5кОм .

Offтопик:
Далее в ветке пошло уже обсуждение самих ОУ что немного не в тему хотя ...

[nerv]

... а OPA827, у него больше всего из среднескоростных качественных параметров вместе (очень малое смещение, малый входной ток, высокое входное сопротивление, малый шум), но всё равно на идеальный универсальный не тянет (низкая частота среза, искажения растут с 1-2 кГц, немалая, примерно вдвое больше, чем у OPA2132\4, входная нелинейная ёмкость, но главное недостаточное быстродействие), хотя для ФНЧ ниже 1-3 кГц или для тракта НЧ\СЧ канала при биампинге\триампинге это идеальный вариант.

Вот так просто взяли и "опустили" OPA827.
Что тогда говорить о других - OPA132, OPA134 , NE5532 к примеру ?
Когда OPA827 только появились (сравнительно недавно ) у ТИ ,вместе с OPA211, то позиционировались именно как ультимативные ОУ.

Сообщение от Lynx"
.Их лучше использовать либо в инвертирующем включении при нулевой синфазке на входе, либо с источником с внутренним сопротивлением менее 3...5кОм .

Зачем тогда их сделали с ПТ на входе,если с источником внутр. сопр менее 3 ... 5К хорошо работают ОУ с входным каскадом на БТ ?



На счёт интегральных ОУ:
- Про строго контролируемые технологические режимы и термокомпрессионную сварку говорить не будем. О учёте тепловых искажений
так же. Тогда что для звуковых целей остаётся ? А всякая дрянь в виде огромного числа обратносмещенных p-n переходов,полупроводниковых резисторов и конденсаторов. Плюс к этому, на все выводы ИМС "лепят" защиту от электорстатических зарядов,иначе на каком-либо этапе наступят кранты ИМС.
И это при том,что в любом аппарате твикеры выкусывают кусачками ,с маниакальной улыбкой на лице, все мьютерные ключи.Но внутри
практически любого ОУ, почти таких же цепей остаётся много и их не повыкусывать.
А паразитная ёмкость кристалла? ВЧ помехи со входа ОУ могут "пролазить" на выход через эту паразитную ёмкость.
Полупроводниковый конденсатор хуже нормального керамического или полистирольного...
Полупроводниковый резистор хуже нормального металлоплёночного,хотя у последних токопроводящий материал фактически тоже полупроводник .Одни предпочитают использовать в преобразователе I/U после ЦАПа именно NiCr резисторы (полупроводниковые),находящиеся на подложке самой МС ЦАП, другие - говорят "что это только для глухих" и сами используют углеродный
резистор ,третьи - ничего не говорят и ставят металлоплёнку или фольговые.
Я просто поражаюсь,на сколько может быть разнообразным подход для достижения одних и тех же целей:
- Одним - интегральный ОУ в звуковом тракте не приемлем. Другим - только дискретный ОУ хорош. Третим - только дискрет,и только с активными каскадами не иначе как эмиттерный повторитель, и ни каких общих ООС. Четвёртым - только лампы, трансформаторы...
Пятым - максимально короткий тракт - один какскад усиления,да и тот на повышающем трансформаторе ... .
В общем, хаос царит.
Осталось только выяснить,какой метод наиболее правилен . Работы на всю жизнь может хватить.

Сам я, применяю ОУ везде,где только можно .

[dekko]

..... а желательно где нужно

[nazar]

..... а желательно где нужно

[viktor8m]

Вот так просто взяли и "опустили" OPA827.
Что тогда говорить о других - OPA132, OPA134 , NE5532 к примеру ?
Когда OPA827 только появились (сравнительно недавно ) у ТИ ,вместе с OPA211, то позиционировались именно как ультимативные ОУ.

А что вас удивляет? У OPA827 наряду с многими прекрасными характеристиками есть и существенные, перечисленные выше, недостатки для звуковых цепей (для верхнего диапазона звуковых частот), что касается позиционирования, то в даташите на OPA827 не утверждается, что они звуковые (посмотрите на список рекомендованных применений), OPA827 позиционируется в первую очередь как прецизионный.

Зачем тогда их сделали с ПТ на входе,если с источником внутр. сопр менее 3 ... 5К хорошо работают ОУ с входным каскадом на БТ ?

Потому что ОУ с ПТ на входе предназначают, напр., для интеграторов, трансимпендансных усилителей (напр., от фотодиодов) и т.д., где требуются малые входные токи (это видно из списка рекомендованых применений для них). Или вы думаете, что ОУ с ПТ на входе делают только для звуковых цепей?

А всякая дрянь в виде огромного числа обратносмещенных p-n переходов

Все ВЧ ОУ делают с диэлектрической изоляцией (кстати и транзисторных микросборок выпускают немало с диэлектрической изоляцией), поэтому такие ОУ и более подходят для линейных звуковых трактов (у них и первый полюс часто выше 10 кГц, что благоприятно влияет на восприятие верхнего диапазона звуковых частот, хотя и на НЧ искажения выше).

А паразитная ёмкость кристалла? ВЧ помехи со входа ОУ могут "пролазить" на выход через эту паразитную ёмкость.

Используйте ОУ с диэлектрической изоляцией.

Осталось только выяснить,какой метод наиболее правилен

Ясно какой, который в данном узле обеспечивает наилучший результат, поэтому в одном узле подходит обычный ОУ, в другом ВЧ ОУ, в третьем приходится лепить композитную схему, а в четвёртом на рассыпухе (но в последнем случае хорошие результаты можно получить только при использовании транзисторных микросборок на входе такой схемы). Что касается ООС, то хорошо звучащие транзисторные схемы без ООС существуют единицы и очень сложны (не по схеме, а по реализации).

[Шитхеппенз]

ну не надо нести настолько откровенную чушь

Nazar, подкрепите свое заявление расчетом токов в видео ОУ с большой скоростью нарастания. Как-то считали, на выходной каскад току почти не остается, все уходит в драйвер. И непонятно, зачем в видео- ОУ класс А в выходном каскаде. Типа, чтоб видео хай-энд был?
Это много раз обсуждалось. Пропустили, что-ли?

[viktor8m]

Nazar, подкрепите свое заявление расчетом токов в видео ОУ с большой скоростью нарастания. Как-то считали, на выходной каскад току почти не остается, все уходит в драйвер. И непонятно, зачем в видео- ОУ класс А в выходном каскаде. Типа, чтоб видео хай-энд был?
Это много раз обсуждалось. Пропустили, что-ли?

Я не Nazar, но тоже хочу вмешаться. Поскольку у всех ВЧ ОУ на выходе ПП на однотипных транзисторах, то ток покоя выходных транзисторов равен току покоя драйверов и никак не равен нулю (вот если в эмиттерах выходных транзисторов есть резисторы, а таких ОУ также немало, то ток покоя действительно будет меньше). Что касается класса А, то вы не путайте, класс А для ВК условен, т.к. определяется нагрузкой, поэтому никто не говорит о классе А у ВК (и ОУ не исключение), там может быть или класс АВ (при большом сопротивлении нагрузки, вернее при амплитуде тока нагрузки меньше удвоенного тока покоя, он становится классом А, а при амплитуде тока нагрузки меньше тока покоя вообще идеальный режим) или В.

[Шитхеппенз]

. Поскольку у всех ВЧ ОУ на выходе ПП на однотипных транзисторах, то ток покоя выходных транзисторов равен току покоя драйверов и никак не равен нулю (вот если в эмиттерах выходных транзисторов есть резисторы, а таких ОУ также немало, то ток покоя действительно будет меньше).

Во-первых, кто вам сказал, что на однотипных? Разработчики размер переходов могут варьировать. Во вторых, нпр, АД826 и THS4161 - резюки есть, и неизвестно, какие. Что класс А или АВ- зависит от нагрузки - понятно. Но В - он всегда В. В третьих, все разработчики борются за уменьшение тока покоя, а не за увеличение. Ток покоя выходного каскада для видео усилителя только ухудшает параметры видеоусилителя, поэтому разработчики его ДОЛЖНЫ уменьшать всемерно.

[viktor8m]

Во-первых, кто вам сказал, что на однотипных?

Специально производитель усложнять технологию не будет, но в ОУ, предназначеных для низкоомной нагрузки, наверное на выходе другие транзисторы.

Во вторых, нпр, АД826 и THS4161 - резюки есть, и неизвестно, какие.

Проверить, в каком классе (АВ или В) работает ВК ОУ легко, собрать на ОУ простенький повторитель (если конечно ОУ скорректирован на единичное усиление), миллиамперметр в одно из питаний, подать синус с постоянной амплитудой (напр., 1 В) и менять нагрузку (начиная килоом с 10 и уменьшать), если выходной каскад ОУ имеет ток покоя, то ток питания начнёт увеличиваться только при уменьшении нагрузки ниже некоторого предела (а ещё это можно определить осциллографом параллельно резистору в цепи питания, если пульсов на резисторе до некоторого предела нагрузки нет, то ВК ОУ в классе АВ).

В третьих, все разработчики борются за уменьшение тока покоя, а не за увеличение. Ток покоя выходного каскада для видео усилителя только ухудшает параметры видеоусилителя, поэтому разработчики его ДОЛЖНЫ уменьшать всемерно.

А разве уменьшение тока через транзистор не ухудшает его частотные характеристики?

[krulfa]

Oleg Turbin,Ради чего это ? Руки занять или языком по трещать ?
Уж сколько раз твердили миру что на дискрете не сделать средне паршивого ОУ ,а тем более высококлассного.
То что рекламируют Китайцы в выхлопы своих ЦАП ов проиграет и AD и BB в одни ворота.

По повожу Burson Audio & Co, если верить результатам измерений на сайте, то видно уровень Кг порядка 0.001-0.002% почти неизменный в полосе ЗЧ и только вторая гармоника. Такой девайс, будучи установлен на замену обычному ОУ в аппаратуру среднего ценового диапазона, в 70-80% процентов случаев дает выигрыш по качеству звучания, так как тот ОУ, который там стоял, обычно имеет возрастающий с частотой Кг, длинный хвост у спектра и стоит не дороже $1.
Еще по технике, например, заявленный ток покоя в 19 мА, если большая его часть идет в ВК, получается больше, чем у распространенных интегральных ОУ (4-8 мА) из-за необходимости ограничивать мощность рассеивания последних - тоже даст плюс к звуку.

Так что продукт имеет право жить в своем сегменте. Сделать дискретный дифференциальный усилитель (не хочу говорить - "ОУ") с хорошими характеристиками для звука можно. Но необязательно нужно - решения на современных ОУ с композитом и умощнением ВК камня на камне от дискрета действительно не оставят.

[nerv]

Интегральные технлогии сомнительны для звуковых свойств.
ОУ предназначались вообще не для аудио. Их разработали специально для применения в первых поколениях ЭВМ,и были первые ОУ не интегральными , а на лампах. Затем появились ОУ на рассыпухе. Так что сейчас городить дискретный ОУ - это возврат на 50 лет назад. Тем не менее, дискретный УМЗЧ,фактически повторяющий схемотехнику ОУ,выигрывает у сильноточного интегрального ОУ по всем параметрам.
От того,что нет хороших ОУ для звуковых применений и возникают все пляски с умощнением им вых. какскадов разными повторителями,
появляются композитные усилители , т.е. всё это не от хорошей жизни.
Дискретный ОУ можно сделать без особых проблем,сейчас инструментария для проектирования хватает.Результат будет предсказуем.
Какие проблемы у дискретного ОУ ? Трудно подобрать в диф.каскад пару однотипных транзисторов и прижать их к друг другу для обеспечения теплового контакта ? Я помню,так ещё 20 лет назад делал и трудностей это не вызывало.
А...а ,не любим высокий дрейф нуля ? Вот здесь как раз и место для прецизионного интегрального ОУ,в составе дискретного - для поддержания нуля.
Страдает повторяемость,но плевать,ибо изделия самодельщиков ,в основном,все уникальные и зачастую в единственном экземпляре.

viktor8m, Вы отвечаете конструктивно и по существу. Приятно.

Все ВЧ ОУ делают с диэлектрической изоляцией (кстати и транзисторных микросборок выпускают немало с диэлектрической изоляцией), поэтому такие ОУ и более подходят для линейных звуковых трактов (у них и первый полюс часто выше 10 кГц, что благоприятно влияет на восприятие верхнего диапазона звуковых частот, хотя и на НЧ искажения выше).

Да,усиление на НЧ не ахти какое,по сравнению с "медлеными" ОУ.
Но вот скажите, ВЧ ОУ с диэлектрической изоляцией, разве не имеют в своём составе цепей защиты от электростатических зарядов ?
Это же вереница диодов (зенеров), и каждый диод имеет свою паразитную ёмкость, которая ещё и изменяется под воздействием усиливаемого сигнала.

[shkal]

Все ВЧ ОУ делают с диэлектрической изоляцией

Примеры приведите, pls.

[killhumax]

Такой девайс, будучи установлен на замену обычному ОУ в аппаратуру среднего ценового диапазона, в 70-80% процентов случаев дает выигрыш по качеству звучания, так как тот ОУ, который там стоял, обычно имеет возрастающий с частотой Кг, длинный хвост у спектра и стоит не дороже $1.

Что касается цены согласен,сделать эту поделку в диапазоне дешево и сердито не выйдет.Не выйдет не дешево и не сердито .Не дешево это наверное понятно почему ? А сердито опят таки за своей дискретной природы .

о повожу Burson Audio & Co, если верить результатам измерений на сайте, то видно уровень Кг порядка 0.001-0.002% почти неизменный в полосе ЗЧ и только вторая гармоника.

Я лично им не верю ,что они там намерели и как у них это выходит . Может как то на стационарном сигнале с генератора что то получилось у вы не верю и все. Из за этого

будучи установлен на замену обычному ОУ в аппаратуру среднего ценового диапазона, в 70-80% процентов случаев дает выигрыш по качеству звучания

Тоже походу из за дискретной схемотехники и( не идеально подобранные пп приборы) начнутся температурные дрейфы и прочие гадости .
Ну и что мы получим ? Оно мне например даром не нужно, но я верю что вполне подойдет какого нибудь Васе или Коле на слух но до тех пор пока они не послушают тот же современный ОУ с композитом.

Сделать дискретный дифференциальный усилитель (не хочу говорить - "ОУ") с хорошими характеристиками для звука можно. Но необязательно нужно - решения на современных ОУ с композитом и умощнением ВК камня на камне от дискрета действительно не оставят.

Так что вот это правильно а вот Burson Audio & Co смоей точки зрения просто пиарятся на "моде ".

[nerv]

что касается позиционирования, то в даташите на OPA827 не утверждается, что они звуковые (посмотрите на список рекомендованных применений), OPA827 позиционируется в первую очередь как прецизионный.

APPLICATIONS
• PRECISION ± 10V INPUT FRONT-
• TRANSIMPEDANCE AMPLIFIERS
• INTEGRATORS
• ACTIVE FILTERS
• A/D CONVERTER DRIVERS
• DAC OUTPUT BUFFERS
• HIGH-PERFORMANCE AUDIO
• PROCESS CONTROL
• TEST EQUIPMENT
• MEDICAL EQUIPMENT

Примеры приведите, pls.

Тут могут быть только предположения,как там в конкретном ОУ выполнена изоляция интегральных элементов. Ибо это является великой тайной изготовителя микросхем. Микроскоп поможет .

[shkal]

Ибо это является великой тайной изготовителя микросхем

Ничего подобного. У таких ОУ это обычно напрямую указано в даташите.

[nerv]

Не выйдет не дешево и не сердито .Не дешево это наверное понятно почему ? А сердито опят таки за своей дискретной природы .

Не факт.
При переходе на дискрет,прежде всего страдает такой параметр как миниатюризация. Во вторую очередь - повторяемость от изделия к изделию, но тут даже интегральные ОУ могут иметь отбраковку.
Всё остальное находится на примерно одинаковом уровне, что в интегральной,что в дискретной реализации. (ОУ с ТОС лучше в интегральном исполнении, но это исключение) .

Тоже походу из за дискретной схемотехники и( не идеально подобранные пп приборы) начнутся температурные дрейфы и прочие гадости .

Схемотехника тут непричём.Она может быть одинаковой как у дискретного ОУ, так и у интегрального. Всё дело в интегральных технологиях.

и( не идеально подобранные пп приборы)

А вдруг они всё же подобраны,да ещё с приемлемой точностью ?

начнутся температурные дрейфы

Для прецизионного усилителя - это безусловно важно. Но в звуковом диапазоне частот,с применением ОООС по напряжению, не столь очевидно.

и прочие гадости

Интересно, какие это "прочие гадости" ? Назовите несколько,пожалуйста.

Я лично им не верю ,что они там намерели и как у них это выходит .

но я верю что вполне подойдет какого нибудь Васе или Коле

Религия - это одно, а техника - это другое.

пока они не послушают тот же современный ОУ с композитом.

Ну да , да ... Я же и говорю, нет интегрального ОУ удовлетворяющего ряду требований в звуковой тракт. По этому и приходится к интегральному ОУ на выход цеплять кастыли в виде ОУ с ТОС , ибо самостоятельно ну ни как,а только композитом.
То в интегральных ОУ вых. каскад переходит в класс АВ , то бэта выходных транзисторов падает от протекания сколь-нибудь заметного тока через них ,то встроенная защита выхода мешает,увеличивая искажения на больших амплитудах сигнала , то входной каскад перегружается, то скорректирован на не то усиление как хотелось бы ...
Не мало ?
Так вот,у разработчика дискретного усилителя, свободы больше в этом отношении. Можно сразу учесть всё что нужно. А при широкой номенклатуре выпускаемых интегральных ОУ проблемы всё равно не решаются. Или решаются, но интегр.ОУ плюс кастыли ему в помощь.