Текст
                    Ю.Ф. Авраменко

Ю.Ф. Авраменко Качественный звук сегодня это просто “МК-Пресс” Киев, 2007
ББК 32.846.6 А 21 УДК 621.375 Авраменко Ю.Ф. А 21 Качественный звук - сегодня это просто. - К.: “МК-Пресс”, 2007. - 288 с., ил. ISBN 966-8806-27-1 В книге максимально подробно приведены все рекомендации разработчиков - инженеров NSC, как правильно построить усилительный тракт на основе мощных ОУ. Современный подход, основанный на рекомендациях инженеров AD и TI, к топологии печатной платы, к выбору «правильных» пассивных компонентов для звуковоспроизводящего тракта поможет реализовать основной принцип: как можно меньше ухудшить качество записи. Большое количество примеров построения качественных УМЗЧ будет наглядным примером для реализации собственной конструкции в короткие сроки с небольшими материальными затратами и главное, с предсказуемым результатом. ББК 32.846.6 Авраменко Юрий Федорович Качественный звук - сегодня это просто Ответственный исполнитель: Авраменко И.В. Подписано в печать 28.09.2006. Формат 60 х 84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 18 Уч-изд. л. 12,4. Тираж 2500 экз. Заказ №6-1634 СПД Савченко ЛА, Украина, г.Киев, тел/ф.: (044) 517-'7': 77; e-mail: infb@mk-Dress.com. Свидетельство о внесении субъекта издательского дела в Государственный реестр издателей, производителей и распространителей издательской продукции: серия ДК №5182 от 28.11.2003г. Отпечатано в ЗАО «ВИПОЛ», г.Киев, ул. Волынская, 60 ISBN 966-8806-27-1 ©Авраменко Ю.Ф., текст, иллюстрации, 2007 ©“МК-Пресс”, оформление, дизайн обложки, 2007
Предисловие Прежде чем браться за работу над этой книгой, была постав- лена цель: достоверно донести рекомендации специалистов ведущих производителей ИС, касающиеся проектирования качественного звуковоспроизводящего тракта. Эти рекомен- дации имеют следующие направления: ♦ правильное использование мощных операционных усили- телей в схеме УМЗЧ; ♦ печатная плата является компонентом схемы, некорректные компоновка элементов и трассировка печатных про-водников может «погубить» весь проект; ♦ неправильно выбранные типы пассивных компонентов перечеркнут саму идею построения качественного тракта. Для использования в звуковом тракте, фирма NATIONAL SEMICONDUCTOR, производит серию мощных операционных усилителей под названием OVERTURE. Новые интегральные схемы этой серии характеризуются довольно приличными параметрами и некоторые из них, по качеству звука, очень близко приблизились к лучшим УМЗЧ, собранным на дис- кретных компонентах. Учитывая тот факт, что далеко не все любители высококачественного звука имеют в своем распоряжении высококачественные акустические системы и источники звука, то на сегодняшний день целесообразно в домашней стереосистеме использовать УМЗЧ в интегральном исполнении. Именно по этому пути идут радиолюбители в дальнем зарубежье, эксплуатируя любительские конструкции усилителей в достаточно дорогих трактах. В ряде публикаций специалисты в области звукотехники однозначно утверждают, что сегодня изделия серии OVERTURE по качеству звука превосходят все остальные мощные ОУ для данной области применения. О том, как с минимальными затратами сделать простой качественный усилитель расскажут инженеры NSC.
4“Качественный звук - сегодня это просто” Две компании ANALOG DEVICES и TEXAS INSTRUMENTS бесспорно являются лидерами в производстве интегральных схем. Среди заявленной продукции присутствуют интегральные схемы, область применения которых определена как «professional audio». Специалистами этих двух фирм издан ряд публикаций, в которых раскрываются секреты: «как сделать правильную печатную плату». В одном из разделов пойдет разговор о компоновке и трассировке печатных плат, как надо делать и как нельзя. Член ассоциации аудиоинженеров Уолтер Джанг хорошо известен своими публикациями на тему высококачественного звуковоспроизведения. На одной из его публикаций основан раздел книги, посвященный правильному выбору пассивных компонентов для звуковоспроизводящего тракта. Реко- мендованные компоненты не являются экзотикой, они реально есть в продаже по доступным ценам. Адреса поставщиков качес- твенных пассивных компонентов указаны. В заключительном разделе речь пойдет о таком источнике звука как проигрыватель компакт-дисков. В нем приведена вся необходимая информация для самостоятельного изготовления тактового генератора с низким уровнем фазового шума.
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ от NATIONAL SEMICONDUCTOR 1.1. Усилитель 4706 GAINCARD История возникновения настоящего бума вокруг мощных операционных усилителей производства NSC, среди зарубежных любителей высококачественного звука началась в 2003г. В ра- диолюбительских кругах стало известно о «внутренностях» УМЗЧ модели 4706 GAINCARD производства малоизвестной токийской фирмы 47 LABORATORY (www.sakurasystems.com). Данное изделие выпускается и сегодня, заявленная производи- телем цена - 1500 USD, за базовую версию и 1980 USD за вер- сию с более мощным источником питания. В комплект изделия входит блок питания, выполненный в отдельном корпусе, сто- имостью 1800 USD (2500 USD мощная версия). Усилитель вы- пускается в конфигурации двойное моно. Производителем очень лаконично заявлены следующие характеристики и функцио- нальные возможности (в такой ценовой категории не принято заявлять про электрические параметры): Выходная мощность 25 Вт + 25 Вт (50 Вт + 50 Вт). Входное сопротивление 22 кОм. Регулировка громкости - 12-позиционный аттенюатор, от- дельный на каждый канал. Независимое отключение выхода каждого канала. Схема электрическая принципиальная этого изделия ни что иное, как типовое применение ОУ в неинвертирующем вклю- чении (см. рис. 1.1.).
6 “Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 1.1. Применение ОУ LM3875 в неинвертирующем включении Цель, поставленная разработчиком, при проектировании мо- дели 4706 формулируется тоже очень лаконично - донести к слушателю натуральность звука. По его же мнению, данная цель достигнута благодаря следу- ющим решениям: ♦ минимальное количество деталей в тракте (10 деталей, включая аттенюатор); ♦ самый короткий в мире тракт (длина 32 мм); ♦ самая короткая цепь ООС (9 мм); ♦ емкость конденсаторов в фильтрах БП - 1000 (одна ты- сяча); мкФ или 2200 для более мощной версии БП; ♦ два силовых трансформатора по 170 ВА (мощная версия); ♦ особенностям конструктивного исполнения. Как уже догадался читатель, в усилителе 4706 GAINCARD при- меняется мощный ОУ LM3875, заявленный NATIONAL SEMICONDUCTOR как 56-ватный высококачественный усилитель мощности. Этот ОУ сегодня уже снят с производства. Цена его лежит в пределах 6...7 USD, ценовая категория изделия 47 LABORATORY - четырехзначное число.
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 7 На смену LM3875 пришла ИС LM3876 имеющая функцию при- глушения звука, затем появилась более мощная LM3886 и т.д. Люби- тели высококачественного звука, любящие включать паяльник, с ог- ромным воодушевлением откликнулись на подобный «беспредел» в индустрии под названием HIGH END. Появилось множество само- дельных конструкций, созданных на базе LM3875/LM3886, которые объединило общее название - GAINCLONE. Судя по международ- ной популярности GAINCLONE и опираясь на многочисленные за- явления сделанные на радиолюбительских сайтах, что это самая мас- совая конструкция УМЗЧ, можно прийти к следующим выводам: ♦ NSC опередил всех производителей мощных ОУ для зву- ковоспроизводящего тракта; ♦ предельно простая, не содержащая дорогих деталей, легко повторяемая схема УМЗЧ, на основе мощного ОУ, может не сильно ухудшать качество записи. На личной страничке шведского специалиста Пера-Андерса Сйострома (http://home.swipnet.se/-w-50719/hifi/index.html) есть высказывание, что правильно сделанные GAINCLONEbi, конечно не могут конкурировать с лучшими представителями усилителей класса HIGH END, но по качеству звука они вхо- дят в категорию усилителей которые «играют». В Интернете можно найти публикацию «ОР-amps аге More Fun then Tubes» (см. http://www.sakurasystems.com/articles.html), написанную разработчиком усилителей GAINCARD Джунжи Кимурой (J. Kimura). Статья была опубликована в 1995 г. во втором номере журнала AUDIO AMIGO MAGAZINE до появ- ления модели 4706. В статье, предназначенной радиолюбителям, японский инженер делится своей точкой зрения на использо- вание ОУ в высококачественном тракте. Автор статьи расска- зывает, что идея применения мощных ОУ для высококачествен- ного воспроизведения звука, пришла во время работы над аналоговой секцией ЦАП. До этого момента, референсный уси- литель представлялся ему однозначно ламповым. В ту пору, он
8“Качественный звук - сегодня это просто” имел 30 летний опыт разработок в области звукотехники, в том числе и на таких известных фирмах как LUXMAN, PIONEER и KENWOOD. В процессе работы над ЦАП проводились эксперименты с различными типами ОУ на предмет их использования в высо- кокачественном звуковом тракте. Д. Кимура обратил внимание на такой факт: качество звука может зависеть от плотности монтажа, чем меньше были размеры платы, тем, с его точки зрения, было выше качество звука. Следующая особенность заключалась в самовозбуждении некоторых типов ОУ, которое происходило на частотах 100...200 МГц и сопровождалось по- вышением температуры корпуса. Автоколебания устранялись стандартными способами. Иногда изменив топологию печатной платы, размеры ее обычно не превышали размеры двух почто- вых марок, удавалось избежать автоколебаний. При этом схе- ма, которая была выполнена без коррекции всегда «играла» лучше, чем тот же ОУ с коррекцией. Однажды при работе с таким склонным к самовозбуждению операционным усилителем, вместо того, что бы установить кор- ректирующий конденсатор, японский инженер предельно уко- ротил выводы резистора в цепи ООС и подпаял его прямо на выводы инвертирующего входа и выхода ОУ. Включив схему и взявшись пальцем за корпус ОУ, он с удивлением отметил, что температура не повышается, а контроль осциллографом подтвердил, что самовозбуждения нет. Самый главный резуль- тат этого решения показало тестовое прослушивание. Качество звука было очень высоким. Продолжив эксперименты в этом направлении, он убедился, что при таком подходе, повышается устойчивость ОУ, т.е. часто пропадает необходимость в уста- новке конденсатора в цепь ОСС. Также специалист отмечает, что исчезла утомляемость при длительном прослушивании му- зыки. В заключении автор говорит, что эти эксперименты зас- тавили его совершенно по-другому смотреть на применение ОУ
1, Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 9 в высококачественном усилителе. С его точки зрения потенци- ал операционных усилителей, как активного компонента высо- кокачественного звуковоспроизводящего тракта, совершенно не раскрыт, в то время, как потенциал ламп исчерпан. Возможно оставаясь сторонником звука ламповых «однотактников» без ООС (но не противником ООС), Д. Кимура заявляет, что ком- пенсация негативных последствий ООС в транзисторных уси- лителях, приводит к существенным усложнениям схемы. Луч- шие, из прослушанных им, транзисторные усилители категории High End, из-за своей сложности мало пригодны для повторе- ния любителями высококачественного звука. В то же время, на базе мощных ОУ, можно делать достаточно высококачествен- ные УМЗЧ. При этом их себестоимость будет несравненно ниже себестоимости ламповых усилителей или усилителей со- бранных на дискретных компонентах. Все любительские конструкции GAINCLONE условно мож- но разделить на две категории: ♦ минималистский подход в стиле философии 47 LABORATORY (здесь подразумевается, прежде всего, микрогабариты изделия, сравнимые с размерами видеокас- сеты, практически отсутствие пассивных компонентов и «сомнительный» БП); ♦ классический конструктив, полноценный блок питания, качественные пассивные компоненты. Наглядно представить себе «внутренности» усилителя в ми- нималистском стиле позволит примеры на рис. 1.2. В дальней- шем в книге будут рассмотрены конструкции УМЗЧ для до- машней стереосистемы, принадлежащие ко второй категории GAINCLONEob.
10 “Качественный звук - сегодня это просто” а) б) Рис. 1.2. Пример минималистского подхода в построении УМЗЧ (а - классический Gainclone, по схеме представленной на рис. 1.1., б - УМЗЧ на мощном операционном усилителе LM4780)
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... И 1.2. Серия усилителей мощности OVERTURE На сегодня в состав серии OVERTURE входят десяток мощ- ных ОУ. Не все они предназначены для работы в составе до- машней стерео системы, часть из них предназначена для домаш- него кино, тем не менее, эта табличка будет как обзор продукции от NSC. По ней можно сравнить основные параметры и подобрать ОУ для какого-либо проекта. Последняя разработка в серии OVERTURE - интегральная схема LM4702. Производитель классифицирует этот ОУ как вы- сококачественный высоковольтный (питание ±100 В) предоко- нечный усилитель. Микросхема имеет очень высокие электрические параметры. Для построения полного УМЗЧ необходимо всего несколько компонентов и комплементарная пара выходных транзисторов. Заявленная область применения этих ОУ - A/V ресиверы, про- фессиональное аудио, промышленное оборудование, УМЗЧ вы- сокого качества (по заявлению NSC - аудиофильского класса). Из мощных ОУ, перечисленных в табл. 1.1., наибольшей по- пулярностью в радиолюбительских конструкциях пользуется интегральные схемы LM3886 и LM4780.
Таблица 1.1. Основные электрические параметры мощных ОУ серии OVERTURE о Кол. каналов Напряжение питания (мах.значение) (В) Долговременная выходная мощность (Вт) Кнагр = 8Ом Кг+шум = 0,1% Мгновенная пиковая выходная мощность (Вт) Общие гармонические искажения + шум (%) Скорость нарастания (тип.значение (В/ мкс) Отношение сигнал/шум (ДБ) Интермодуляционные искажения (%) LM3886 I ±42 38 (при Упит ±28 В) 135 0,03 (при Ро = 30 Вт, Рнагр = 8 Ом) 19 1 10 (при Ро = 60 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц) 0,004 (при 60 Гц, 7 кГц. 4:1) LM3876 I ±42 56 100 0,06 (при Ро = 40 Вт) 11 114 (при Ро = 40 Вт, Rs = 25 Ом. f = 1 кГц) 0,004 (при 60 Гц, 7 кГц. 4:1) LM2876 I ±30 40 75 0,06 (при Ро = 25 Вт) 9 112 (при Ро = 25 Вт, Rs = 25 Ом. f = 1 кГц 0,004 (при 60 Гц, 7 кГц. 4:1) LM1876 2 ±32 20 (при Упит ±22 В) - 0,08 (при Ро = 15 Вт, Ruarp = 8 Ом) 18 108 (при Ро = 15 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц - LM4701 I ±32 30 (при Упит ±28 В) - 0,08 (при Ро = 30 Вт, Инап) = 8 Ом) 18 108 (при Ро = 25 Вт, Rs = 25 Ом. f = 1 кГц - LM4780 2 ±42 60 (при Упит ±35 В) - 0,03 (при Ро = 60 Вт, Rnarp = 8 Ом) 19 114 (при Ро = 60 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц) 0,004 (при 60 Гц, 7 кГц. 4:1) LM4766 2 ±30 40 (при Упит ±30 В) - 0,06 (при Ро = 30 Вт Ruarp = 8 Ом) 9 112 (при Ро = 25 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц - LM4732 2 ±40 50 (при Упит ±29 В) - 0,01 (при Ро=50 Вт, Ruarp = 8 Ом) 19 - - LM473I 2 ±28 20 (при Упит ±22 В) - 0,02 (при Ро = 20 Вт, Ruarp = 8 Ом) 18 - - LM4730 2 ±25 14 (при Упит ±17 В) - 0,02 (при Ро = 14 Вт, Ruarp = 8 Ом) 18 - - LM4782 3 ±32 25 (при Упит ±25 В) - 0,2 (при Ро = 25 Вт, Ruarp = 8 Ом) 18 108 (при Ро = 15 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц - LM4781 3 ±35 35 (при Упит ±28 В) - 0,2 (при Ро = 35 Вт, Ruarp = 8 Ом) 9 107 (при Ро = 25 Вт, Rs = 25 Ом, f = 1 кГц - LM4734 3 ±30 20 (при Упит ±21 В) - 0,03 (при Ро = 20 Вт Ruarp = 8 Ом) 18 - - LM4733 3 ±32 30 (при Упит ±24 В) - 0,03 (при Ро = 30 Вт, Рнагр = 8 Ом) 9 - - Качественный звук - сегодня это просто
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 13 1.3. Основные электрические параметры ОУ LM3886 и его упрощенная принципиальная электрическая схема Операционный усилитель LM3886 - высококачественный УМЗЧ способный отдавать 68 Вт долговременно выходной мощности в 4-омную нагрузку или 38 Вт в 8-омную при общем коэффициенте гармонических искажений плюс шум равными 0,1 % в полосе частот 20.„20000 Гц. Мгновенная пиковая мощ- ность составляет 135 Вт. Встроенная система фирменной защи- ты SPiKe, по утверждению производителя, не имеет аналогов. Система защиты постоянно производит динамический контроль режима работы и не позволяет выйти за пределы области безо- пасной работы. Система SPiKe гарантировано защищает схему от всевозможных аварийных ситуаций. Интегральный усилитель имеет хорошее отношение сигнал/ шум - типовое значение более 92 дБ. Достаточно низкие общие гармонические искажения гарантированы на уровне 0,03 % в зву- ковой полосе частот и отличный показатель интермодуляционных искажений равный 0,009% (60 Гц, 7 кГц, 1:1 (SMPTE)). Имеется функция блокировки звука. Микросхема выпускается в И-вывод- ном корпусе. ИС LM3886T производятся в неизолированном кор- пусе, LM3886TF производятся в изолированном корпусе. Области применения заявлены следующие: ♦ компонентные стерео системы ♦ активные АС ♦ многоканальные усилители для ДК ♦ телевизионные приемники высшей группы сложности. Как видно из некоторых, заявленных выше параметров, дан- ный УМЗЧ в интегральном исполнении, не уступает подобным изделиям на дискретных компонентах. Более полное представ- ление об электрических параметрах LM3886 дает табл. 1.2.
14 “Качественный звук - сегодня это просто" Таблица 1.2. Электрические параметры ОУ LM3886 Символ Параметр Условия Типовое знач. Мах. значение Еди- ницы I+VI + I-VI Напряжение питания Источник отрицательного напряжения питания не более -9 В относительно общего провода 18 (мин) 84 В Ам Ослабление сигнала (функция приглушение звука) Вывод 8 не подключен, либо подключен к общему 115 80 дБ Ро Долговременная выходная мощность К| + шум = 0,1 %, f= 20...20000 Гц |+V| = |-V| = 28 В, Ru = 4Om |+V| = |-V| = 28 В, Rh = 8 Ом |+V| = |-V| = 35 В, R|, = 8 Ом 68 38 59 60 30 Вт Вт Вт Peak Ро Мгновенная мощность - 135 - Вт THD + N Общий коэффициент гармонических искажений плюс шум 60 Вт, Rh = 4 Ом 30 Вт, Rh = 8 Ом f= 20...20000 Гц 0,03 0,03 - % SR Скорость нарас1апия Размах входною напряжения 2 В, ti< = 2 нс 19 8 (мин) В/мкс Г Ток покоя Vcm = 0, Vo = 0, lo = 0 50 85 мА Vos Входное напряжение смещения Vcm = 0, lo = 0 1 10 мВ lb Входной ток смещения Vcm = 0, Io = 0 0,2 1 мкА los Разность входных токов Vcm = 0, lo = 0 0,01 0,2 мкА Io Уровень ограничения выходного тока |+V| = |-V| = 20, t<)N = 10 MC, Vo = 0 11,5 7(мин) А Vod Падение напряжения на выходе |+V -Vol, +V = 28 B, Io = 100 mA, |Vo -|-V||, -V = -28 B, Io = —100 mA 1,6 2,5 2,0 3,0 В В PSRR Ослабление нестабильности напряжения питания +V = 40...20 В,-V =-40 B, Vcm = 0, Io = 0, +V = 40 В,-V =-40...-20 B, Vcm = 0, Io = 0 120 105 85 85 дБ дБ CMRR Ослабление синфазного сигнала +V = 6O...2O B, -V = -2O...6O B, Vcm = 2-...-20, Io = 0 НО 85 дБ Avol Усиление по напряжению |+V| = |-V| = 28 B, Rii = 2kOm, AVo = 40B 115 90 дБ GBWP Произведение усиления на ширину полосы пропускания |+V| = |-V| = 30 B, f= 100 кГц, Vin = 50 мВ c.k з. 8 2 МГц
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 15 Таблица 1.2. Продолжение Символ Параметр Условия Типовое зиач. Мах. значение Еди- ницы Cin Э.д.с. шума о Взвешенное значение, Rin = 600 Ом 2 I0 мкВ SNR Отношение сигнал/шум Ро = I Вт. Взвешенное значение, Rs = 25 Ом. f= I кГц, Ро = 60 Вт. Взвешенное значение, Rs = 25 Ом, f= I кГц, 92,5 НО - дБ дБ IMD Интермодуляционны е искажения 60 Гц, 7 кГц, 4:1 (SMPTE) 60 Гц, 7 кГц, l:l (SMPTE) 0,004 0,009 - LM3886 относится к классу монолитных биполярных диф- ференциальных мощных ОУ. Схема электрическая принципи- альная (см. Рис. 1.3 а) является классической. V* Рис. 13а. Упрощенная электрическая принципиальная схема ОУ LM3886
16 “Качественный звук - сегодня это просто” Стандартный входной каскад, в который введены цепи блоки- ровки звука с внешним управлением, плюс усилитель мощности, выполненный на квазикомплементарных транзисторах. Структур- ные схемы LM3886 и LM4780 приведены на рис. 1.36. и рис. 1.3в. Рис, 136. Структурная схема ОУ LM3886 Рис, 13в, Структурная схема ОУ LM4780
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 17 1.4. Типовые применения ОУ LM3886 при построении УМЗЧ для домашнего стереокомплекса Вся приводимая ниже информация в полной мере также относится к операционному усилителю LM4780, который представляют собой два ОУ LM3886 в одном корпусе. Имеется, конечно, два классических варианта применения этих ОУ в схемах УМЗЧ. На рис. 1.4а. представ- лено типовое применение в неинвертирующем включении, на рис. 1.46. представлено инвертирующее включение. Производи- тель сообщает, что заявленные электрические параметры сни- мались в неинвертирующем включении. При применении ин- вертирующего включения можно добиться более низкого общего коэффициента гармонических искажений. По этой при- чине большинство любительских конструкций собрано именно по схеме инвертирующего ОУ. Функциональное назначении компонентов схемы показан- ной на рис. 1.4а приведено в табл. 1.3. Таблица 1.3. Функциональное назначение пассивных компонентов при использовании ОУ в неинвертирующем включении Компонент Функциональное назначение Rv* Регулировка уровня громкости (см. рис. 1.4а.) clN* Разделительный конденсатор. Цепочка Cin Rin - ФВЧ с частотой среза f= 1/2 л RinCin Rin Номиналом этого резистора определяется входное сопротивление усилителя (неинвертирующее включение). Рекомендуемое значение 10 кОм...47 кОм Rb Токоограничительный резистор, выполняющий защитную функцию при отключении питания. Cc* Помехоподавляющий конденсатор. В случае автогенерации его установка помогает сорвать колебания Ri Совместно с Rf задает коэффициент усиления Ci Конденсатор в цепи обратной связи. Цепочка Ci Ri - ФВЧ с частотой среза f= 1/2л Ri Ci Rf Резистор в цепи обратной связи. Совместно с Ri задает коэффициент усиления Rf2 ♦ Резистор в цепи обратной связи. Компоненты Rf, Rf2 и Cf образуют ФНЧ Cf* Снижение усиления на ВЧ . 2 —6-I634
18 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 1.3. Продолжение Компонент Функциональное назначение Rm Токозадающий резистор в схеме приглушения звука. В рабочем режиме подключен к шине отрицательного питания Cm Конденсатор в схеме приглушения звука. Его номинал определяет время задержки включения входного каскада ОУ после включения питания SI Ключ для оперативной блокировки звука Cs Развязывающие конденсаторы L* Компенсация емкостного характера нагрузки, который вносит дополнительный фазовый сдвиг и приводит к самовозбуждения усилителя R* Снижение добротности катушки индуктивности Rsn * Csn* Zobel network. Компенсация индуктивного характера нагрузки. Цепочка служит для повышения устойчивости работы усилителя В приведенной выше таблице некоторые компоненты обозна- ченные *. Наличие этих элементов обусловлено спецификой Ва- шего проекта, т.е. это дополнительные пассивные компоненты. Дополнительные внешние компоненты имеют определенные специфические задачи. Они выбраны, чтобы ограничить полосу пропускания и устранить автоколебания. Применять их следует осторожно. Например, одновременное применение конденсаторов Рис. 1.4а. Пример использования ОУ в неинвертирующем включении
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 19 Рис. 1.46. Пример использования ОУ в инвертирующем включении 1.5. Характерные особенности Функция приглушения звука: встроенная функция приглуше- ния звука позволяетпользователю оперативно включить блоки- ровку звука. В рабочем режиме вывод 8 через резистор Rm подключен к источнику отрицательного питания. Для реализа- ции режима блокировки необходимо отключить вывод 8 от шины отрицательного питания, при этом отключается входной каскад. Сопротивление внешнего резистора Rm выбирается со- гласно следующему выражению: Rm <(V„ - 2,6 B)/L. t, v ЕЕ ’ // Mut’ ГДе: JMut = °’5 MA Для ОУ LM4780 можно два вывода Mute соединить вместе, в этом случае сопротивление внешнего резистора Rm следует выбирать из расчета, что 1М =1,0 мА.
20 “Качественный звук - сегодня это просто” Более длительную задержку включения входного каскада по отношению к подаче питания, производитель рекомендует сде- лать в соответствии с рис. 1.5. Rm2 15 к к выводу MUTE Cm 10 мкФ 50 В Рис. 1.5. Цепочка для реализации режима «длительная задержка» В радиолюбительской практике обычно для исключения «хлопка» при включении питания используется функция задер- жки, реализованная в схеме защиты АС от постоянной состав- ляющей на выходе. Без подобной защиты вряд ли стоит эксп- луатировать усилитель. Функциональные возможности системы защиты SPiKe Назначение системы SPiKe такое же, как у любой системы защиты - дать «выжить» изделию при аварийной ситуации. Рассмотрим, какие аварийные ситуации предусмотрел произво- дитель мощных ОУ Зашита выходных транзисторов от перегрузок по напряжению. SPiKe защищает выходные транзисторы от выбросов обрат- ного напряжения. Выбросы обратного напряжения обусловле- ны индуктивным характером нагрузки. Когда двухтактный кас- кад входит в режим ограничения (подходит к границам ОБР), запасенная в катушке громкоговорителя энергия порождает значительный ток, способный вывести из строя выходные транзисторы. Самое типовое решение этой проблемы, примени-
1, Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ,., 21 емое в усилителях собранных на дискретных компонентах - использование ограничительных диодов. Два диода с быстрым временем восстановления подключаются в обратной полярности между выходом усилителя и шинами питания. В систему SPiKe, заложена подобная функция защиты от перегрузок по напряже- нию и производитель заявляет, что она испытана в самых различ- ных режимах работа, абсолютно надежна и нет необходимости в использовании дополнительных внешних компонентов. Зашита от хлопков, вызванных переходными процессами при включении/выключении усилителя. Данная функция не зависит от работы схемы приглушения звука. Общее время задержки определяется работой как схемы MUTE, так и функцией POPLESS системы защиты. Зашита выходных транзисторов от КЗ выхода на общий провод. Эта функция ограничивает выходной ток усилителя на уровне 6 А (размах) при КЗ нагрузки. При напряжении питания ±35 В, если сопротивление нагрузки упало др уровня 1 Ом включает- ся схема ограничения. Зашита выходных транзисторов от КЗ выхода на шины питания. Как сообщает производитель, необходимость в этой функции может возникнуть в этапе работы над прототипом усилителя. Тепловая зашита. Постоянный контроль, температуры кристалла был введен еще Бобом Видларом, основателем NSC. Тепловая защита огра- ничивает повышение температуры уровнем 165°. Срабатывание системы тепловой защиты будет сопровождаться резким подъе- мом уровня искажений и хлопками из громкоговорителей. Уменьшение температуры на 10° приведет к восстановлению работоспособности схемы. Схема тепловой защиты также отсле- живает, мгновенные повышения температуры переходов выход- ных транзисторов и не допускает выход за пределы ОБР.
22 “Качественный звук - сегодня это просто” 1.6. Рекомендации по применению внешних компонентов В целом эти рекомендации служат для того, чтобы законченное изделие, т.е. УМЗЧ, «вложился» в заявленные NSC параметры. Развязка по цепи питания Операционные усилители серии OVERTURE имеют очень хороший показатель ослабления нестабильности напряжения питания - более 100 дБ. Производитель предупреждает, что небрежности или ошибки, или несоблюдение рекомендаций из технической документации может приводить к возрастанию уровней шумов, фона и даже к самовозбуждению ОУ. Чтобы не ухудшить заявленные параметры и избежать автоколебаний необходимо применение конденсаторов развязки у каждого вывода питания. При этом важно правильно выбрать тип кон- денсатора и грамотно выполнить раводку цепей его подключе- ния. При выборе типа конденсаторов следует руководствовать- ся следующим правилом. Конденсаторы должны быть с малым значением эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и эквивалентной последовательной индуктивности (ESL). В связи с тем, что на значение ESL влияние оказывают геометрические размеры конденсатора, следует отдавать пред- почтение низковольтным конденсаторам, как самым малогаба- ритным. Учитывая вышесказанное NSC рекомендует применять монолитные керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ. Керамические конденсаторы в исполнении SMD также облада- ют очень низким значением ESL и достаточно широко исполь- зуются в практике, в том числе в достаточно дорогих усилите- лях производства JEFF ROWLAND DESIGN GROUP. Известный чешский специалист Иржи Достал не рекомен- дует в аналоговой схемотехнике применять керамические кон- денсаторы. Объяснение такой точки зрения можно найти в его
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 23 книге «Операционные усилители» выходившей в издательстве «Мир». Рекомендация NSC по использованию керамических конденсаторов связана с получение заявленных параметров при минимальных расходах. Если обратиться к любительским конструкциям, то можно увидеть, что очень часто используются пленочные конденсато- ры. Наиболее часто применяются лавсановые конденсаторы (серия MKS) производства WIMA. Гораздо реже металлизиро- ванный полипропилен (МКР) и совсем редко фольговый поли- пропилен (FKP). Попробуем разобраться в причине такого под- хода, ведь лавсановые конденсаторы MKS и конденсаторы FKP с фольговым полипропиленом принадлежат разным ценовым категориям. Описанный ниже эксперимент наглядно показыва- ет зависимость качества (или характера) звука от материала диэлектрика используемых в цепях развязки конденсаторов. Имеется тракт, состоящий из источника сигнала - CD-проиг- рывателя с внешним блоком ЦАП (SM5842 и AD1865), усили- теля на базе LM4780 и наушников DT990. Наушники подклю- чались к выходу усилителя параллельно двум нагрузочным резистором сопротивлением по 8 Ом. Источник программы - тестовый CD XLO Reference. При использовании в развязке вимовской серии MKS, звук можно охарактеризовать как «яркий и синтетический». При замене MKS на конденсаторы с металлизированным полипро- пиленом, «яркость и синтетика» исчезали. Не удалось «послу- шать» на этой позиции фольговые полипропиленовые конден- саторы из-за отсутствия низковольтных номиналов. Я использовал наушники при подобном прослушивании для боль- шей «объективности» субъективной оценки. Основываясь на подобном тестовом прослушивании можно порекомендовать, если ставится задача получения качественно- го воспроизведения, необходимо в цепях развязки применять полипропиленовые конденсаторы.
24 ‘Качественный звук - сегодня это просто Теперь несколько слов о доступности таких конденсаторов. Под доступностью следует понимать, что конденсаторы есть ре- ально на складах целого ряда киевских фирм. Адреса фирм торгу- ющих электронными компонентами будут приведены в конце книги. Пожалуй, самыми оптимальными с точки зрения мини- мальных геометрических размеров, есть конденсаторы серии РНЕ 426 на напряжения 63 В и 100 В производства EVOX RIFA. Да- лее следуют конденсаторы от EPCOS - серии В326хх, ВС components - серия МКР 479, вимовская серия МКР 10 и метал- лизированный полипропилен производства ARCOTRONICS. Пос- ледние две позиции встречаются на радиорынке. При проектировании печатной платы необходимо учитывать следующий важный момент. Развязывающие конденсаторы устанавливаются, как можно ближе к выводам питания микро- схемы. Выводы конденсаторов должны быть максимально укорочены. Эффективность развязки может быть значительно снижена из-за небрежной разводки печатной платы. Для сни- жения индуктивности печатных проводников, цепи развязки должны быть выполнены широкими и короткими дорожками. Во многих применениях (имеется в виду не данный случай) не допускается наличие дорожки от вывода питания, до вывода развязывающего конденсатора. Второй вывод конденсатора должен быть подпаян на заземляющую поверхность, т.е. ника- ких дорожек вносящих дополнительную индуктивность. При производстве РЭА, когда используются многослойные печат- ные платы, такие требования не вызывают никаких проблем. В радиолюбительской практике, такой максималистский подход тоже можно реализовать. Как это сделать, будет рассказано, когда пойдет речь о практических реализациях УМЗЧ. Развязывающие конденсаторы емкостью 0,1 мкФ необходи- мо зашунтировать электролитическими конденсаторами емко- стью 10 мкФ, которые будут работать в области НЧ. Следую- щая рекомендация: в точках, где питание приходит на плату,
1. Монолитные биполярные дифференциальные могцные ОУ^. 25 установить электролитические конденсаторы фильтров. Ем- кость этих конденсаторов должна быть 470 мкФ или более. Производитель считает, что 1000 мкФ будет в самый раз. На рис. 1.6. приводится фотография усилителя на ОУ LM4780. На этой демонстрационной плате снимались электрические пара- метры упомянутого ОУ. По рисунку видно как реализовывались рекомендации по развязке питания. Все перечисленные рекомендации не являются открытием NSC, производитель привел общие правила, от которых не следует отступать. Ины- ми словами, делайте все правильно, и Ваша схема будет пра- вильно работать. Рис. 1.6. Evaluation board для ОУ LM4780 (JPEG LM4780 DemoBrd Top-Viev)
26 “Качественный звук - сегодня это просто” Правильный выбор пассивных компонентов и их номиналов обеспечит параметры, заявленные производителем. Коэффици- ент усиления для неинвертирующего включения ОУ равен: Av = 1 + (Rf/Ri). Для получения заявленных шумовых характеристик, NSC ре- комендует выбирать сопротивление резистора Ri не более 1 кОм. Гарантированная устойчивость ОУ и минимальные искажения заявлены при коэффициенте усиления 10...50, т.е. значение коэф- фициента усиления задается выбором номинала резистора Rf. Резистор Ri совместно с конденсатором Ci образуют ФВЧ с частотой среза f = 1/2тт Ri Ci. Разделительный конденсатор на входе совместно с резистором RIN также образуют ФВЧ с час- тотой среза f|N = 1/2л R1N C1N. Сопротивление резистора R1N не следует выбирать слишком высоким, номинал 47 кОм является оптимальным, если Вы его изменили, то производитель реко- мендует сохранить частоту среза ФВЧ на том же уровне, т.е. необходимо изменить емкость конденсатора CIN. Также производитель рекомендует использовать на позиции C1N полипропиленовый конденсатор, а электролитический кон- денсатор Ci зашунтировать полипропиленовым конденсатором небольшой емкости. В целом это общие указания, и к выбору конденсаторов для применения в звуковых схемах мы еще вернемся, используя публикацию «Picking Capacitors». Коэффициент усиления для инвертирующего включения ОУ равен (см схему на рис. 1.4б): Av = Rf/Ri Входное сопротивление будет определяться номиналом ре- зистора Ri. Для данного случая входное сопротивление будет равно 1 кОм. Этот факт говорит, что при использовании инвер- тирующего включения необходим буферный каскад. Увеличе- ние номинала резистора Ri, для увеличения входного сопротив- ления, не есть правильное решение.
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 27 Связь между устойчивостью ОУ и топологией печатной платы ОУ устойчиво работают при коэффициенте усиления, который находится в пределах заявленной области. Даже выполнив это ус- ловие, не исключен автоколебательный процесс, вызванный непро- думанной разводкой печатной платы. Самовозбуждение может воз- никнуть при близком расположении входных и выходных пассивных компонентов. По этой причине располагайте вход и выход усилителя на противоположных сторонах печатной платы. Элементы цепочки Цобеля - RSN CSN необходимо установить как можно ближе к корпусу ИС. Так же близко к корпусу устанавли- ваются элементы цепочки компенсации - L и R. Катушку можно выполнить, используя в качестве оправки карандаш. Наматывает- ся она в два слоя по 10 витков обмоточным проводом диаметром 1...1.5 мм, а затем устанавливается вертикально на печатную плату. В связи с тем, что при инвертирующем включении LM3886/ LM4780 надо применять буфер, то необходимо уделить еще несколько слов топологии печатной платы. В буферных каска- дах радиолюбители часто используют современные скоростные ОУ производства ANALOG DEVICES, TEXAS INSTRUMENTS, LINER TECHNOLOGE и NSC. Такие ОУ требуют особого под- хода к разводке печатных плат. Чтобы избежать головной боли, необходимо очень ответ- ственно подойти к топологии печатной платы. Специалисты вышеупомянутых фирм приводят следующие рекомендации: ♦ плату выполнять как минимум на двухслойном стеклотек- столите. Один слой должен использоваться как земляной ♦ участок земляного слоя, под которым стоит ОУ, должен быть удален - паразитные емкости могут приводить к автоколеба- ниям (здесь имеется ввиду, что используется ОУ в исполне- нии SMD, расположенный на нижнем слое печатной платы). ♦ печатные проводники к входам ОУ должны быть корот- кими и максимально узкими. Не следует вести эти провод- ники параллельно.
28 “Качественный звук - сегодня это просто” ♦ резисторы на инвертирующем входе устанавливаются как можно ближе к выводу микросхемы (резистор обратной связи, резистор на инвертирующем входе и сам вывод ИС паяйте одной пайкой). ♦ наличие рекомендации производителя не устанавливать ОУ на панельку означает, что микросхема, скорее всего, «заве- дется» даже на самой «золотой и цанговой» панельке. ♦ поворот печатного проводника на 90° выполняется плав- но, необходимо вообще избегать углов и выполнять пово- роты в виде плавных линий. ♦ возле разъема питания установите шунтирующие пленоч- ные конденсаторы (в данном случае тип конденсатора связан с конкретной областью применения ОУ, реально на все случаи жизни рекомендуют танталовые конденсаторы) емкостью 0,47...2,2 мкФ. ♦ применение пассивных и активных компонентов в SMD исполнении является предпочтительным. Рекомендации о развязке по питанию приводились выше и отличий не имеют. Рекомендации по разводке общего провода Для наглядности рассмотрим в качестве примера Evaluation board для ОУ LM4780 (рис. 1.7). Схема электрическая принци- пиальная УМЗЧ на этом ОУ LM4780 приведена на рис. 1.8. На плате имеется две земли - мощная силовая и слаботоч- ная сигнальная. На разъем J4 проводом приходит силовая зем- ля PGND от блока питания (точка соединения разнополярных выводов конденсаторов фильтра). На шину силовой земли «по- сажены» конденсаторы цепи развязки и электролитические конденсаторы Cs7 и Cs8. На эту же шину отдельными печатны- ми проводниками заземляются два конденсатора цепи компен- сации реактивности нагрузки CSN1 и CSN2.
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ.,. 29 (4 National Semiconductor • Overture1" Audio Pouer Amplifier Series 200586D9 Puc.1.7a. Вид внутреннего слоя Evaluation board для 0У LM4780 Рис.1.76. Внутренний слой. Вид сверху 20058607
30 “Качественный звук - сегодня это простс 2ОО586Е0 Рис.1.7в. Внутренний слой. Вид снизу Рис.1.8. Схема электрическая принципиальная УМЗЧ на базе ОУ LM4780 в неинвертирующем включении
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 31 На сигнальные разъемы J1 и J2 приходит сигнальная земля SGND. В центре платы имеется общая точка, в которую прихо- дят печатные проводники от элементов принадлежащим вход- ному фильтру и цепям ОС. Хочу обратить внимание на такую деталь. Выводы 12, и 19 заземляются на сигнальную землю. Точка соединения звездой через низкоомный резистор RG под- ключена к силовой земле. На демонстрационной плате к разъемам J7 и J8 подключал- ся общий провод нагрузок. На практике общий провод АС при- нято брать с точки соединения конденсаторов фильтра. В 11-выводном корпусе LM3886 и 27-выводном корпусе LM4780 имеются неподключенные выводы. NSC рекомендует задействовать неподключенные выводы для подачи питания (см. рис. 1.7.). Выше сказанное иллюстрирует рис. 1.8. 1.7. Выбор типов конденсаторов для использования в звуковом тракте В этом разделе приводятся рекомендации членов общества AES (Audio Engineering Society) Уолтера Джанга и Ричарда Марша по улучшению качества звучания тракта путем установ- ки «правильных» типов конденсаторов. Специалист ANALOG DEVICES и технический консультант нескольких периодичес- ких изданий Уолтер Джанг является автором многих публика- ций на аудио тематику. В 1980 г в журнале Audio была опубликована статья «Picking Capacitors», что в переводе означает выбор конденсаторов. В ней сообщалось, что в последнее время в кругах аудио инженеров велись разговоры и появлялись публикации, что некоторые типы конденсаторов установленные в звуковом тракте вносят заметные на слух искажения, которые не регистрируются изме- рительными приборами, так как природа их возникновения не известна. Другие же типы конденсаторов абсолютно нейтральны
32 “Качественный звук - сегодня это просто” по отношению к звуку. Исходя из сложившейся ситуации У. Джанг и Р. Марш решили исследовать этот вопрос. Перед написанием статьи авторами была проделана большая работа, целью которой было выяснить, существует ли зависи- мость качества звука от электрических параметров конденсато- ров. В результате проведенных инструментальных исследова- ний параметров, а затем «прослушивания» в звуковом тракте различных типов конденсаторов, появились их рекомендации которые актуальны и сегодня. Авторы сообщали, что увиденная ими взаимосвязь между некоторыми электрическими парамет- рами и качеством звука, это всего лишь их точка зрения. Они иногда полагались на свою интуицию, т.к. не могли объяснить, с чем связана деградация качества при тестовых прослушива- ниях того или иного типа конденсаторов. В тестовых прослу- шиваниях использовались разные усилители, как ламповые, так и собранные на дискретных компонентах, но недостатки како- го-либо типа конденсаторов проявлялись всегда, независимо от построения и особенностей тракта. Если совсем кратко сформулировать результат проделанной работы, то он будет таков. Среди всех испытанных типов кон- денсаторов наиболее пригодны для применения в звуковом трак- те (аналоговом) являются пленочные конденсаторы (см. таб. 1.4.). Среди пленочных конденсаторов, конденсаторы с лавсановым диэлектриком, приводили к наиболее заметной (или сильной) деградации звука. По мнению авторов, низкое качество звучания тракта, в котором применяются эти конденсаторы, связано с большим коэффициентом диэлектрической абсорбции и боль- шим значением тангенса угла диэлектрических потерь. При этом авторы считают, что именно диэлектрическая абсорбция явля- ется основным источником искажений. Далее следуют конден- саторы с диэлектриком из поликарбоната. В статье говорится, что такие конденсаторы лучше лавсановых, но тоже оказывают на звук негативное воздействие. Оптимальным выбором для ис-
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 33 пользования в звуковом тракте являются конденсаторы с диэ- лектриком из полистирола и полипропилена. Конденсаторы с фольговым полипропиленом лучше, чем металлизированные. Не желательно устанавливать на проходе сигнала электро- литические конденсаторы. В тоже время, если на проходе сиг- нала необходимо установить конденсатор емкостью 10...50 мкФ, то следует отдавать предпочтение лавсановым конденсаторам (авторы в данном случае руководствуются очень высокой це- ной полипропиленовых конденсаторов большой емкости и вы- бирают компромиссное решение). К выбору электролитических конденсаторов для блока пита- ния УМЗЧ необходимо отнестись внимательно. Следует обра- тить внимание на такой параметр, как максимальный ток пуль- саций (Max. Ripple Current). Этот параметр достаточно важный критерий выбора конденсаторов. Чем больше значение макси- мального тока пульсаций, тем лучше. Можно ориентироваться на значение максимального тока в районе 20 А. Часто производи- тель в «даташите» выделяет это достоинство надписью High Ripple Current. С большими максимальными токами пульсаций выпускаются серии конденсаторов предназначенные для работы в промышленном оборудовании. Из электролитических конден- саторов, удовлетворяющих этому требованию с точки зрения доступности, подходит только продукция от EPCOS. Если более конкретно, то в блок питания подойдут конденсаторы следующих серий - В41456/41458, В41550/41570, В41560/41580. Каждый электролитический конденсатор в блоке питания необходимо зашунтировать двумя пленочными конденсаторами разных но- миналов. К сожалению, конкретного примера с порядком шун- тирующих емкостей в статье не приводится. Если вспомнить о рекомендациях NSC по установке керами- ческих конденсаторов в цепях развязки по питанию, то авторы публикации не рекомендуют в данном применении использо- вать керамические и танталовые конденсаторы. 3-6-1634
“Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 1.4. Зависимость электрических параметров от материала диэлектрика Диэлектрик DF (%) DA (%) ADF/f AC/f ADF/t° С Ряд Ста- биль- ность Лавсан фольговый 0,3...1 0,3...1 Сред. Сред. Сред./ Выс 0,001... 10 мкФ Низ. Металлизир ованный лавсан 0,3...1 0,3...1 Сред. Сред./ Выс Сред./ Выс 0,1...50 мкФ Низ. Поликарбон ат фольговый 0,1...0,3 0,1...0,3 Сред. Сред. Сред. 0,001 ...5 мкФ Хор. Металлизир ованный поликарбона т 0,1...0,3 0,1...0,3 Низ. Сред. Сред. 0,01...5 мкФ Хор. Полипропил ен фольговый 0,01... 0,03 Меньше 0,1 Очень низ. Очень низ. Очень низ 0,001 ...10 мкФ Очень выс. Металлизир ованный полипропиле н 0,03...0,1 Меньше 0,1 Очень низ.* Очень низ. Очень низ 0,001...50 мкФ Очень выс. Полистирол 0,01...0,3 Меньше 0,1 Очень низ. Очень низ. Очень низ. 10 пФ...5 мкФ Очень выс. Фторопласт 0,03...0,3 Меньше 0,1 Очень низ. Очень низ. Очень низ. 0,001 ...5 мкФ Очень выс. В качестве примеров приводятся типовые схемы звукового тракта и даются рекомендации по замене конденсаторов. Рас- смотрим, какие же типы конденсаторов, и на какой позиции необходимо установить для улучшения качественных (субъек- тивных) показателей УМЗЧ (см. рис. 1.9). 1. На позиции С1 должен устанавливаться только пленоч- ный конденсатор. В случае если диэлектрик этого конден- сатора не полипропилен или полистирол, то необходимо его зашунтировать конденсатором 0,01 мкФ с каким-либо из вышеупомянутых диэлектриком. 2. На позиции С2 необходимо устанавливать два встречно включенных низкоимпедансных электролитических кон-
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 35 денсатора емкостью 220...330 мкФ. Электролитические кон- денсаторы должны быть зашунтированы двумя полипропи- леновыми конденсаторами емкостью 4,7 мкФ и 0,47 мкФ. 3. На позиции СЗ полипропиленовый конденсатор также является оптимальным выбором, но допускается установ- ка керамического дискового конденсатора. Рис. 1.9. Типовой УМЗЧ в интегральном исполнении Теперь я попробую прокомментировать каждую позицию. С точки зрения наличия в продаже соответствующих конденсаторов: ♦ на позицию С1 можно установить конденсатор емкостью 1 мкФ 250 В серии МКР479 производства ВС COMPONENTS; ♦ на позицию С2 можно установить два электролитических конденсатора емкостью 470 мкФ 16 В производства PANASONIC низкоимпедансных серий FC, FA, HFQ. В качестве шунтов использовать два конденсатора по 1 мкФ 250 МКР479 и конденсатор 0,1 мкФ 100 В серия РНЕ426 производства EVOX RIFA; ♦ на позицию СЗ можно установить конденсатор 0,1 мкФ 100 В серии РНЕ426. Шунтировать электролитические конденсаторы в блоке пи- тания можно конденсаторами 3,3 мкФ 250 В серии MPR про- изводства HITANO, штук по пять на каждый. Поставить такую линейку из пленочных конденсаторов можно возле электроли- та (вертикально), рядом добавить, например полистирольный К71-7 емкостью 0,5 мкФ.
36“Качественный звук - сегодня эмо просто” Как видно из комментария, абсолютно реально в схеме УМЗЧ, на мощных ОУ от NSC, использовать достаточно при- стойные конденсаторы вместо тех, которые представлены на радио рынке. Цены на все перечисленные компоненты доступ- ные, исключением может быть лишь цена электролитических конденсаторов производства EPCOS. В зарубежных любитель- ских конструкциях GAINCLONEob часто используется для бло- ках питания продукция EVOX RIFA или его подразделения ВНС Components. Конденсаторы этих производителей имеют очень хорошие электрические параметры и естественно они гораздо дороже «эпкосов». Таблица 1.5. Пленочные конденсаторы для импульсных и ВЧ применений от разных производителей Производитель HITANO (серия) WIMA (серия) EVOX RIFA (серия) EPCOS (серия) ВС сом. (серия) ARCO- TRON1CS (серия) Лавсан фольговый PEI FKS 02, FKS 2, FKS3 - - КТ347 Металлизирован- ный лавсан МКТ, МЕВ, MER, MEF, МЕТ MKS 02, MKS 2, MKS 2-НТ, MKS 4, MKS 4-НТ, MKS 4-LN ммк В325хх МКТ Зхх, МКТ 4хх МКТ Поликарбонат фольговый - FKC - - КС 1850 - Металлизирован- ный Поликарбонат - МКС - - МКС 1858, МКС I860, МКС 1862 - Полипропилен фольговый PPN, PPS FKP3, FKP 02, FKP 4, FKP I PFR, РНЕ 448 КР1830, КР1836, КР374, КР460... КР464 КР (А72, R73) Металлизирован- ный Полипропилен MPR МКР 2, МКР 4, МКР Ю РНЕ 426, РНЕ 450, PMR В326хх МКР416... МКР420, МКР479, 710Р МКР (А70, R74, R75, R76, R77, R79)
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 37 В таблице 1.5 приводится обзор пленочных конденсаторов с различными диэлектриками. Таблица, конечно, не претендует на полноту, т.к. в ней представлены только несколько производи- телей. Кроме этого, у этих же производителей существует целый ряд серий, снятых с производства, но имеющихся в продаже. Польза все же от этой таблицы есть. Например, Вы будете знать, что конденсаторы производства HITANO серии PEI есть «фоль- говый лавсан», а не полистирол, как Вам будет сообщать прода- вец. Это случай абсолютно реальный из моей практики, при этом приводился очень аргументированный довод: мы продавцы луч- ше знаем. Вы будете знать, что заявленные на сайте FARNELLn фольговые В326хх вовсе не фольговые. В 2002 г фирмой ANALOG DEVICES была издана публика- ция «Ор Amp Applications» под редакцией У. Джанга. Несколь- ко глав в этой публикацией написано самим редактором. В од- ной из глав показана сравнительная таблица, в которой приводятся значения коэффициента диэлектрической абсорб- ции у различных типов конденсаторов. Надо сказать, что за прошедшие 25 лет, этот параметр существенно улучшился у полипропиленовых, полистирольных и фторопластовых кон- денсаторов. Он отличается от данных помещенных в табл. 1.4 практически на порядок. По поводу выбора конденсаторов для применения в звукотехнике, Уолтер Джанг дает однозначный ответ в пользу фольгового полипропилена. Статья Picking Capacitors находится на старой страничке Уолтера Джанга по адресу: http://home.comcast.net/-walt-jung/ wsb/html/view.cgi-home.html-.html.
38 “Качественный звук - сегодня это просто ” 1.8. Применение мощных ОУ в усилителях производства Jeff Rowland Design Group Американская фирма Jeff Rowland Design Group (www.jeffrowland/com) выпускает ряд -моделей УМЗЧ выпол- ненных на базе ОУ LM3886. Фирма не использует жесть для про- изводства пивных банок и конструктив усилителей выполнен очень серьезно. В блоке питания УМЗЧ применяются 500-ваттные трансформаторы, конденсаторы емкостью 100000 мкФ. Питание предварительного усилителя осуществляется от отдельного трансформатора (см. рис. 1.10а). Производитель сообщает, что сегодняшнее поколение усилителей демонстрирует передовую, балансную схемотехнику, которая самым благоприятным обра- зом сказывается на качестве звука. Применением на входе предварительного усилителя транс- форматора производства JENSEN достигаются ряд преиму- ществ (см. рис. 1.106.): ♦ гальваническая развязка УМЗЧ от источника сигнала; ♦ ослабление синфазной помехи улучшает динамический диа- пазон, шумовые характеристики, повышается детализация и улучшаются пространственные характеристики. Подобное решение заимствовано из профессиональной аппаратуры, где использования трансформаторной связи является нормой. В качестве выходного каскада УМ используются от 6 до 12 мощных ОУ LM3886T (см. рис. 1.10в). Выбор этих ОУ, обус- ловлен, прежде всего, высокими электрическими параметрами LM3886, и что не менее важно, достаточно высоким качеством звука. При этом, разработчик отмечает прямую связь качества звука с минимальной длиной тракта. Фирменная защита NSC делает усилители достаточно надежными. Разводка питания в усилителях выполнена 9 мм шинами (см. рис. 1.10г). Такое решение, на взгляд производителя, поло- жительно сказывается на качестве звука.
1. Монолитные биполярные дифференциальные мощные ОУ... 39 Рис. 1.10а. Jeff Rowland модель Concentra Рис. 1.106. Входная часть предварительного усилителя
40 “Качественный звук - сегодня это просто" Рис. 1.10в. Выходной каскад, собранный на ОУ LM3886 Рис. 1.10г. Разводка питания
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ на основе операционных усилителей производства NATIONAL SEMICONDUCTOR 2.1. Классический GAINCLONE на ОУ LM3886 Ниже приведенная схема (см. рис. 2.1.) практически повторя- ет схему модели 4706 GAINCARD. Исключением является исполь- зование потенциометра вместо дискретного переключателя регу- лировки уровня громкости. Схема дополнена системой защиты АС от постоянной составляющей на выходе усилителя. Затраты на изготовление системы защиты совсем небольшие, но в случае ава- рии она избавит Вас от покупки нового громкоговорителя. Усилитель выполнен на плате из двухстороннего фольгиро- ванного стеклотекстолита размером 110 х 70 мм. Верхний слой фольги используется в качестве заземляющей поверхности. На печатной плате меется две земли: сигнальная - SGND и сило- вая - PGND. Линия раздела земляных слоев на рис. 2.3. пока- зан штриховой линией. Заливка расположенная на нижней сто- роне платы по левую сторону от штриховой линии соединяется с земляным слоем SGND. Заливка расположенная по правую сторону от штриховой линии соединяется с земляным слоем PGND. Соединение земель выполнено через резистор R9. Необходимо помнить, что микросхема LM3886T выполнена в неизолированном корпусе и на фланце присутствует напряжение питания VEE. Достаточно часто ОУ крепят к радиатору через слю- дяную прокладку, а радиатор соединяют с корпусом усилителя. Усилитель предельно прост, естественно нет надобности в ка- ких-либо регулировках. Подключаем к выходу усилителя 8-омную нагрузку и включаем питание. Осциллографом убеждаемся, что
42“Качественный звук - сегодня это просто” постоянное напряжение на выходе в пределах 20 мВ и самовоз- буждение отсутствует. Отключаем нагрузку, подключаем источ- ник и АС и «enjoy music». Теперь несколько слов о возможных автоколебаниях ОУ о которых было много написано в рекомендациях инженеров NSC. Выше приведенная схема является примером минимали- стского подхода в изготовлении усилителя. Я ее не собирал, но могу однозначно заявить, основываясь на своем опыте работы с LM3886 и LM4780, что никогда не сталкивался с самовозбуж- дением этих операционных усилителей. Проблемы с самовоз- буждением усилителей встречаются при непродуманной раз- водке печатной платы. В Интернете можно найти конструкции, для которых даются рекомендации по «борьбе» с автоколебани- ями. На мой взгляд, при проектировании печатных плат авто- ры пользовались «авторазводчиком», этот режим игнорирует правила разводки, которые приводились выше. При повторении нескольких таких конструкций и самостоятельной разводке плат с учетом всех требований, склонность к самовозбуждению никогда не наблюдалась. Это сказано к тому, что контроль на предмет самовозбуждение усилителя есть формальная процеду- ра и на данной плате склонность к автоколебаниям вряд ли возможна. Выскажу свое мнение о качестве АС, которые предполагает- ся эксплуатировать с собранным усилителем. Достаточно часто зарубежные радиолюбители эксплуатируют усилители GAINCLONE с дорогими акустическими системами. В тестовых прослушиваниях, которые устраивали зарубежные периодичес- кие издания, к модели 4706 GAINCARD подключались АС в ценовой категории 3000...4000 ". Качество звучание этой простей- шей конструкции несколько выше возможностей любых акусти- ческих систем, которые производились в бывшем СССР. С этой точки зрения, заявления, что при подключении к S-90 был очень разочарован звуком, являются не очень корректными.
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ... 43 Теперь несколько слов о качестве фильтров в самодельных конструкциях АС. Достаточно часто радиолюбители использу- ют фильтры с конденсаторами МБГО, МБГЧ. Однажды я был инициатором и пассивным свидетелем замены таких конденса- торов в среднечастотном звене фильтра трехполосных АС. Бу- мажные конденсаторы МБГЧ были заменены конденсаторами серии MPR. Серия MPR - «фольговый полипропилен» произ- водства HITANO является доступным ширпотребом. Макси- мальная емкость конденсаторов этой серии - 3,3 мкФ при на- пряжении 250 В. По субъективному мнению присутствующих при этом эксперименте, звук с копеечными MPR на данной позиции стал значительно «пристойней» чем с бумажными конденсаторами советского производства. Схема блока питания для усилителя приведена на рис. 2.2. Питание схемы защиты от отдельного моста на диодах VD9...VD12 обусловлено тем, что при больших емкостях нако- пительных конденсаторов система защиты SPiKe не «отрабаты- вает» при выключении усилителя, т.е. присутствует хлопок. Емкость конденсатора С18 равная 47 мкФ практически мгно- венно разряжается при выключении усилителя, и контакты реле схемы защиты АС от постоянной составляющей отключают акустику от выхода усилителя. Список деталей используемых в конструкции усилителя и системе защиты АС представлен в табл. 2.1. Таблица 2.1. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии Rl 50 к 20% ALPS Плата УМЗЧ R2 47 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R3 I к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R4 I к 1% SMD 1206 Плата УМЗЧ R5 20 к 1% Выводной 0,25 Вт Плата УМЗЧ R6 10 10% Выводной 1 Вт Плата УМЗЧ
44 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 2.1. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R7 2,7 10% Выводной 1 Вт Плата УМЗЧ R8 15 к 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ R9 2,7 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ CI 1,2 мкФ 5% Полипропиленовый Плата УМЗЧ. На плате предусмотрено посадочное место для установки конденсаторов с расстоянием между выводами 27 мм, 22,5 мм, 20 мм и 15 мм. С2 0,1 мкФ 63 В 5% RIFA, серия РНЕ426 Плата УМЗЧ СЗ 47 мкФ 50 В Низкоимпедансный ТЕАРО Плата УМЗЧ С4. С6 1000 мкФ 50 В PANASONIC, низкоимпедансный серии FA, FC, HFQ Плата УМЗЧ С5, С7 0,1 мкФ 100 В 5% RIFA, серия РНЕ426 Плата УМЗЧ L Катушка индуктивности Катушка выполнена на оправке диаметром 7... 10 мм проводом ПЭВ-2 диаметром 1... 1,5 мм в два слоя по 10 витков Rl 220 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R2 1 Мом 20% SMD 1206 Плата защиты АС R3 11 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R4 8,2 к 20 % SMD 1206 Плата защиты АС R5 ПОк 20% SMD 1206 Плата защиты АС R6 ПОк 20% SMD 1206 Плата защиты АС R7 22 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R8 22 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС VDI...VD3 1N4148 - ВЧ диод в исполнении SMD Плата защиты АС CI...C3 47 мкФ 35 В - ТЕАРО Низкоимпедансный Плата защиты АС
2. Радирлюбителъскце конструкции УМЗЧ ... 45 Таблица 2.1. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии RY 40.52.9.012.0ххх Миниатюрное реле для монтажа на печатной плате производства Finder Плата защиты АС Мощное реле (8 А) любого производителя. Важен материал контактов: золото (Au), серебро (Ag), никель (Ni) или их сплавы. В маркировке реле производства Finder данному условию отвечают реле с 0 или 5 на последней позиции. VD1...VD8 8TQ100 - Выпрямительные дйоды Шоттки Блок питания VD9...VD12 1N5618 - Выпрямительные диоды Блок питания С1...С8 0,1 мкФ 500 В - SMD 1206 Блок питания С13...С16 0,1 мкФ 100 В - Лавсановый конденсатор Блок питания С9...С10 10000 мкФ 40 В - EPCOS серия В41560 Блок питания С11...С12 3,3 мкФ 250 В - HITANO серия МPR Блок питания. Количество конденсаторов (4...8) подбирается «на слух» С19, С20 0,1 мкФ 500 В - SMD 1206 Блок питания С17...С18 47 мкФ 40 В - Низкоимпедансный PHILIPS Блок питания FU1 ЗА - Предохранитель Блок питания FU2... FU3 4 А Предохранитель медленный (slow type) Блок питания В предохранителях этого типа в маркировке присутствует буква Т (Т4,0 А, 4,0 АТ и т.п.)
Рис. 2.1. Электрическая схема УМЗЧ “Качественный звук - сегодня это просто*
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ...47 С13 С16 VD9..VD12 7812 С19.С20 V I ...VQ 0,1 мк VD1...VD8 500 В 8TQ100 FU3 Рис. 2.2. Электрическая схема БП
48 “Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 23. Печатная плата УМЗЧ. Вид со стороны печатных проводников (один канал) 43 GNO Рис. 2.4. Печатная плата системы защиты. Вид со стороны печатных проводников
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ... 49 2.2. ОУ LM3886 в инвертирующем включении В связи с тем, что входное сопротивление ОУ в инвертиру- ющем включении определяется номиналом резистора стоящего последовательно с инвертирующим входом, то на входе усили- теля необходим буферный каскад. Буферный каскад выполнен на ОУ ОРА134, с входным каскадом на полевых транзисторах. Для питания буферного каскада необходим дополнительный источник питания ±12... 15 В. Электрическая схема УМЗЧ при- ведена на рис. 2.5, печатная плата приведена на рис 2.6, а спи- сок использованных деталей представлен в табл. 2.2. Организа- ция заземляющих поверхностей ничем не отличается от описанной в разделе 2.1. Таблица 2.2. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R1 50 к 20% ALPS Плата УМЗЧ R2 100 к 20% SMD 1206 Плата УМЗЧ R3 1 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R4 8,2 к 1% SMD 1206 Плата УМЗЧ R5 2,2 к 1% SMD 1206 Плата УМЗЧ R6 1 к 5% Выводной 0,25 Вт Плата УМЗЧ R7 10 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ R8 15 к 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ R9 20 к 1% Выводной 0,25 Вт Плата УМЗЧ R10 10 10% Выводной 0,5 Вт Плата УМЗЧ R11 1 10% Выводной 0,5 Вт Плата УМЗЧ R12 2,7 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ С1 3,3 мкФ Полипропиленовый Плата УМЗЧ. На плате предусмотрено посадочное место для установки конденсаторов с расстоянием между выводами 27 мм, 22,5 мм, 20 мм и 15 мм. С2 100 пФ 100 В - WIMA FKP Плата УМЗЧ 4-6-1634
50 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 2.2. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии СЗ, С5 0,1 мкФ 63 В - Серия РНЕ426 Rifa Плата УМЗЧ С4, С6 1,0 мкФ 160 В - Серия В32563 Epcos Плата УМЗЧ С7 47 мкФ 50 В - Низкоимпедансный ТЕАРО Плата УМЗЧ С8, СЮ 1 000 мкФ 50 В - Низкоимпедансный Panasonic серии FA, FC, HFQ Плата УМЗЧ С9, СП 0,1 мкФЮОВ - Серия РНЕ426 Rifa Плата УМЗЧ С12 0,1 мкФЮОВ - Серия РНЕ426 Rifa Плата УМЗЧ L Катушка индуктивности Плата УМЗЧ. Катушка выполнена на оправке диаметром 7... 10 мм проводом ПЭВ-2 диаметром 1... 1,5 мм в два слоя по 10 витков R1 220 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R2 1 Мом 20% SMD 1206 Плата защиты АС R3 11 к 20% SMb 1206 Плата защиты АС R4 8,2 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R5 ПОк 20% SMD 1206 Плата защиты АС R6 НОк 20% SMD 1206 Плата защиты АС ’ R7 22 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС R8 22 к 20% SMD 1206 Плата защиты АС VD1...VD3 1N4148 - ВЧ диод в исполнении SMD Плата защиты АС С1...СЗ 47 мкФ 35 В - Низкоимпедансный ТЕАРО Плата защиты АС RY 40.52.9.012.0ххх Миниатюрное реле для монтажа на печатной плате производства Finder Плата защиты АС. Мощное реле (8 А) любого производителя. Важен материал контактов: золото (Au), серебро (Ag), никель (Ni) или их сплавы
Рис. 2.5. Электрическая схема УМЗЧ 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ..
52 ‘Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 2.6. Печатная плата УМЗЧ. Вид со стороны печатных проводников (один канал) 2.3. QRP-02 один из самых популярных усилителей в мире? Статью с таким названием можно найти на личной стра- ничке шведского специалиста Пера-Андерса Сйострома (http:/ /home.swipnet.se/~w-50719/hifi/index.html). Шведский инженер многие годы занимается разработкой промышленного электрон- ного оборудования. Аудио, как он пишет, это хобби. Все его конструкции сделаны на высоком профессиональном уровне (см. рис. 2.7). Приступая к новому проекту Пер-Андерс Сйост- ром руководствуется следующими критериями: ♦ повторяемость конструкции; ♦ использование только высококачественных компонентов сделанных для применения в промышленном оборудова- нии. Качество и электрические параметры компонентов «for industrial equipment» всегда выше, чем компонентов для общего применения;
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 53 ♦ максимальная универсальность печатной платы (в преды- дущей версии GAINCLONE, которую автор назвал QRP-01, универсальная печатная плата предусматривала возмож- ность собрать практически любую версию УМЗЧ, начиная от самых простых, в минималистском стиле, и заканчивая самыми сложными), здесь подразумевается также возмож- ность устанавливать на одну позицию компоненты с раз- ными посадочными местами; ♦ получение максимально качественных показателей от схемы, даже если это приводит к ее существенному усложнению; ♦ максимально высокие электрические параметры. К этому хочу добавить, что автор контактный человек, и тому, кто заинтересовался его проектами, обещает техническую поддержку. Рис. 2.7. УМЗЧ QRP-02 УМЗЧ QRP-02 представляет собой функционально закон ченный моноблок собранный на одной плате. Ниже приводит ся описание, взятое с авторской странички.
54 “Качественный звук - сегодня это просто" Трансформатор Конфигурация «моноблок» подразумевает наличие отдель- ного силового трансформатора для каждого канала. Минималь- ная вольт-амперная мощность каждого трансформатора должна быть порядка 100... 160 В А. Оптимальными трансформаторами для данной конструкции являются трансформаторы мощностью 225...300 ВА. Напряжение вторичных обмоток 2 х 22...28 В. Применять трансформаторы с напряжением вторичных об- моток более 28 В крайне не рекомендуется. Выпрямитель Два выпрямительных моста собраны на одной плате вместе с УМЗЧ. В качестве выпрямительных диодов выбраны диоды с быстрым временем восстановления MUR820/860 в корпусах ТО-220, альтернативным решением есть ультрабыстрые MUR3020PT в корпусах ТО-218/ТО247. На плату диоды уста- навливаются без теплоотводов. Помехоподавляющие элементы Для подавления радиопомех, диоды зашунтированы поли- пропиленовыми конденсаторами емкостью 0,1 мкФ серии РНЕ450 производства EVOX RIFA. Вообще автор признает, что не исследовал эффективность подобного решения и емкость конденсаторов, возможно завышена. Он сообщает, что последо- вательно с конденсаторами можно установить резисторы номи- налом 1...10 Ом. Для подавления помехи можно использовать комбинированный подход. Он включает в себя также такие ре- шения, как экранирование первичной обмотки трансформато- ра, и установку дросселя со стороны первичной обмотки. Конденсаторы фильтра В качестве фильтров используются конденсаторы производ- ства ELNA 4700 мкФ серии LP3J. На плате предусмотрено по-
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 55 садочное место и для других конденсаторов с жесткими выво- дами. Как альтернатива могут использоваться менее дорогие конденсаторы, например серии WGR JAMICON. Выбирать ем- кость конденсаторов менее 2200 мкФ не рекомендуется. Стабилизаторы напряжения ±12 В Для питания буферного каскада и сервосистемы использу- ется стабилизатор ±12 В, собранный на трехвыводных интег- ральных схемах LM317/337. Необходимо помнить, что макси- мальное напряжение питания для AD8620 является напряжение ±13,6 В. Типовая схема стабилизатора, взятая из «даташита» особенностей не имеет. Выбор номиналов резисторов R21, R22 и R23, R24 связан с установкой маленьких номиналов конден- саторов С25 и СЗО. В свою очередь выбор на позиции С25, С26, СЗО и С31 керамических конденсаторов обусловлен желанием применения SMD компонентов. Автор подчеркивает, что вов- се не утверждает о правильности такого выбора. В некоторых случаях может наблюдаться самовозбуждение ИС на частоте 100 кГц. Автоколебания устраняются либо уда- лением конденсаторов С25, СЗО, либо установкой на их место электролитических конденсаторов емкостью 10...22 мкФ. От себя хочу отметить одну особенность. Характер звука меняется в зависимости от конденсаторов на позиции С26 и С31. При этом стабилизатор может быть как в интегральном исполнении, так и собранный на дискретных компонентах. Здесь трудно указать причину зависимости, возможна она в типе диэлектрика. По крайней мере, конденсаторы MKS произ- водства WIMA на этой позиции «ведут себя отвратительно», а лавсан от других производителей я не испытывал. На место С26 и С31, на мой взгляд (слух) оптимальный вариант - уста- новка пленочных конденсаторов полипропиленовых серий ем- костью 1...2 мкФ. Электрическая схема БП приведена на рис. 2.8.
Рис. 2.8 Электрическая схема блока питания Сл СП
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ... 57
58 “Качественный звук - сегодня это просто” Схемотехника УМЗЧ Буферный каскад и схема поддержания 0 на выходе УМЗЧ (DC servo) выполнены на сдвоенном ОУ от ANALOG DEVICES AD8620AR. Конденсатор Cl дополнительный, вме- сто его можно установить перемычку при условии, что на вы- ходе предыдущего каскада отсутствует постоянная составля- ющая. С1 вместе с резистором R2 образуют ФВЧ с частотой среза 7,2 Гц. Входное сопротивление усилителя определяет па- раллельное соединение резисторов R1 и R2. Резистор R3 и кон- денсатор С2 образуют ФНЧ. Коэффициент усиления буферного каскада, собранного на одной половине IC1 равен 1 + R5/R4. На второй половине AD8620AR собрана сервосистема под- держания нуля на выходе усилителя. В случае если постоянная составляющая на выходе УМЗЧ не превышает 50 мВ, севосис- тему можно не подключать. С включенной сервосистемой, по- стоянная составляющая на выходе УМЗЧ поддерживается на уровне не более 70...80 мкВ. Конденсатор С6 в интеграторе выбираются из полипропиленовых серий (полистирольных, фторопластовых), ввиду высокого коэффициента диэлектричес- кой абсорбции у других типов диэлектриков (об этом написа- но в любом учебнике, при этом однозначно). Выходное напря- жение интегратора изменяется в пределах ±100 мВ и определяется номиналами резисторов R18...R20. Ограничительные диоды D1 и D2 выполняют защитную функцию (следует обратить внимание на их тип при выборе аналогов). Коэффициент усиления каскада на LM3886 (см. рис. 2.9.) равен R7/R6, общий коэффициент усиления равен (1 + R5/R4) х R7/R6 = 22,8 дБ.
Рис. 2.9. Электрическая схема УМЗЧ QRP-02
60“Качественный звук - сегодня это просто” Электрические параметры Выходная мощность......68 Вт при Кнагр = 4 Ом Полоса воспроизводимых частот.. 0 Гц...400 кГц -3 дБ Полоса воспроизводимых частот.. 0,1 Гц...400 кГц -3 дБ с включенной сервосистемой Выходное напряжение смещения (типовое значение)............30 мкВ Э.д.с. шума привед. ко входу..2 мкВ Отношение сигнал/шум..........92,5 дБ Входное сопротивление при неинвертирующем буфере....100 к Выходной ток..................11,5 А Произведение усиления на ширину полосы пропускания............8 МГц Геометрические размеры платы..101 х 109 мм Таблица 2.3. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Пояснения Комментарии R1 220 к SMD 0805 - R2 220 к SMD 0805 - R3 1 к SMD 0805 - R4 8,2 к SMD 0805 - R5 2,2 к SMD 0805 - R6 1 к SMD 0805 - R7 18 к SMD 0805 - R8 33 к SMD 0805 - R9 10 SMD 1206 - R10 10 SMD 1206 - R11 10 SMD 1206 - R12...R16 2,2 SMD 0805 - R17 220 к SMD 0805 - R18 47 к SMD 0805 - R19 47 к SMD 0805 - R20 1 к SMD 0805 -
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ... 61 Таблица 2.3. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Пояснения Комментарии L 0,7 мкГ Катушка индуктивности Катушка выполнена на оправке диаметром 13 мм и содержит 14 витков, намотанных проводом ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм С1 0,1 мкФ SMD 2220 Пленочный лавсановый С2 2200 SMD 1206NP0 - СЗ 22 SMD0805NP0 - С4 100 мкФ 50 В JAMICON серия WGR - С5 0,1 мкФ SMD 0805 X7R - С6, С7 1 мкФ 63 В Пленочный полипропиленовый (полистйрольный, фторопластовый) Использование конденсаторов с высоким коэффициентом диэлектрической абсорбции приводит к ошибкам С8, С9 0,1 мкФ SMD0805 X7R - СЮ,С12 100 мкФ 50В JAMICON серия WGR - С11.С13 0,1 мкФ SMD 0805 X7R - С14...С21 0,1 мкФ 630 В ' RIFA серия РНЕ450 - С22...С27 2200 мкФ 35 В JAMICON серия WGR - С23...С28 4700 мкФ 50 В ELNA серия LP3J - D1,D2 BAS21 Импульсные диоды - D3...D6 MUR3020PT Ультрабыстрые диоды - D7...D10 MUR820 Ультрабыстрые диоды - D11...D14 MUR3020PT Ультрабыстрые диоды - D15...D18 MUR820 Ультрабыстрые диоды - IC1 AD8620AR Сдвоенный ОУ IC2 LM3886TF Усилитель мощности
62 ‘Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 2.10. Печатная плата УМЗЧ QRP-02
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 63 Рис. 2.11. Компоновка УМЗЧ
64“Качественный звук - сегодня это просто” 2.4. Конструкция «Мой референсный усилитель» итальянского радиолюбителя Мауро Пенаса Приведенная ниже схемотехника источника тока управляе- мого напряжением вызвала два абсолютно противоположных мнения в радиолюбительских кругах. Первое мнение было при- мерно следующим: подобное построение УМЗЧ практически вовсе не пригодно для применение в высококачественном трак- те. Второе мнение принадлежит тем, кто повторил эту конструк- цию - по качеству звука этот усилитель превосходит все предыдущие конструкции GAINCLONE. Первое мнение основа- но на том, что при подключении к источнику тока управляемо- го напряжением реального громкоговорителя, его АЧХ по звуковому давлению не очень предсказуема. Подключение 2х...3х-полосных систем с пассивными фильтрами вообще усугу- бит положение из-за влияния на работу схемы элементов фильтров. Такое мнение было подкреплено рядом практических примеров. Автор конструкции сообщает, что приблизительно в сере- дине восьмидесятых он имел возможность слушать транзистор- ный усилитель А370 производства, английской фирмы Musical Fidelity. Звук А370 очень отличался от типового звука транзи- сторных усилителей того периода. Звук был ламповый с хоро- шим уровнем «музыкальности», наиболее вероятно из-за огром- ной и реалистической звуковой сцены. После более близкого исследования, он обнаружил, что этот усилитель был кое-чем действительно оригинальным. А370 был собран на операцион- ных усилителях. Другой особенностью была батарея MOSFETs в выходном каскаде работающая как генератор тока. Усилитель А370 проектировал для MF известный разработчик и основа- тель английской фирмы E.A.R. Тим де Парравичини. М. Пена- са, заинтересовал подобный подход к реализации УМЗЧ, или
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 65 более правильно - полученный конечный результат. Таким образом, с целью лучше понять подобное решение, автор начал экспериментировать с источниками тока управляемыми напря- жением. Тим де Парравичини выступал в роли консультанта и итальянский радиолюбитель указывает, что этот усилитель по- явился благодаря помощи известного специалиста. Первые опыты производились с ОУ TDA2030, прошло не мало лет и когда появились мощные операционные усилители LM3886, М. Пенаса решил на базе этих ОУ спроектировать простой высо- кокачественный УМЗЧ. Некоторые характерные особенности той оригинальной схе- мы А370 он использует и в своей конструкции референсного усилителя. На рис. 2.12 показана последняя версия этого уси- лителя. Если судить, по отзывам тех, кто повторил эту конст- рукцию, то итальянскому радиолюбителю удалось «выжать» максимум возможностей из продукции NSC. Обсуждение этой конструкции можно найти по адресу: http:www.diyaudio.com/ forums. Для тех, кто не имеет доступа к Интернет могу отметить основной, на мой взгляд, момент, который может вызывать со- мнения при повторении этого усилителя. Преимущества при- менения усилителя с токовым выходом для высококачествен- ного аудио есть красивая гипотеза, которая не реализуема практически или реализуема только частично с головной болью. Такую точку зрения можно слышать достаточно часто. По всей вероятности М. Пенаса удалось создать конструкцию (с помо- щью Т. де Паравичини, авторитет, которого в мире HIGH END очень высок), опровергающую такую точку зрения. На выше упомянутом форуме, обсуждение усилителя, с активным учас- тием автора, занимает около 250 страниц. М. Пенаса заявляет, что, несмотря на отличные параметры устройства, для него важ- ным являются результаты тестовых прослушиваний. Тестовым прослушиваниям было уделено много времени, при этом ис- пользовались разные акустические системы. Со всеми АС его УМЗЧ вел себя очень «пристойно». 5 -6-1634
66 “Качественный звук - сегодня это просто” В схему представленную на рис. 2.12. мной добавлены не- сколько конденсаторов в цепях развязки операционных усили- телей, полярный электролитический конденсатор в цепи ОС, заменен на «конденсаторную сборку», как это рекомендовал У. Джанг. Печатная плата авторского варианта полностью перера- ботана (на мой взгляд, при разработке печатной платы М. Пе- наса пользовался каким-то авторазводчиком, с точки зрения специалистов ANALOG DEVICES и TEXAS INSTRUMENTS это недопустимо). На печатной плате установлена система за- щиты АС от постоянной составляющей на выходе УМЗЧ, схе- ма которой полностью идентична представленной на рис.2.1. Усилитель собран на двух печатных платах. На одной печат- ной плате, размерами 145 х 80, собран УМЗЧ, на второй пе- чатной плате (54 х 50) установлены элементы цепей развязки LM3886. Платы установлены друг над другом через текстоли- товые шайбы толщиной 1,5 мм и скреплены винтами М2,5. Та- кая конфигурация, на мой взгляд, является оптимальной и по- зволяет избегать нескольких компромиссных решений при разводке. УМЗЧ выполнен на плате из двухстороннего фольгирован- ного стеклотекстолита FR-4. Верхний слой, которого, выделен под земляной. Имеется два участка земляных поверхностей - сигнальная земля SGND и силовая земля PGND. Граница раз- дела (прорезь в верхнем слое фольги) показана штриховой ли- нией. Питание операционного усилителя LM318N подается от точек ±15 V тремя свитыми в косичку проводами на выводы 7 (+), 4 (-) ОУ. Третий земляной провод припаивается к площад- ке на дорожке соединяющей верхние выводы (см. рис. 2.13) конденсаторов С5 и С6. Правый вывод резистора R13 запаива- ется в отверстие на печатном проводнике рядом с маркиров- кой OUT. Из этой же точки проводником выполнена цепь об- ратной связи - соединение правого по электрической схеме вывода резистора R12 и цепочки R6, R7, СЗ. Конденсатор С8
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 67 (советский керамический трубчатый) с максимально укорочен- ными выводами устанавливается сверху на корпус IC1 и под- паивается к ее выводам 3 и 6. Еще одна перемычка установле- на в схеме защиты, выход OUT соединен проводом достаточного сечения с контактной группой реле защиты. Ошибки в развод- ке платы и в электрической схеме отсутствуют. Склонность к самовозбуждению усилителя, о которой писалось на форуме, при такой конфигурации никогда не наблюдалась. Подобная конструкция предполагается использовать в трехполосных мо- ноблоках, в случае использовании ее в качестве одного канала стерео усилителя, возможно целесообразнее в целях экономии вынести систему защиты на отдельную плату. При этом подать на входы сигналы с двух каналов. Несколько слов о деталях. На позиции С1 установлен кон- денсатор МКР479 (22,5 мм) производства ВС Components. Это не самый лучший вариант, по этому с правой от него стороны предусмотрено место для установки шунта - советского СГМ 0,01 мкФ 250 В. Можно пробовать шунтировать С1 более де- фицитными конденсаторами серии ССГ, но габариты не позво- лят установить их на плату. Целесообразно отметить, что экс- периментировать надо при подключении более-менее пристойной акустики, или же профессиональных наушников. На позиции С2, СЗ и СЮ стоят конденсаторы серии FKP (фольговый полипропилен) производства WIMA. Найти их в продаже достаточно сложно (позиция СЮ не критична к вы- бору материала диэлектрика). В случае отсутствия «полипропи- лена», можно пробовать установить советские слюдяные СГМ, К31 или КСО, я предполагаю, что такой вариант значительно лучше, чем использование «лавсана». Учитывая рекомендации У. Джанга, полярный электролитический конденсатор в цепи обратной связи заменен на два, встречно включенных, низко- импедансных конденсатора серии FA производства PANASONIC 470 мкФ 16 В. Они зашунтированы двумя пленоч-
68 ‘Качественный звук - сегодня это просто” ними конденсаторами емкостью по 1 мкФ 250 В серия МКР 479. При наличии «фольгового полипропилена» емкостью 0,1...0,33 мкФ, его можно установить параллельно МКР479 с нижней стороны платы. Для упрощения разводки платы резисторы R8, R10 и Rll, R13 выбраны выводные. Эти резисторы из ряда 0,1 %. Номиналы могут несколько отличаться от указанных на схеме, но обязательно должно выполняться условие: R8 • R10 и R11 = R13, в противном случае нарушается баланс моста. На второй плате, выполненной из фольгированного стеклотекстолита, установлены два электролитических конденсатора и пленочные конденсаторы цепей развязки питания. Печатные проводники выполнены со стороны установки конденсаторов, по этой при- чине (для возможности работы паяльником) установочные от- верстия снабжены пистонами. На эту же плату приходят про- вода питания ±32 В и земляной провод. Выводы микросхемы выгнуты соответствующим образом (см. рис. 2.15.). В плате сде- лано несколько пропилов и убран правый верхний угол, эти работы делаются уже «по месту» и разобраться будет достаточ- но просто. Электрические параметры Выходная мощность...............40 Вт при RHarp = 8 Ом, Vcc = ±32 В Полоса воспроизводимых частот...2 Гц...7О кГц - 3 дБ Отношение сигнал/шум............более 90 дБ Входное сопротивление при неинвертирующем буфере......100 к Типовое значение гармонических и интермодуляционных искажений ...менее 0,05% Геометрические размеры плат.....145 х 80 мм, 54 х 50
+32 В Рис. 2.12. Электрическая схема источника тока управляемого напряжения на LM3886 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ .. CD
о Рис. 2.13. Печатная плата УМЗЧ (вид со стороны печатных проводников) ‘Качественный звук - сегодня это просто
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 71 Рис. 2.14. Печатная плата цепей питания и развязки (вид со стороны установки компонентов) Рис. 2.15. Формовка выводов ОУ
С13 С16 0,1 мк 100 В — VD9 VD12 1N5618 -О -ЗОВ Рис. 2.16. Электрическая схема блока питания
142 Рис. 2.17. Печатная плата БП (вид со стороны печатных проводников) 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ..
142 Рис. 2.18. Печатная плата стабилизаторов + 12 В и ±15 В (вид со стороны печатных проводников) “Качественный звук - сегодня это просто
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 75 Рис. 2.19. Версия УМЗЧ «Му Reference»
76 “Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 2.20. Вид со стороны печатных проводников
2, Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 77 Таблица 2.4. Список используемых деталей Позиция Номинал Точность Тип/Пояснения Комментарии R1 100 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R2 3,6 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R3 470 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R4 22 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R5 390 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R6 12 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R7 270 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R8 47 к 0,1% PHILIPS выводной резистор Плата УМЗЧ R9 3,3 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R10 47 к 0,1% PHILIPS выводной резистор Плата УМЗЧ R11 22 к 0,1% PHILIPS выводной резистор Плата УМЗЧ R12 0,47 5% SMD2512 Плата УМЗЧ R13 22 к 0,1% PHILIPS выводной резистор Плата УМЗЧ R14 33 к 5% SMD 1206 Плата цепей развязки С1 1 мкФ 250 В 10% ВС сот. серия МКР479 Плата УМЗЧ С2 200 WIMA серия FKP Плата УМЗЧ СЗ 150 WIMA серия FKP Плата УМЗЧ С4 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата УМЗЧ С5 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата УМЗЧ С6 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата УМЗЧ С7 10 СССР конденсатор керамический трубчатый серия КТ Плата УМЗЧ С8 22 Плата УМЗЧ С9 470 мкФ 16 В PANASONIC серия FA Плата УМЗЧ СЮ 1000 WIMA серия FKP Плата УМЗЧ СИ 47 мкФ 40 В Электролитический Плата цепей развязки С12 1500 мкФ 63 В PANASONIC серия TSU Плата цепей развязки С13 1500 мкФ 63 В PANASONIC серия TSU Плата цепей развязки
78 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 2.4. Продолжение Позиция Номинал Точность Тип/Пояснения Комментарии С14 1 мкФ 250 В 10% ВС сот. серия МКР479 Плата цепей развязки С15 1 мкФ 250 В 10% ВС сот. серия МКР479 Плата цепей развязки С16 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата цепей развязки С17 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата цепей развязки С18 0,1 мкФ 100 В 10% RIFA серия РНЕ426 Плата цепей развязки R1 220 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R2 1 М 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R3 11 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R4 8,2 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R5 110 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R6 110 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R7 22 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты R8 22 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ, схема защиты С1...СЗ 47 мкФ 40 В - Электролитический Плата УМЗЧ, схема защиты VD1...VD3 1N4148 - ВЧ-диод в исполнении SMD - Q1 ВС846 - PHILIPS - Q2 ВС856 - PHILIPS - Q3 ВС846 - PHILIPS - Q4 КТ972 - СССР составной транзистор - RY 40.52.9.012.Оххх Миниатюрное реле для монтажа на печатной плате производства Finder Плата защиты АС. Мощное реле (8 А) любого производителя. Важен материал контактов: золото (Au), серебро (Ag), никель (Ni) или их сплавы
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 79 2.5. УМЗЧ РАОЗ чешского радиолюбителя П. Дудека Одной из первых радиолюбительских конструкций стереофони- ческого УМЗЧ на сдвоенном операционном усилителе LM4780 был усилитель РАОЗ радиолюбителя из Чехии П. Дудека. Обсуж- дение этой конструкции можно найти по адресу: http:www.diyaudio.com/forums, где автор выступает под псевдони- мом Upupa Epops. Особенностей никаких конструкция не имеет и ниже приводится вся необходимая информация для его сборки. Рис. 2.21. УМЗЧ РАОЗ
12В НН-- 63 В +VCC 0А1-В -vcc 63 В1 11 -12В +VCC 0А2-В -VCC Рис. 2. 22. Электрическая схема УМЗЧ РЛОЗ
Q+VCC FU1 3,15AF 00 О C20 0,22 мк 100 В _С23 220 мк — 25 В 3 2~Г7912 GND OUT IN - D3 6,8 В FU2 3,15AF ’2 VR2 -VEE 6 “Качественный звук - сегодня это просто”
6-1634 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ . Рис, 2, 22, Электрическая схема УМЗЧ РАОЗ (продолжение) 00
Рис. 2. 22. Электрическая схема УМЗЧ РАОЗ (продолжение) 00 to ‘Качественный звук - сегодня это просто
-12В G1 G2 G3 +VCC О D5 1N4148 <>------И----- D4 1N4148 ---- СЗО 47 мк 16В Рис. 2. 22. Электрическая схема УМЗЧ РАОЗ (окончание) III 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ.. 00 со
84 “Качественный звук - сегодня это просто” Рис. 2. 23. Компоновка усилителя. Вид сверху
Рис. 2.24. Печатная плата УМЗЧ (вид со стороны печатных проводников) 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ . СЮ
Рис. 2.25. Печатная плата УМЗЧ (вид со стороны компонентов)
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ...87 Таблица 2.5. Список используемых деталей Позиция Тип/Номинал Пояснения Размер РА1 LM4780TA ТО-220 27 вывод. ОА1-2 ОРА134РА - 8DiP IC1 CD4020 - 16DIP VR1 7812 - ТО-220 VR2 7912 - ТО-220 Q1.Q2 ВС556 - ТО-92 Q3, Q4, Q6...Q8 ВС546 - ТО-92 Q5 BD140 - ТО-126 RECT1 KBU8 - - D2, D4...D8, D10...D15 1N4148 - DO35 D9 18 В, 1,3 Вт - DO41 D1,D3 6,8 В, 1,3 Вт - DO41 С25,С25 15000...22000 мкФ 40 В Электролитический С17, С23 220 мкФ 25 В Электролитический D = 35 мм С18,С19 100 мкФ 50 В Электролитический D = 8 мм С31...С34 ЮОмкФ 10 В Электролитический D = 8 мм СЗО, С36 47 мкФ 16 В Электролитический D = 5 мм С35 10 мкФ 50 В Электролитический D = 5 мм Cl 1, С15 1 мкФ 63 В или 47 мкФ 16 В Пленочный 7,2 х 5,0 С1,С4, С5, С8,С10, С14, С21,С22 1 мкФ 63 В Пленочный 7,2 х 5,0 С20 0,22 мкФ 100 В Пленочный 7,2 х 5,0 С26...с29 0,047 мкФ 100 В Пленочный 7,2 х 2,5 С12, С13 1000 500 в Керамический 7,2 х 2,5 С2, СЗ, С6, С7 68 Керамический 7,2 х 2,5 С9, С16 47 Керамический 7,2 х 2,5 R12, R15, R20, R23, R60, R61 ЮОк Все резисторы производства VISHEY DRALORIC 0207 R18, R74, R75, R78 22 к 0207 R79, R80, R82, R83 4,7 к 0207 Rl, R11, R13, R17, R22, R24...R26, R76, R77, R81 Юк 0207
88 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 2.5. Продолжение Позиция Тип/Номинал Пояснения Размер R14, R21 330 Все резисторы производства VISHEY DRALORIC 0207 R16.R19 150 0207 R49...R53, R55...R59, R63...R67, R69...R73 47 0207 R48, R54, R62, R68 4,7 0207 R27, S1 2,2 0207 R28...R47 1 0207 2.6. УМЗЧ на ОУ LM4780 в инвертирующем включении Простая конструкция УМЗЧ на основе сдвоенного операци- онного усилителя LM4780 со схемой удержания нуля на выхо- де. Буферный каскад выполнялся на отдельной плате, по это- му здесь не приводится. Хочу напомнить, что буферный каскад необходим, т.к. даже при установке на позицию R1 резистора в несколько десятков кОм, входное сопротивление схемы будет определяться номиналом резистора R2. В конкретном случае номинал резистора R1 был выбран равный 51 Ом из-за исполь- зования мощного буферного каскада соединенного с о входом УМЗЧ пятидесятиомным кабелем. При использовании слабо- точного буферного каскада, номинал резистора R1 следует выб- рать в пределах 20...50 к. Так же следует отметить, что конден- сатор С7 в схеме интегратора (см. рис. 2.26.) необходимо выбирать с малым коэффициентом диэлектрической абсорбции. На эту позицию подойдут только фторопластовые, полисти- рольные, или полипропиленовые конденсаторы. Операцион- ный усилитель ОРА627 можно заменить более дешевым ОРА134 или другим с входным каскадом на полевых транзис- торах.
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 89 УМЗЧ собран на плате из двухстороннего фольгированно- го стеклотекстолита размерами 153x105. На этой же плате рас- положена система защиты акустических систем, схема которой приводилась на рис. 2.1. Конденсаторы С8...С13 устанавливают- ся на отдельной печатной плате (см. рис.2.28), которая крепит- ся к радиатору через изолирующие шайбы. В плате имеется вырез, вдоль которого проходят две шины питания LM4780. В качестве шин используется медный провод диаметром 1,2 мм. Выводы питания (см. электрическую схему) выгнуты соответ- ствующим образом и припаяны к этим шинам. Печатные про- водники расположены на стороне установки конденсаторов, по этому в отверстия для выводов установлены пистоны. Писто- ны установлены также в отверстия с печатными площадками в виде квадратов на плате УМЗЧ. Таблица 2.6. Список используемых деталей Позиция Номинал Точность Тип/Пояснения Комментарии R1 51 5 % SMD 1206 Плата УМЗЧ R2 1,5 к 1 % SMD 1206 Плата УМЗЧ R3 18 к 1 % SMD 1206 Плата УМЗЧ R4 1,3 к 5% SMD 1206 Плата УМЗЧ R5 2,7 10% 2 Вт выводной резистор Плата УМЗЧ R6 20 10% 1 Вт выводной резистор 2 шт. параллельно. Плата УМЗЧ R7 1 М 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ R8 24 к 10% SMD 1206 Плата УМЗЧ С1 47 мкФ 50 В Электролитический в исполнении SMD Плата УМЗЧ С2 0,068 мкФ 240 В 10% МКР 10 WIMA 2 шт. параллельно. Плата УМЗЧ СЗ 0,068 мкФ 240 В 10% МКР10 WIMA Плата УМЗЧ С4 0,068 мкФ 240 В 10% МКР 10 WIMA Плата УМЗЧ С5 1 мкФ 250 В 10% МКР479 ВС Сот. Плата УМЗЧ С6 1 мкФ 250 В 10% МКР479 ВС Сот. Плата УМЗЧ
90 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 2.6. Продолжение Позиция Номинал Точность Тип/Пояснения Комментарии С7 1 мкФ 250 В 10% МКР479 ВС Сот. Плата УМЗЧ С8 2200 мкФ 50 В Электролитический Плата цепей развязки С9 2200 мкФ 50 В Электролитический Плата цепей развязки СЮ 1 мкФ 250 В 10% МКР479 ВС Сот. Плата цепей развязки СИ 1 мкФ 250 В 10% МКР479 ВС Сот. Плата цепей развязки С12 0,068 мкФ 240 В 10% МКР 10 WIMA Плата цепей развязки С13 0,068 мкФ 240 В 10% МКР10 WIMA Плата цепей развязки VD3, VD4 3,3 В Стабилитрон Плата УМЗЧ IC1 LM4780TA Сдвоенный ОУ Плата УМЗЧ IC2 ОРА627ВА ОУ Плата УМЗЧ R1 220 к 20% SMD 1206 Схема защиты АС R2 1 Мом 20% SMD 1206 Схема защиты АС R3 И к 20% SMD 1206 Схема защиты АС R4 8,2 к 20% SMD 1206 Схема защиты АС R5 110 к 20% SMD 1206 Схема защиты АС R6 ИОк 20% SMD 1206 Схема защиты АС R7 22 к 20% SMD 1206 Схема защиты АС R8 22 к 20% SMD 1206 Схема защиты АС VD1...VD3 1N4148 - ВЧ диод в исполнении SMD Схема защиты АС С1...СЗ 47 мкФ 35 В - Электролитический в исполнении SMD Схема защиты АС RY 40.52.9.012.Оххх Миниатюрное реле для монтажа на печатной плате производства Finder Схема защиты АС. Мощное реле (8 А) любого производителя. Важен материал контактов: золото (Au), серебро (Ag), никель (Ni) или их сплавы
2, Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 91 + 30 в С12 к выв 5- 9' 17- 2б- 27 к выв 1. 2. 3. 4. 10. 11. 18 R4 1.3 к -15 V +15 V Рис. 226 . Электрическая схема УМЗЧ
CD Ю LM4780 OVERTURE AUDIO 2005 R7 VERS. 2 153 Puc. 2.27. Печатная плата УМЗЧ (вид со стороны печатных проводников) “Качественный звук - сегодня это просто
Рис. 2.28. Печатная плата цепей развязки (вид со стороны компонентов) 2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ .. со
“Качественный звук - сегодня это просто” 2.7. 100-ватный УМЗЧ PA100GC На сайте http://www.shine7.com/index.htm представлена схема УМЗЧ PA100GC, представляющая параллельное включе- ние двух операционных усилителей LM3886 (см. рис. 2.29). Заявленная выходная мощность этого усилителя - 2 х 100 Вт. Особенностями конструкции можно назвать применение стаби- лизированного источника питания и конденсаторов «Black Gate». Все, что необходимо для самостоятельного изготовления приводится ниже. Таблица 2.7. Список используемых деталей Позиция Номинал Точность Тип/Пояснения Комментарии R1 47 к 5% - - R2, R7 1 к 0,1% - - R3, R8 1 к 0,1% - - R4, R9 20 к 0,1% - - R5, R10 Юк 5% - - R6, R11, R 13...R16 0,5 Ом 1% Резистор мощностью 1 Вт - R12 2 5% - - R20 680 5% - Устанавливается на входном разъеме С1 1 мкФ 450 В - AURICAP - С2, С6 100 мкФ 50 В - «Black Gate» - СЗ.С7 47 - Silver Mica (слюда- серебро) - С4, С8 220 - Silver Mica - С5,С9 100 мкФ 50 В - Электролизический - СЮ 0,1 мкФ - W1MA серия MKS - СП 0,1 мкФ W1MA серия MKS Подпаян к выводам питания со стороны печатных проводников С12 100 мкФ 50 В - «Black Gate» - С13 0,1 мкФ W1MA серия MKS Подпаян к выводам питания со стороны печатных проводников 04 100 мкФ 50 В - «Black Gate» - С20 470 - W1MA серия MKS Устанавливается на входном разъеме
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 95 Рис. 229. УМЗЧ PA100GC PA100GC
CD СТ) Рис. 231. Печатная плата УМЗЧ (вид со стороны установки компонентов) “Качественный звук - сегодня это просто
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... 97 Рис. 230. Электрическая схема УМЗЧ 7 -6-1634
98 'Качественный звук - сегодня это просто Рис. 232. Печатная плата УМЗЧ (вид снизу)
2. Радиолюбительские конструкции УМЗЧ ... «-30V
100 'Качественный звук - сегодня это просто” с. 234. Один канал. Внешний вид
3. Буферные каскады для УМЗЧ на основе мощных операционных усилителей 3.1. Предварительный усилитель АН Рге-1 датского радиолюбителя Андреаса Хюннебека Полное описание всей конструкции можно найти на личной страничке датского радиолюбителя Андреаса Хюннебека (http:// www.huennebeck-online.de/index-english.html). Линейный предварительный усилитель предельно прост и не содержит дефицитных деталей, что делает его легко повторяе- мым. Автор при тестовых прослушиваниях сравнивал свою конструкцию с изделиями таких известных производителей высококачественной аудиотехники как LINN и NAIM. По его словам, АН Рге-1 не уступал по качеству звука очень дорогим моделям этих производителей. Схема электрическая принципи- альная линейного усилителя приведена на рис. З.1., а печатная плата на рис. 3.2. Предварительный усилитель выполнен на плате их двух- стороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 110x80. Слой, со стороны установки выводных компонентов, используется в качестве сигнальной земли. В площадки печатной платы, имеющие форму квадратов, установлены пистоны. Трехвыводные стабилизаторы и выходные полевые транзисторы установлены на теплоотводы. К УМЗЧ предварительный усилитель подключается пятидесятиомным кабелем.
1 CH Рис. 3.1. Электрическая схема УМЗЧ (один канал)
3. Буферные каскады для УМЗЧ ... 103 Рис. 3.2. Печатная плата УМЗЧ. Вид со стороны печатных проводников (один канал) Таблица 3.1. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R1 100 5% SMD 1206 - R2 1,1 к 5% SMD 1206 - R3 100 5% SMD 1206 - R4 1,1 к 5% SMD 1206 - R5 10 к 5% SMD 1206 - R6 100 к 5% SMD 1206 - R7 1 к 1% SMD 1206 - R8 3,32 к 1% SMD 1206 - R9 332 Выводной резистор мощностью 2 Вт Резистором R9 установить ток покоя на уровне 45 мА. На плате предусмотрено место для установки трех одноваттных резисторов параллельно R10 51 5% SMD 1206 -
104 “Качественный звук - сегодня это просто” Таблица 3.1. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии RH 240 Выводной резистор мощностью 2 Вт В зависимости от типа применяемого реле, подобрать номинал резистора R11 RV 50 к 20% ALPS - С1,СЗ I мкФ 63 В - WIMA серия MKS - С2...С6 32 мкФ 35 В - PANASONIC серия HFY - С7 100 - WIMA серия FKP - С8 220 - WIMA серия FKP - С9, СП, Cl3, С14 0,1 мкФ - RIFA серия РНЕ426 - СЮ, С12 10 мкФ 16 В Электролитический низкоимпедансный конденсатор производства HITANO * RY Реле РЭС 34 - - Два 5 В реле РЭС 34 включены последовательно VD1 1N4148 - Диод - ICI LM317 - Трехвыводной - стабилизатор - IC2 LM337 - Трехвыводной стабилизатор - IC3 ОРА627 - Операционный усилитель в корпусе DIP-8 Самый дешевый вариант замены - ОУ ОРА604, далее ОРА134, ОРА132 Q1 IRF510 - Полевой транзистор - 3.2. Буферный каскад чешского радиолюбителя Павла Макуры Выходные каскады стандартных источников сигнала, таких как проигрыватели компакт-дисков, мало приспособлены для работы на емкостную нагрузку, какой является кабель. Малое входное сопротивление УМЗЧ и емкость кабеля оказывают влияние на выходной каскад проигрывателя, что приводит к потере разрешения на высоких частотах и ухудшению переда-
3. Буферные каскады для УМЗЧ ... 105 чи низкочастотных сигналов. Схема буферного каскада, пока- занная на рис. 3.3, по утверждению автора, полностью решает эту проблему. На схеме второй версии буферного каскада, ско- ростной буфер BUF634 работает в классе А. Автор (см. http:// www.pha.inecnet.cz/macura/) рекомендует установить буферный каскад прямо в корпусе CD-проигрывателя или собрать в от- дельном корпусе. В случае использования буфера как функци- онально законченного устройства, следует учитывать, что дли- на входного кабеля не должна превышать 10...15 см. Каскад обладает хорошей нагрузочной способностью, что позволяет подключать к его выходу головные телефоны. В связи с тем, что сам иногда паял нечто подобное, выска- жу свое мнение по применяемым деталям. На выходе стабили- зированного источника ±15 В не следует ставить электролити- ческие конденсаторы. «Металлизированного полипропилена» емкостью 3,3 мкФ будет более чем достаточно, при этом «для моих ушей» качество звука более предпочтительно. Вместо электролитических конденсаторов на позициях С6, С7, С8 и С9 установить также пленочные конденсаторы с полипропилено- вым диэлектриком емкостью 1 мкФ. Операционные усилитель ОРА627 (достаточно дорогой, ОРА132 дешевле, ОРА134 совсем дешевый) можно заменить по рекомендациям автора на AD825, который выпускается только в исполнении SMD. Можно использовать скоростные ОУ от NSC такие как LM6171. Эти операционные усилители имеют очень высокие электрические параметры, очень качественно ведут себя в звуковых схемах и достаточно дешевы (вернее будет сказано - ничем не выдают свое присутствие в схеме). При этом следует учитывать, что они склонны к самовозбуж- дению и трассировку печатной платы следует выполнять с уче- том всех рекомендаций, которые приводились выше. Судя по своим экспериментам , эти ОУ в исполнении SMD менее склон- ны «разговаривать сами с собой», чем выполненные в корпу-
106 “Качественный звук - сегодня это просто" сах DIP8. Предпочтение радиолюбителями в подобных схемах продукции Бурр Броун (входит в состав TI) скорее всего, свя- зано именно с этой особенностью LM6171 (сдвоенный ОУ - LM6172). Вариантов замены, без какого ущерба качеству, дос- таточно много, я привел лишь два. Самый примитивный вари- ант - это ОРА604. Два конденсатора СЮ и СИ могут понадобиться лишь в случае не продуманной разводке печатной платы. ОРА627 не отличается особой склонностью к автоколебаниям, и включать схему можно без этих конденсаторов. Рис. 33а. Электрическая схема буферного каскада (версия 1)
3. Буферные каскады для УМЗЧ ... 107 Рис. 3.36. Электрическая схема буферного каскада (версия 2) Выход буферного каскада RG-58 коаксиальный кабель Рис. ЗЗв. Пример подключения к УМЗЧ 50-омным кабелем Таблица 3.2. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R1 330 5% Выводной резистор 0,25 Вт - R2 100 к 5% Выводной резистор 0,25 Вт - R3 3,3 к 5% Выводной резистор 0,25 Вт - R4 3,3 к 5% Выводной резистор 0,25 Вт -
108 ‘Качественный звук - сегодня это просто ” Таблица 3.2. Продолжение Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R10 51 5% Выводной резистор 0,25 Вт В случае если предусматривается эксплуатация устройства с головными телефонами, мощность резисторов R10 и R12 необходимо увеличить до 1 Вт R11 220 5% Выводной резистор 0,25 Вт - R12 51 Выводной резистор 0,25 Вт - С1 1 мкФ ВС Сот серия МКР479, EPCOS серия В326ххх На этой позиции установить полипропиленовый, полистирольный или фторопластовый конденсатор. Применение конденсаторов с другими типам диэлектрика приведет к деградации качества звука С2... С5 0,1 мкФ - R1FA серия РНЕ426 - С6...С7 2,2 мкФ 35 В - Электролитический конденсатор - С8, С9 10 мкФ 35 В - Электролитический конденсатор - СЮ 18 Керамический трубчатый конденсатор серии КТ (СССР) В качестве корректирующего конденсатора можно использовать полистирольные (10...33 пФ) производства бывших ГДР и ЧССР или слюдяные. СИ 470 WIMA серия FKP -
3. Буферные каскады для УМЗЧ ... 109 3.3. Буферный каскад на основе мощного сдвоенного ОУ с токовой обратной связью THS6012 Этот операционный усилитель производства TEXAS INSTRUMENTS обозначен как 500 мА драйвер для xDSL тех- нологий. Интегральная схема обладает высокими электричес- ким параметрами. В радиолюбительской практике использует- ся в качестве буферных каскадов и усилителей для головных телефонов (см. личную страничку австрийского радиолюбите- ля Рода Эллиота http://sound.westhost.com/index.html). На рис.3.4. представлена электрическая схема буферного каскада с сервосистемой отслеживания нуля. Схема собиралась мной не- сколько раз, и каких-либо претензий к качеству звука не воз- никало на достаточно сложной музыке. Приведенная на рис.3.5. печатная плата рисовалась специально для книги. Предыдущие платы делались под определенные конструктивы и в формат книжного поля, в масштабе 1:1, не укладывались. С этой точки зрения, при намерениях повторить эту конст- рукцию, необходимо проверить рисунок на наличие ошибок. Необходимо отметить, что во всех предыдущих конструкциях, когда я приводил рисунки печатных плат собственного изготов- ления, могут отсутствовать некоторые перемычки. Ошибок в топологии нет, но часть соединений, которая выполнялась пе- ремычками, может отсутствовать. Из электрической схемы (см. рис. 3.4а.) можно исключить интегратор, в этом случае на вхо- де УМЗЧ необходимо установить пленочный конденсатор ем- костью 1,2...3,3 мкФ. Буферный каскад собирается на плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 80 х 90 мм (см. рис. 3.46). Верхний слой используется в качестве земляно- го. В печатных площадках, имеющих форму квадратов, заваль- цованы пистоны. Питание на операционные усилители подает-
по “Качественный звук - сегодня это просто” ся свитыми между собой парами проводов МГТФ. Интеграль- ная схема THS6012 выпускается в корпусе PowerPAD, который имеет теплоотвод находящийся под кристаллом. Для эффектив- ного отвода тепла, на плате под корпусом ОУ выполнена печат- ная площадка. По размерам этой площадки необходимо выре- зать кусочек медной фольги соответствующей толщины, а затем подпаять его к печатной площадке на плате. Микросхема уста- навливается на подобный «радиатор» через теплопроводящую пасту. При такой конструкции теплоотвода температура корпу- са не превышала 40° С (UnHT= ±14,5 В, RHArp = 250 Ом). Таблица 3.2. Список используемых деталей Позиция Номинал/ Тип Точность Пояснения Комментарии R1 50 к Потенциометр производства ALPS - R2 100 5% SMD 1206 - R3 47 к 5% SMD 1206 - R4 1,05 к 1% SMD 0805 Устанавливается через переходные отверстия со стороны земляного слоя R5 332 1% SMD 1206 R6 4,7 5% SMD 1206 В случае если предусматривается эксплуатация устройства с головными телефонами, установить параллельно 4 резистора по 10 Ом R7 560 к SMD 1206 - R8 560 к SMD 1206 - R9 22 к SMD 1206 - С1...С5 0,1 мкФ - RIFA серия PHE426 - С6, С7 0,47 мкФ 250 В EPCOS серия B32652 С6 и С7 состоят из двух параллельно включенных конденсаторов 0,47 мкФ, каждый С8, С9 3,3 мкФ 250 В - HITANO серия MPR -
Рис. 3.4а. Электрическая схема буферного каскада на THS6012 , Буферные каскады для УМЗЧ .
112 “Качественный звук - сегодня это просто Рис. 3.46. Печатная плата
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков Большинство бюджетных CD и DVD проигрывателей мож- но модернизировать с целью повышения качества звучания. Такая модернизация является одной из важнейших сфер наше- го бизнеса. Мы можем предложить эффективные решения «ап- грейда» для большого количества моделей CD и DVD проигры- вателей разных производителей. Следующее заявление можно найти на сайте датской фирмы LC Audio Technology Inc. (www.lcaudio.dk). Фирма предлагает тактовые генераторы с ма- лым уровнем фазового шума для различных цифровых форма- тов записи, операционные усилители (в виде законченных мо- дулей, которыми заменяются ОУ установленные производителем) для преобразователей ток-напряжение и ФНЧ, и другие устройства. Я не пользовался продукцией выше упомянутой фирмы, а ис- пользовал рекомендации датских специалистов (LC Audio далеко не единственная фирма, выпускающая подобную продукцию). Я могу однозначно подтвердить, что подобная модернизация реаль- но сказывается на улучшении звучания проигрывателя компакт- дисков. Об одном таком устройстве, а именно о тактовом генера- торе с малым уровнем фазового шума пойдет речь ниже. Хочу сделать небольшое отступление, связанное с тем, что несколько лет тому назад в одном из периодических изданий попалась статья на данную тему. Автор статьи посчитал, что Интернет доступен только в Москве, а читать на «заграничном» языке кроме него никто не умеет. В связи с этим под интеллек- туальным трудом датских инженеров, изложенном в статье, появилась русская фамилия. По этой причине хочу заявить, 8-6-1634
114 “Качественный звук - сегодня это просто” все, что будет изложено ниже, не является моими открытиями, я только включал паяльник с целью улучшить звучание своей домашней системы. Также, я попытаюсь кратко разъяснить, чем руководствовался при создании тактового генератора «для личных нужд», т.е. основные требования к такому устройству. Хочу также отметить, что в интернете, можно найти достаточ- но информации на данную тематику, примером одной из ран- ней публикаций о влиянии джиттера на качество звука, явля- ется брошюра «CD Jitter», автором которой является Paul Winser. После такого отступления перехожу к фазовому шуму (джиттеру) тактового генератора. Из импульсов опорного тактового генератора формируются все сигналы синхронизации для схем проигрывателя. Иными слова- ми, такой генератор должен обладать очень высокой кратковре- менной стабильностью, иначе синхронизация будет нарушаться. От чего же зависит кратковременная стабильность генератора? Джиттер (или фазовый шум, если речь идет о задающем генераторе гармонических колебаний) представляет собой вре- менную «болтанку» фронтов тактовых импульсов. Вспомним одно фундаментальное положение, лежащее в основе всех циф- ровых форматов, которое говорит, что отсчеты, представляют амплитуду аналогового сигнала в строго определенные момен- ты времени. При наличии джиттера тактовых импульсов это фундаментальное положение как будто слегка нарушается т.к. дискретное значение, выражающее амплитуду аналогового сиг- нала, приходит вовсе не в определенный момент времени, а в, произвольный. Таким образом, абсолютно верный отсчет, при- шедший в неправильный момент времени даст искажение фор- мы аналогового сигнала из-за потери исходного временного масштаба рис. 4.1. Если джиттер тактовых импульсов носит случайный характер, то такой эффект приводит, помимо иска- жений, к повышению уровня шума. В случае если отслежива- ется периодичность или джиттер коррелирован самим сигналом,
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 115 то в спектре полезного сигнала появляются новые составляю- щие. Оба факта имеют место в проигрывателе компакт-дисков. В результате получаем, что одной из причин деградации каче- ства звука является тактовый генератор с недостаточной крат- ковременной стабильностью. Рис. 4.1. Искажения формы сигнала, вызванные наличием джиттера тактовых импульсов. Реальная «болтанка» фронтов тактовых импульсов может достигать 100 пс и более, несмотря на столь малую величину (одна десятимиллиардная доля секунды), такой уровень джит- тера приводит к заметной деградации качества звука. Именно выдержать временной масштаб правильным является одной из основных задач при воспроизведении потока цифровых дан- ных. Проблема фазового шума известна не только в цифровом аудио. Во всех областях электроники, где требуется точность аналого-цифрового (или цифро-аналогового) преобразования, используется следующее правило: тактовые импульсы должны
116 “Качественный звук - сегодня это просто ” быть сформированы из сигнала опорного генератора с малым уровнем фазового шума. В цифровом аудио это правило игно- рируется. При решении проблемы джиттера тактовых импуль- сов, для разработчиков бытовой аудиотехники существует один нюанс: установка задающего генератора с уровнем фазо- вого шума порядка 5...10 пс, приведет к увеличению себестои- мости проигрывателя компакт-дисков на десяток-другой USD, что, в условиях массового производства, недопустимо. Сегодня можно встретить очень дорогие модели CD-проиг- рывателей тем в которых установлены тактовые генераторы с ФАПЧ в интегральном исполнении PLL1705/1706 производ- ства BURR-BROWN. Уровень фазового шума у этих микросхем нормирован на уровне 50 пс т.е. достаточно высок, зато такто- вый генератор достаточно дешевы. Снижение джиттера до уров- ня 50 пс даже в дешевых моделях проигрывателей компакт- дисков, с цифроаналоговыми преобразователями, встроенными в DSP, дает приращение качества звука. Для читателей, кто за малые деньги хочет поэкспериментировать с данными микро- схемами, которые позиционируются как мультистандартные тактовые генераторы с ФАПЧ для цифрового аудио (частота для любого цифрового формата выбирается внешними установ- ками), могу подсказать проблему, с которой в свое время стол- кнулся. Частота 27 МГц это частота основного резонанса квар- ца, т.е. с гармониковым кварцевым резонатором на 27 МГц, схема выдаст совершенно иную сетку частот. На чем же реализовывают тактовый генератор разработчик в бюджетных моделях? В подавляющем большинстве случаев используются инвер- торы, встроенные в процессоры цифрового сигнала (DSP) или в микросхемы цифровых фильтров. Остается лишь установить кварцевый резонатор (желательно самый дешевый), пару кон- денсаторов и тактовый генератор готов рис. 4.2.
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 117 Рис. 4.2. Характерный пример реализации генератора тактовых импульсов в проигрывателе компакт-дисков Помехи, проникающие по цепям питания и по земляной шине от других цифровых схем, приводят к низкой кратковре- менной стабильности таких тактовых генераторов, т.е. к высо- кому уровню джиттера. Использование отдельных логических элементов, входящих в состав микросхем 74HCU04 и им подоб- ным мало результативно. Отдельное место занимают трехточеч- ные генератора в некоторых моделях DENON, ONKYO и ряде других производителей. Реализация их в виде отдельных моду- лей с питанием от отдельного трансформатора, с качественны- ми стабилизаторами повысило бы их стабильность, но подоб- ное решение серьезно скажется на себестоимости изделий, что идет в разрез интересам производителя. Теперь перейду к требованиям, предъявляемым к такто- вым генераторам с низким уровнем джиттера. Достаточно пол- ную информацию, в том числе и о топологии печатных плат можно найти в технической библиотеке на сайте ANALOG DEVICES (www.analog.com). ♦ Питание генератора должно быть максимально «чистым». В особо ответственных случаях применять отдельный трансформатор и использовать двухступенчатую стабили- зацию с применением малошумящих стабилизаторов. ♦ В качестве задающих генераторов использовать генерато- ры с малым уровнем фазового шума.
118 “Качественный звук - сегодня это просто" ♦ В качестве формирователей импульсов для получения крутых фронтов тактовых импульсов использовать компа- раторы серий Fast или Ultra Fast. ♦ Аналоговая земля задающего генератора должна быть галь- ванически развязана от цифровой земли компаратора. В связи с тем, что когда-то на эксперименты с тактовым ге- нератором меня подтолкнули публикации на сайте датской фирмы LC Audio Technology Inc., то приведу схемы нескольких последних версий тактовых генераторов производства LC Audio (см. рис. 4.3.). Подключается приобретенный или сделанный своими руками тактовый генератор достаточно просто. Из обвески, например DSP, удаляется кварц и две емкости, на вход инвертора 50-омным кабелем подаются тактовые импульсы от нового генератора. В таблице 4.1. приведены номера входного вывода инвертора наи- более распространенных микросхем. Таблица 4.1. Вход тактового сигнала в интегральных схемах DSP и цифровых фильтров Интегральная схема Вход тактового сигнала. № вывода Интегральная схема Вход тактового сигнала. № вывода CXDH25Q 53 SAA7345 13 CXDH35Q 53 SAA7370/7372 21 CXDH67Q 53 SAA7374 21 CXD2500BQ 53 SAA7376 21 CXD2508AQ 73 SAA7378 2I CXD2508AR 71 SM5803 6 CXD2510Q 53 SM5813 6 CXD2515Q 62 SM5842AP/APT 6 CXD2519Q 89 SM5847AF 16 CXD2529Q 89 SM5872BS 28 CXD2545Q 62 М50423Р 70 CXD2548R ЮЗ MN6471M 25 CXD2585Q 71 YDC103 31 CXD2587Q 66 YM3404B 3 SAA7220 и YM3433B-D/B-F 3 SAA7246 71 YM3616 79 SAA7310 26 YM7121C 31 SAA7322/7323 25
Х1 Рис. 43а. Схема электрическая принципиальная генератора с малым уровнем фазового шума производства LC Audio Technology Inc. Версия 1 4. Hi CD
Рис. 4.36. Схема электрическая принципиальная генератора с малым уровнем фазового шума производства LC Audio Technology Inc. Версия 2
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 121 к »Ц>Е LCIock ХОЗ Copy and use freely for DIY projects. Commercial use will not be allowed. Рис. 43в, Схема электрическая принципиальная генератора с малым уровнем
122 “Качественный звук - сегодня это просто фазового шума производства LC Audio Technology Inc. Версия 3
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 123 Выше я перечислил, какими критериями руководствовался при изготовлении тактового генератора для своей аудиосисте- мы. Для наглядности принципов построения подобных уст- ройств, рассмотрим структурную схему генератора тактовых импульсов, которым можно тактировать несколько устройств с раздельными земляными шинами (см. рис. 4.4.). Такая конст- рукция собирается на двух стороннем фольгированном стек- лотекстолите. Верхний слой фольги используется в качестве «заземляющей поверхности». Как видно из рисунка, имеется четыре не связанных друг с другом «заземляющих поверхнос- тей»: AGND, DGND1, DGND2, и DGND3. Опорный генератор с низким уровнем фазового шума, для изоляции от шумных циф- ровых схем заземлен на аналоговой заземляющей поверхности AGND. Формирователь тактовых импульсов выполнен на циф- ровой заземляющей поверхности DGND1. В качестве гальвани- ческой развязки, между этими двумя функциональными узла- ми, используется ВЧ-трансформатор. На этой же поверхности расположен вторичный стабилизатор для питания формирова- теля. С инверсного выхода формирователя, тактовые импульсы частотой 16,9344 МГц, 50-омным кабелем подаются на схему пересинхронизации. Я в данном примере описываю конкретный случай примене- ния такого устройства в своей конструкции (внешний ЦАП), где требовалось три тактовых сигнала. Точно такую же конструкцию, я использовал для установки в проигрыватель-компакт дисков, где требовалось два сигнала для тактирования процессора циф- рового сигнала и микросхемы ЦАПа (процессор и ЦАП не име- ли общей земли). В этом случае, просто нет необходимости в установке одной микросхемы ADuM и схем ее питания. Микро- схемы ADuM (см. www.analog.com) представляют собой цифро- вые изоляторы, служащие для размыкания паразитных контуров заземления. Внутри таких микросхем имеются приемная и пере- дающая части, для связи между ними используется монолитный
124 “Качественный звук - сегодня это просто” трансформатор (как догадался читатель, шины питание и земля- ные шины, приемной и передающей схем, раздельные). Рис. 4.4. Структурная схема генератора с малым уровнем фазового шума С прямого выхода формирователя, тактовые импульсы по- ступают на цифровые изоляторы. С выходов изоляторов такто- вые импульсы (два раздельных тактовых сигнала) можно подать на цифровой фильтр и на процессор обработки цифрового сиг- нала (DSP). Не «земле» DGND1 расположены три вторичных стабилизатора, подключенные к разъему CN2. На этот разъем приходит стабилизированное напряжение +8 В от первичного стабилизатора схемы питания триггеров пересинхронизации. На вторичный стабилизатор, подключенный к разъему CN3, подается стабилизированное напряжение от источника питания цифрового фильтра, а на стабилизатор, подключенный к разъе- му CN4, подается стабилизированное напряжение питания DSP. Повторяю, что подобное решение, я использовал в своей конструкции. Если необходим один тактовый сигнал, то посту- пить можно следующим образом. Использовать отдельный трансформатор с раздельными обмотками для аналогового и
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 125 цифрового питания. Установить одну микросхему гальваничес- кой развязки ADuM и тактовый сигнал брать с ее выхода, сиг- нал с инверсного выхода компаратора не использовать. Таким образом, можно изолировать всю конструкцию от схем проиг- рывателя компакт-дисков (см. рис. 4.5а.). Подобная схема генератора с малыми искажениями и низ- ким уровнем фазового шума используется в аппаратуре произ- водства ERICSSON TELECOMMUNICAZIONI. Генератор со- бран на транзисторах Q1...Q4 и малошумящем широкополосном операционном усилителе с токовой обратной связью IC1. В качестве формирователя импульсов выбран быстродействую- щий компаратор AD8611 производства ANALOG DEVICES. Для отделения аналоговой земли генератора от цифровой зем- ли формирователя импульсов используется высокочастотный трансформатор Тг. Питание генератора осуществляется от от- дельного трансформатора. Две вторичные обмотки (по 21 В) подключены к двум выпрямительным мостам собранных на диодах Шотки. В качестве конденсаторов фильтра, используют- ся два конденсатора производства ELNA, емкостью по 1200 мкФ на 35В, серия RJH. Первичный стабилизатор, с выходным напряжением ± 15 В, выполнен на малошумящем двух поляр- ном интегральном стабилизаторе M5230L . Данная микросхема производства MITSUBISHI позиционируется как малошумя- щий стабилизатор для питания предварительных стерео усили- телей. Вторичный стабилизатор на напряжение ± 5 В, для по- лучения низкого уровня шумов и очень малого выходного сопротивления в достаточно широкой полосе частот, выполнен по схеме источник опорного напряжения - фильтр - буферный каскад. Напряжение ±5 В на выходе стабилизатора устанавли- вается подбором номинала резистора R5.
Рис. 4.5а. Схема тактового генератора для проигрывателя компакт-дисков
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 127 Рис. 4.56. Печатная плата Теперь об используемых деталях. Транзисторы - QI, Q4 2N2222A (КТ368А), Q2, Q3 2N2907A (КТ3126А). Операцион- ный усилитель LMH6702, можно заменить, на ОУ CLC409 или любой другой широкополосный усилитель с напряжением пи- тания ±5 В. Кварцевый резонатор производства GEYER, при использования кварцевых резонаторов на частоты 8,4672 МГц, 11,2896 МГц, необходимо увеличить номиналы емкостей кон- денсаторов СЗ, С4 и С5. Вторичный стабилизатор, для форми- рователя импульсов, ADP3303-5, можно заменить, на любой малошумящий стабилизатор, например из серии REGxxxx, про- изводства TEXAS INSTRUMENTS. Все применяемые пассив- ные компоненты в SMD исполнении, размером 1206. Дроссели в цепях питания - ферритовые бусины в SMD исполнении производства MURATA. Керамические конденсаторы произ- водства КЕМЕТ, тип NP0 - С1...С5, С7, С9, СИ, С12, С14, С15, тип X7R - С8, С19. Электролитические конденсаторы С6, СЮ, С13, С17 и С20, тип OS-CON серия SM (за отсутствием тако- вых можно использовать «тантал»), конденсатор С18, FKP про-
128 “Качественный звук - сегодня это просто” изводства WIMA (на этой позиции необходим пленочный конденсатор). ВЧ-трансформатор намотан на ферритовом коль- це ВЧ-50. Первичная обмотка содержит 8... 10 витков, а вторич- ная - 3...5 витков провода 0,2 мм (размер колечка не имеет зна- чения, необходимо подобрать количество витков, чтобы размах напряжения на входе компаратора был около 1 В.). О доступности комплектации могу сказать следующее, практически все детали приобретались в фирме VDMAIS. R1. R4 - 560 R5- 24k R6 - 3,3k R7, R8-15k С1.С2- 1200 мкФ, 35 В СЗ, С4, С8, С9 - 47 мкФ, 50 В С5, C6 -4,7 мкФ, 25 В Рис. 4.6. Схема электрическая принципиальная первой ступени стабилизации В связи с тем, что выше я упоминал об ОУ, которые пред- лагает датская фирма, необходимо сказать несколько слов об операционных усилителях. Для установки в преобразователь ток-напряжение, подходят операционные усилители с токовой обратной связью. К таким приборам, с питанием ±15 В, отно- сятся ОУ производства ANALOG DEVICES AD811 и THS3001, THS3061 производства TEXAS INSTRUMENTS. Для ФНЧ вы- бор очень широкий, приведу только несколько - AD825, AD843, THS4061 (ОУ с обратной связью по напряжению). Все приведенные выше изделия являются одиночными ОУ.
4. Повышение качества воспроизведения проигрывателя компакт-дисков 129 R5* Рис. 4.7, Схема электрическая принципиальная второй ступени стабилизации Список источников; Jitter Theory. Julian Dunn. Timing Errors and Jitter. Mike Story. Jitter Reduction in DDS Clock Generator Systems. Rick Cushing, Oscillator Jitter FAQ. MFElectronics 9-6-1634
Приложение ОУ ДЛЯ ЗВУКОВОГО ТРАКТА
Приложение. ОУ для звукового тракта 131 AD744 Прецизионный ОУ с малым временем установления и входным каскадом на полевых транзисторах (С >5 пФ); 4 комп внеш '' Особенности: - произведение коэфици- ента усиления на шири- ну полосы пропускания 13 МГц; - малое время установле- ния; - устойчивость при работе с единичным коэффици- ентом усиления в неин- вертирующем включении - высокая скорость нарастания выходного напряжения 75 В/мкс; - низкое значение входного тока смещения; - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов. Область применения: - выходной буфер в схемах ЦАП; - входной буфер в схемах АЦП; - схемы широкополосных усилителей; - предварительные усилители в схемах обработки цифровых сигналов; - фильтры; - возможная замена следующих ОУ: LF356, LF400, ОРА602, ОРА606. Корпус: Операционные усилители производятся в различных вось- мивыводных корпусах. 9*
132 “Качественный звук - сегодня это просто Основные электрические параметры AD744J/A/S (при напряжении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) 25°С - 0,3 1 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) 25°С - 5 - - Долговременный дрейф (мкВ/месяц) - - 15 - 1в Входной ток смещения (пА) V( м = 0 - 30 100 1()ь Входной ток сдвига (пА) Vcm = 0 - 20 50 GBP Произведение полосы пропускания на коэффициент усиления (МГц) G = -l 8 13 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) G = -l 45 75 - ts Время установления 0,01% (мкс) G = -l - 0,5 0,75 THD Общие гармонические искажения (%) f = 1 кГц, Rl = 2 к, Vo = 3 В - 0,0003 - Rix Входное сопротивление (Ом/пФ) Синфаз. Диф - Зх1О'2/5,5 Зх10'2/5,5 - VCm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В - -±14,5/—11,5 - CMRR Ослабление синфазного сигнала(дБ) Vs = ±15 В, VCM=±10B 78 88 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10 Гц f= 100 Гц f = 1 кГц f = 10 кГц 45 22 18 16 - - Напряжение шумов в полосе частот (мкВ) 0,1 Гц... 10 Гц - 2 - In Спектральная плотность шумового тока (пА/^Гц) f= 1000 Гц - 0,01 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±Ю В, R1 = 2 к 200 400 - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, RL = 2 к + 13 -12,5 - I() Ток короткого замыкания (мА) - - 25 - - Работа на емкостную нагрузку (пФ) G = -l 1000 Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±18 Ток покоя (мА) - - 3,5 5
Приложение, ОУ для звукового тракта 133 Figure 1 Input Voltage Swing vs. Supply Voltage Figure 2 Output Voltage Swing vs Supply Voltage Figure 3 Output Voltage Swing vs Load Resistance Figure 6 Output Impedance vs Frequency Figure 4 Quiescent Current vs Supply Voltage Figure 5 Input Bias Current vs Temperature Limit vs Temperature vs Temperature
134 “Качественный звук - сегодня это просто” Figure 10 Open-Loop Gain and Phase Margin vs Frequency Ccomp s 0 pF Fiaiir# 1Я Tntal Harmnnir ni^tnrtinn Figure 11 Open Loop Gain and Phase Margin vs. Frequency Cccmp = 25 pF sumvvoiTAGf xVOCTS Figure 12 Open-Loop Gain vs Supply Voltage Figure 14. Large Signal Frequency Response PimirA 17 Innut Nnice VnltAne Figure 15 Output Swing and Error vs Settling Time Piniirp 1Я Raft* Innut
Приложение. ОУ для звукового тракта 135 10 VOLT STEP 10 100 >000 CLOStO LOOP VOLTAGE GAIN TO SPECTRUM ANALYZER —♦ Figure 21 Offset Null Configuration Figure 19 Settling Time vs. Closed Loop Voltage Gain Figure 20. THD Test Circuit Figure 22c Unity-Gain Follower Small Signal Pulse Response, Ccomp = 5 pF Figure 22a Unity-Gain Follower , Figure 22b. Unity-Gain Follower Large Signal Pulse Response, Ccomp - 5 pF Figure 23a Unity-Gain Inverter Figure 23b Unity-Gain Inverter Large Signal Pulse Response, CCqmf - 5 pF Figure 23c Unity-Gain Inverter Small Signal Pulse Response, CCOMP x 0 pF
136 '‘Качественный звук - сегодня это просто” AD811 ОУ с токовой обратной связью для обработки видеосигналов Особенности: - ширина полосы пропускания 140 МГц (3 дБ, G = 1); - ширина полосы пропускания 35 МГц (0,1 дБ, G = 2); - высокая скорость нарастания выходного напряжения 2500 В/мкс; - малое время установления; - низкие гармонические искажения; - низкое значение напряжения смещения; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - размах выходного напряжения при нагрузке 75 Ом и на- пряжении питания ±5 В равен ±2,3 В; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - обработка видеосигналов; - мультимедийные системы вещания; - телекоммуникационные системы; - медицинская техника; - буферные каскады в схемах ЦАП/АЦП. Корпус: AD811AN, AD811ANZ - корпус D1P-8. AD811AR16 - корпус SO-16. AD811AR20 - корпус SO-20 AD811JR, AD811JRZ - корпус SO-8
Приложение. ОУ для звукового тракта 137 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 150). Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение BW Ширина полосы G = 1,Rf = 562 Ом 140 - пропускания на О = 2, Rf = 649 Ом - 120 - уровне 3 дБ для О = 2, Rf = 562 Ом - 80 - малого сигнала (МГц) G= 10,Rf = 511 Ом - 100 - BWflat Ширина полосы О = 2, Rf = 562 Ом - 25 - пропускания на уровне 0,1 дБ для малого сигнала (МГц) G = 2, Rf = 649 Ом 35 BWls Полная ширина полосы пропускания для большого сигнала Vs = ±15 В, Vo= 20 В - 40 - SR Скорость Vs = ±15 В, Vo= 4 В - 400 - нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, Vo=20B - 2500 - ts Время установ- ления 0,1% (нс) Vs = ±15 В - 50 - - Дифференциальное усиление(%) F = 3,58 МГц - 0,01 - - Дифференциальная фаза (°) F = 3,58 МГц - 0,01 - THD Общие гармонические искажения (дБс) f= 10 МГц, Vo=2 В - -74 - Vos Напряжение смещения (мВ) - 0,5 3 TC Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) Vs = ±5 В или ±15 В 5 Ib Входной ток смещения (мкА) -IN +IN - 2 2 5 15 10 20 CMRR Ослабление синфазного сигнала Vs = ±15 В, VCM = ±10B 60 66 - (ДБ) Vs = ±5 В VCM = ±2,5 В 56 60 - I1N Входной ток +IN - 0,3 2 (мкА/В) -IN - 0,4 2
138 "Качественный звук - сегодня это просто” Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение PSRR Ослабление нестабильности источника питания (ДБ) VS = ±15B... ±5 В 60 70 - Сп Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 1000 Гц - 1,9 - in Спектральная плотность шумового тока (пАЛУГц) f= 1000 Гц 20 Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, VS = ±5B ±12 В ±2,9 В - Io Выходной ток (мА) VS = ±15B - 100 - I sc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15 В - 150 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) 9 - Rin Входное сопротивление + IN (МОм) - - 1,5 - Входное сопротивление - IN (Ом) - - 14 - C|N Входная емкость (пФ) - - 7,5 Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) VS = ±15B Vs = ±5 В - ±13 В ±зв - Vs Диапазон изменения напряжения питания (В) ±4,5 ±18 Iq Ток покоя Vs = ±15 В Vs = ±5 В 16,5 14,5 18 16
Приложение. ОУ для звукового тракта 139 MASTER CLOCK FREQUENCY (МНк) OUTPUT VOLTAGE (Vp-p) COMMON-MOOE VOLTAGE RANGE (tV)
140 “Качественный звук - сегодня это просто” Rise TIME (nt) CLOSED-LOOP OUTPUT RESISTANCE P) SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA)
Приложение, ОУ для звукового тракта 141 Figure 20. Common-Mode Rejection Ratio vs. Frequency FREQUENCY (Hz) DISSIPATION (W) PSRR(dB) FREQUENCY (Hz) Figure 23. Large Signal Frequency Response FREQUENCY (Hz) Figure 21 Power Supply Rejection Ration vs Frequency -SO -40 -30 -20 -19 9 19 20 30 40 GO SO It W SO AMBIENT TEMPERATURE (*C) Figure 25. Atovnum Power Dissipation vs. Temperature for Hermetic Packages $ I Ftguie22 Maxvnum Power Dissipation vs. Temperature for Pfastk Packages
142 “Качественный звук - сегодня это просто” Figure 27. Small Signal Pulse Response, Gain - t-1 FREQUENCY (NHz) Figure 30. Closed-loop Gain vs. Frequency, Gain = * 10 Figure 28. Small Signal Pulse Response, Gain= +10 2 I Figure 31 Large Signal Pulse Response, Gam = +10
Приложение. ОУ для звукового тракта 143 Figure 33 Small Signal Pulse Response. Gain= -1 FREQUENCY (MHz) Figure 34. Small Signal Pulse Response. Gain --10 Figute 36 Closed-Loop Gain vs. Frequency, Gain = -10 Figure 37. Lage Signal Pulse Response. Gam =-10
144 “Качественный звук - сегодня это просто AD815 Дифференциальный драйвер с токовой обратной связью для xDSL технологий с высоким значением выходного тока Особенности: - гибкая конфигурация - диф- ференциальные вход и вы- ход, либо два одиночных драйвера; - минимальный выходной ток 400 мА при нагрузке 10 Ом; - высокая скорость нараста- ния выходного напряже- ния 900 В/мкс; - ширина полосы пропускания 120 МГц (3 дБ); - низкие гармонические иска- жения; - устойчивость при работе с единичным коэффициен- том усиления; - широкий диапазон напряжения пс [Г 3*] НС НС 5 23] НС нс [з 22] НС НС [ц а] нс рг Р20'] 4V г- с Z’8 leL HHI [9 1б| -НН2 ЧН1 [lO Й| ЧН2 оип [ТГ 1Ц OUT 2 -V|12 Тц] -w питания. Область применения: - обработка видеосигналов; - драйвер линии для xDSL технологий. Корпус: ОУ AD815ARB-24 производятся в корпусе SOIC (RB-24).
Приложение. ОУ для звукового тракта 145 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 10 Ом). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение BW Ширина полосы пропускания Vs = ±15 В, G= 1 100 120 - на уровне 3 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±5 В, G = 1 90 110 - BWflat Ширина полосы пропускания Vs = ±15 В, G = 2 - 40 - на уровне 0,1 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±5 В, G = 2 - 10 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, Vo = 20 В, G = 2 800 900 - ts Время установления 0,1% (нс) G = 2 - - 70 - - Дифференциальное усиление (%) F = 3,58 МГц, G = 2, Rl = 25 Om - 0,05 - - Дифференциальная фаза (°) F = 3,58 МГц, G = 2, Rl = 25 Om - 0,45 - THD Общие гармонические искажения (дБс) f= 1 МГц, Ri = 200 Om, Vo - 40 В - -66 - - Перекрестные искажения f= 1 МГц - -65 - Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±15 В - 10 15 TC Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 20 - Ib Входной ток смещения (мкА) Vs = ±15 В - 2 5 Входной ток смещения дифференциальный (мкА) Vs = ±15 В - 10 75 Rin Входное сопротивление ± 1N (МОм) - - 7 - Входное сопротивление - IN (Ом) - - 15 - Cin Входная емкость (пФ) - - 1,4 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) - 57 65 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10000 Гц - 1,85 - in Спектральная плотность шумового тока (пАл/гц) f= 10000 Гц, G = 2 (+IN) f = 10000 Гц, G = 2 (-IN) 1,8 19 Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В - 13,5 - 10 — 6-1634
146 “Качественный звук - сегодня это просто” Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, Rl = 25 Ом Диф. Vs = ±15 В, Rl = 50 Ом 11 21 11,7 23 - Io Выходной ток (мА) Vs = ±15 В 400 500 - Isc Ток короткого замыкания (А) Vs = ±15 В - 1 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 13 - Vs Диапазон изменения напряжения питания (В) - - - ±18 Iq Ток покоя (мА) Vs = ±15 В Vs = ±5 В - 30 23 40 30 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±15 В...±5 В -55 -66 -
Приложение, ОУ для звукового тракта 147 IO* Figure 1. Input Common-Mode Voltage Range vs. Supply Voltage Figure 2. Output Voltage Swing vs. Supply Voltage Figure 3. Output Voltage Swing vs Load Resistance Figure 4. Total Supply Current vs. Temperature Figure 5. Total Supply Current vs. Supply Voltage Figure 6. Input Bias Current vs Temperature
148 “Качественный звук - сегодня это просто” Figure 7 Input Offset Voltage vs. Temperature Figure 8 Short Circuit Current vs Temperature Figure 9 Gain Nonlinearity vs Output Voltage LOAD CURRENT - Amp* Figure 10. Thermal Nonlinearity vs. Output Current Drive Figure 11. Closed-Loop Output Resistance vs Frequency
Приложение. ОУ для звукового тракта 149 Figure 13 Input Current and Voltage Noise vs Frequency Figure 16 Open-Loop Transimpedance vs Frequenc Figure 15 Power Supply Rejection vs Frequency Figure 17 Total Harmonic Distortion vs. Frequency Figure 18. Output Swing and Error vs. Settling Time
150 “Качественный звук - сегодня это просто” OUTPUT STEP SIZE - V р-р Figure 19 Slew Rate vs Output Step Size Figure 22. Open-Loop Transresistance vs Temperature Figure 20 PSRR vs. Temperature Figure 23. Single-Ended Output Swing vs. Temperature Figure 21. CMRR vs. Temperature Figure 24. Differential Output Swing vs Temperature
Приложение. ОУ для звукового тракта 151 Figure 25. Differential Gain and Differential Phase (per Amplifier) FREQUENCY -MKx Figure 27. -3 dB Bandwidth vs. Frequency, G • +1 Figure 29. -3 dB Bandwidth vs. Frequency, G = +5 Figure 30. 40 V p-p Differential Sine Wave, RL « 50 Q, f = 100 kHz
152 “Качественный звук - сегодня это просто” 562(1 Figure 35 Test Circuit, Gain = 1 + RF/RS Figure 32 500 mV Step Response, G = <•1 Figure 36 20 V Step Response, G = +5 Figure 33. 4 V Step Response, G = +1 562(1 Figure 37 Test Circuit, Gain = -7 Figure 34 10 V Step Response, G « + 7 Figure 38 500 mV Step Response, G » -7
Приложение. ОУ для звукового тракта 153 AD823 Сдвоенный широкополосный ОУ с размахом выходного напряжения близким к напряжению питания и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - работа от однополярного ис- оитд точника питания +3 В...+36 В ЧпА - ширина полосы пропускания при единичном коэффициен- -нпд те усиления 16 МГц (3 дБ); - возможность работы на емкос- тную нагрузку; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом уси- ления; - низкое значение входного тока смещения; - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - прецизионные усилители с автономным питанием; - схемы широкополосных фильтров; - усилительные каскады фотоприборов; - медицинская техника; - буферные каскады в схемах АЦП. Корпус: ОУ AD823AN - корпус DIP-8. ОУ AD823AR - корпус SO-8.
154 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, RL = 2 к). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение BW Ширина полосы пропускания при единичном усилении (МГц) Vo = 0,2 В 12 16 - Полная ширина полосы пропускания Vo = 2 В - 4 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) - 17 25 - ts Время установления 0,1% (нс) Время установления 0,01% (нс) VS = ±15B - 550 650 Спектральная плотность э.д.с. шума (нВл/гц) f= 10000 Гц - 16 - in Спектральная плотность шумового тока (f /Vtu) f= 1000 Гц - 1 - THD Общие гармонические искажения (дБс) Vo= ЮВ, f=20 кГц, Rl = 600 - -90 - - Перекрестные искажения f = 1 кГц, Rl = 5 к f = 1 МГц, Rl = 5 к - 130 93 - Vos Напряжение смещения (мВ) - - 0,7 3,5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - - 2 - 1в Входной ток смещения (пА) VCM=0 - 5 30 los Входной ток сдвига (пА) - - 2 20 Rix Входное сопротивление (Ом) - - 10” - CIN Входная емкость (пФ) - - 1,8 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - -15,2...13 - - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) VCM = -15...+13B 66 82 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±10 В, Rl = 2 к 30 60 - Vo Размах выходного напряжения (В) IL = 100 мкА IL = 2 мА IL= 10 мА - ±14,95 ±14,92 ±14,75 - Io Выходной ток (мА) VO = ±14,5B - 17 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - +3 - +36 Iq Ток покоя (мА) - - 7 8,4 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) VS = +5B ... +15 В -70 -80 -
Приложение. ОУ для звукового тракта 155 Figure 4. Typical Distribution of Input Offset Voltage Figure 7. Typical Distribution of Input Bias Current Figure 8. Input Bias Current vs. Temperature Figure S. Typical Distribution of Input Offset Voltage Drift Figure 6. Input Bias Current vs. Common-Mode Voltage Figure 9. Input Bias Current vs. Common-Mode Voltage
156 “Качественный звук - сегодня это просто” LOAD RESISTANCE-Г. Figure 10 Open-Loop Gain vs Load Resistance Figure 13 Open-Loop Gain vs Temperature Figure 11. Open-Loop Gain vs Output Voltage, Vs^±2 5 V Figure 14 Open-Loop Gain and Phase vs Frequency Figure 12. Total Harmonic Distortion vs. Frequency Figure 15 Input Voltage Noise vs Frequency
Приложение. ОУ для звукового тракта 157 Figure 16. Closed Loop Gain vs. Frequency Figure 19. Common-Mode Rejection va. Frequency Figure 17. Output Resistance vs. Frequency, V8-5V, Gain • + 7 Figure 20. Output Saturation Voltage va. Load Current Figure 18. Inverter Settling Time vs. Output Step Size Figure 21. Quiescent Current vs. Supply Voltage
158 “Качественный звук - сегодня это просто” Figure 22 Power Supply Rejection vs Frequency CAPACITOR-pF X 1000 Figure 25 Capacitive Load vs Series Resistance Figure 23 Large Signal Frequency Response Figure 26. Crosstalk vs Frequency Figure 24 Output Swing, Vs • + 3 V, G - +1 Figure 27 Output Swing, V9 * +3 V, G • -1
Приложение. ОУ для звукового тракта 159 GND Figure 28. Output Swing, Vs - +5 V, G - -1 Figure 31 Output Swing, Vs = r15V, G = + 1 Figure 29 Pulse Response, Vs - +3 V, G - +1 Figure 32. Pulse Response, V6 • +5 V, G - +1 Figure 30 Pulse Response, Vs - +5 V, G - +2 Figure 33 Pulse Response, Vs~ +5 V, G • +1, CL - 470
160 “Качественный звук - сегодня это просто” AD825 Быстродействующий ОУ с обратной связью по напряжению и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - ширина полосы пропускания 41 МГц (3 дБ); - высокая скорость нараста- ния выходного напряже- ния 125 В/мкс; - малое время установления; - низкое значение входного тока смещения; пс [Т Т] нс -4Н[2 У| -н/ нн|Т ^б] OUT -v [а Т] нс - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - обработка видеосигналов; - схемы фильтров; - аудиотехника; - оптические приборы; - выходные буферные каскады в схемах ЦАП; - входные буферные каскады в схемах АЦП. Корпус: Операционные усилители производятся в корпусе SO-8.
Приложение. ОУ для звукового тракта 161 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В). Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение BW Ширина полосы пропускания на уровне 3 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±15 В, G= 1 44 46 BWFLAt Ширина полосы пропускания на уровне 0,1 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±15 В, G= 1 18 21 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, Rl = 1 к, G = 1 125 140 ts Время установления 0,1 % 0,01% (нс) Vs = ±15 В - 150 180 180 220 - Дифференциальное усиление (%) F = 3,58 МГц - 1,3 - - Дифференциальная фаза (°) F = 3,58 МГц - 2,1 - THD Общие гармонические искажения (дБ) f= 1 МГц - -77 - Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±15 В - 1 2 TC Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 10 - Ib Входной ток смещения (пА) Vs = ±15 В - 15 40 los Входной ток сдвига (пА) Vs = ±15 В - 20 30 Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (дБ) Vo = ±Ю В, RL = 1 к Vo = ±7,5 В, Rl= 1 к Vo = ±7,5 В, RL= 150 70 70 72 76 76 74 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vs = ±15 В 71 80 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВл/Гц) f= 10000 Гц - 12 - in Спектральная плотность шумового тока (пАрУгц) f= 10000 Гц - 10 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В - ±13,5 В - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, Rl = 1 к Vs = ±15 В, Rl = 500 ±13 В ±12,9 В ±13,3 В ±13,2 В Io Выходной ток (мА) Vs = ±15 В 50 - - II -6-1634
162 “Качественный звук - сегодня это просто” Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Isc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15 В - 100 - Rin Входное сопротивление (Ом) - - 5х 10" - С in Входная емкость (пФ) - - 6 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 8 - Vs Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±5 - ±18 {Q Ток покоя - - 6,5 7,2
Приложение, ЮУ для звукового тракта 163 ТРС 1. Output Voltage Swing vs. Supply TPC 4. Closed-Loop Output Impedance vs. Frequency TPC 2. Output Voltage Swing vs. Load Resistance TPC 5. Unity Gain Bandwidth and Phase Margin vs. Temperature TPC 3. Quiescent Supply Current vs. Supply Voltage for Various Temperatures TPC 6. Open-Loop Gain and Phase Margin vs. Frequency 11*
164 “Качественный звук - сегодня это просто ” ТРС 7. Open-Loop Gain vs. Load Resistance TPC 10. Large Signal Frequency Response, G = +2 TPC 8. Power Supply Rejection vs. Frequency TPC 11. Output Swing and Error vs. Settling Time FREQUENCY-Ht TPC 9. Common-Mode Rejection vs. Frequency TPC 12 Harmonic Distortion vs. Frequency
Приложение. ОУ для звукового тракта 165 ТРС 13. Slew Rate vs. Temperature TPC 16 Noninverting Amplifier Connection TPC 14. Closed-Loop Gain vs. Frequency, Gain « TPC 17. Noninverting Large Signal Pulse Response, Rl ж 1 kQ. TPC 15. Closed-Loop Gain vs. Frequency, Gain * -1 TPC 18. Noninverting Small Signal Pulse Response, Rl • 1 fcQ
166 “Качественный звук - сегодня это просто” ТРС 19. Noninverting Large Signal Pulse Response, Rl = 150 CL TPC 22 . Inverting Large Signal Pulse Response, Rt = 1 kCL TPC 20. Noninverting Small Signal Pulse Response, Rl = 150 Q. TPC 23 Inverting Small Signal Pulse Response, Ri_ = 1 kQ. 1kQ TPC 21. Inverting Amplifier Connection
Приложение, ОУ для звукового тракта 167 AD826 Сдвоенный быстродействующий ОУ с обратной связью по напряжению Особенности: - ширина полосы пропускания при единичном коэффици- енте усиления - 50 МГц; - высокая скорость нарастания вы- ходного напряжения 350 В/мкс; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - малая потребляемая мощность; - малое время установления; - низкое значение входного тока смещения; - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - обработка видеосигналов; - схемы фильтров; - оргтехника; - оптические приборы; - выходные буферные каскады в схемах ЦАП; - входные буферные каскады в схемах АЦП. Корпус: ОУ AD826AN - корпус DIP-8. ОУ AD826AR - корпус SO-8.
168 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение BW Ширина полосы Vs = ±15 В, G = 1 45 50 - пропускания на уровне 3 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±5 В, G = 1 30 35 - BWfLAT Ширина полосы Vs = ±15 В, G = 1 25 55 - пропускания на уровне 0,1 дБ для малого сигнала (МГц) Vs = ±5 В, G = 1 10 20 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, Rl=1 к, G = -l 300 350 ts Время установления 0,1% (нс) VS = ±15B - 45 - - Дифференциальное усиление(%) F = 3,58 МГц - 0,07 0,1 - Дифференциальная фаза (°) F = 3,58 МГц - 0,11 - THD Общие гармонические искажения (дБ) f= 1 МГц - -78 - - Перекрестные искажения f = 5 МГц - -80 - Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±15 В - 0,5 2 TC Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 10 - Ib Входной ток смещения (мкА) VS = ±15B - 3,3 6,6 los Входной ток сдвига (нА) Vs = ±15 В - 25 300 Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±2,5 B, Rl = 500, Vs = ±5 В Vo = ±10 В, Rl= 1000, Vs = ±15 В Vo = ±7,5 B, RL= 150 VS = ±15B 2 3,5 2 4 6 4 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) VS = ±12B, VCM = ±10B 86 120 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВл/Гц) f= 10000 Гц - 15 - In Спектральная плотность шумового тока (пАлУгц) f= 10000 Гц - 1,5 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) VS = ±15B - ±13,4 - Vo Размах выходного Vs = ±15B,Rl= 1 к ±13,3 ±13,7 - напряжения (В) Vs = ±15 В, RL = 500 Ом ±12,8 ±13,4 - Io Выходной ток (мА) Vs = ±15 В 50 - -
Приложение. ОУ для звукового тракта 169 Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Isc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15 В - 90 - Rin Входное сопротивление (Ом) - - 300000 - CIN Входная емкость (пФ) - - 1,5 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 8 - Vs Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,5 +5 - ±18 +36 !q Ток покоя (мА) - - - 7,5 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±15 В... ±5 В -75 -86 -
170 ‘Качественный звук - сегодня это просто” SUPPLY VOLTAGE - х VolU Figure 1 Common-Mode Voltage Range vs. Supply Figure 4 Quiescent Supply Current per Amp vs. Supply Voltage for Various Temperatures Figure 5. Slew Rate vs Supply Voltage LOAD RESISTANCE -П FREQUENCY - Hr Figure 6. Closed-Loop Output Impedance vs Frequency Figure 3 Output Voltage Swing vs. Load Resistance
Приложение, ОУ для звукового тракта 171 Figure 7 Input Bias Current vs Temperature PHASE MARGIN - 0*4 Figure 10 Open-Loop Gain and Phase Margin vs Frequency Figure 9 Unity Gain Bandwidth and Phase Margin vs. Temperature Figuie 12 Power Supply Rejection vs. Frequency
172 “Качественный звук - сегодня это просто11 Figure 13. Common-Mode Rejection vs. Frequency Figure 16. Harmonic Distortion vs. Frequency FREQUENCY - Hr Figure 17. Input Voltage Noise Spectral Density Figure 14. Large Signal Frequency Response
Приложение. ОУ для звукового тракта 173 Figure 22. Closed-Loop Gain vs. Frequency, Gain к-1 Figure 21. Crosstalk vs. Frequency FOR tV4 в 6V, 1МП FOR t V4 »15V USE GROUND PLANS PINOUT SHOWN IS FOR ММЮ1Р PACKAGE Figure 24 Crosstalk Test Circuit
174 “Качественный звук - сегодня это просто” Figure 25 Noninverting Amplifier Configuration Figure 26 Noninverting Large Signal Pulse Response, R. = 1 kQ. Figuie 28 Nonmveiting Small Signal Pulse Response, R. = 1 Kl Figure 27 Noninverting Laige Signal Pulse Response, Rt = 150 Fl Figure 29 Noninverting Small Signal Pulse Response, Rl = 150Q
Приложение, ОУ для звукового тракта 175 AD842 100 мА широкополосный ОУ с малым временем установления Особенности: - произведение ширина полосы пропускания на коэффициент усиления 80 МГц (G = 2); - малое время установления; - устойчивость при работе с коэф- фициентом усиления 2 и более; - высокая скорость нарастания вы- ходного напряжения 375 В/мкс; - низкое значение входного тока смещения; - низкий уровень шумов; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - драйвер линии; - обработка видеосигналов; - импульсные усилители; - буферные каскады в схемах ЦАП и АЦП; - возможная замена НА2542. Корпус: Операционные усилители производятся в различных корпу- сах.
176 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры AD842J и AD842JR (при напря- жении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) - - 0,5 1,5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - - 14 - 1в Входной ток смещения (мкА) 25°С - 4,2 8 los Входной ток сдвига (мкА) 25°С - 0,1 0,4 Rin Входное сопротивление (кОм) - - 100 - CIN Входная емкость (пФ) - - 2 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - ±10 - - CMRR Ослабление синфазного сигнала (ДБ) VCM=±10B 86 115 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 1000 Гц - 9 - - Шум в полосе частот (мкВ) 10 Гц...10 МГц - 28 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±10 В, Rl = 500 Ом - 90 - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, Rl = 500 Ом ±10 - - Io Выходной ток (мА) Vo = ±10 В 100 - - GBP Произведение полосы пропускания на коэффициент усиления (МГц) Rl = 500 Ом, Vo = 90 мВ - 80 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) - 300 375 - ts Время установления 0,1% (нс) Время установления 0,01% (нс) Vs = ±15 В 80 100 - Дифференциальное усиление (%) F = 4,4 МГц - 0,015 - - Дифференциальная фаза (°) F = 4,4 МГц - 0,035 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±5 - ±18 Iq Ток покоя (мА) - - 13 14 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±5 В... ±18 В 86 100 -
Приложение. ОУ для звукового тракта 177 Figure 1 Input Common-Mode Range vs Supply Voltage 10 100 1k 10k LOAD RESISTANCE - П Figure 3 Output Voltage Swing vs. Load Resistance Figute 2. Output Voltage Swing vs. Supply Voltage Figure 4. Quiescent Current vs. Supply Voltage TEMPERATURE - °C Figure 5. Input Bias Current vs. Temperature FREQUENCY-Hz Figure 6. Output Impedance vs. Frequency Figure 7. Quiescent Cut rent vs. Figured. Short-Circuit Current Temperature Limit vs. Temperature -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE -'C Figure 9 Gain Bandwidth Product vs. Temperature I2 — 6-I634
178 ‘Качественный звук - сегодня это просто 120 о I-------------------1------------------- 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M FREQUENCY - Hl Figure 12. Power Supply Rejection vs. Frequency Figure 14. Large Signal Frequency Response 30 40 50 60 70 80 90 100 110 SETTLING TIME - rw Figure 15. Output Swing and Figure 13. Common-Mode Rejection vs. Frequency Error vs. Settling Time Figure 16. Harmonic Distortion vs. Frequency Figure 17. Input Voltage vs. Frequency -50-40 -20 о 20 40 50 80 100 120 140 TEMPERATURE - C Figure 18. Slew Rate vs. Temperature
Приложение. ОУ для звукового тракта 179 Figure 19a Inverting Amplifier Configuration (DIP Pinout) Figure 19c. Inverter Small Signal Pulse Response Figure 19b. Inverter Large Signal Pulse Response Figure 20a Noninverting Amplifier Configuration (DIP Pinout) Figure 20c Noninverting Small Signal Pulse Response Figure 20b. Noninverting Large Signal Pulse Response
180 “Качественный звук - сегодня это просто” AD843 Широкополосный ОУ с малым временем установления, обратной связью по напряжению и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - ширина полосы пропуска- ния при единичном ко- эффициенте усиления 34 МГц (3 дБ); - малое время установле- ния; Offset Tiim 4V OUT ПС - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - высокая скорость нарастания выходного напряжения 250 В/мкс; - низкое значение входного тока смещения; - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - схемы выборки-хранения; - схемы широкополосных фильтров; - обработка ВЧ-сигналов; - интеграторы; - возможная замена следующих ОУ: LH0032, LH4104, ОРА600. Корпус: Операционные усилители производятся в различных корпусах.
Приложение. ОУ для звукового тракта 181 Основные электрические параметры AD843A и AD843J (при напря- жении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) - - 1 2 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - - 12 - 1в Входной ток смещения (пА) Т = 25°С - 50 - los Входной ток сдвига (пА) Т = 25°С - 30 - Rin Входное сопротивление (Ом) - - 10” - Cin Входная емкость (пФ) - - 6 - VCm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В ±10 + 12 -13 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Tmin- • -Тмах, VCM = ±10B 60 72 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/а/Гц) f= 10000 Гц f= 10 Гц...10 МГц - 19 60 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±10 В, Rl = 500 15 25 - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, Rl = 500 ±10 ±11,5 - Io Выходной ток (мА) Vo = ±10 В 50 - - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 12 - BW Ширина полосы пропускания при единичном усилении (МГц) Vo = 90 мВ - 34 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, Rl= 1 K,G= 1 160 250 - ts Время установления 0,1% (нс) Время установления 0,01% (нс) Vs = ±15 В - 95 135 - Дифференциальное усиление (%) F = 4,4 МГц - 0,025 - - Дифференциальная фаза (°) F = 4,4 МГц - 0,025 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±18 Io Ток покоя (мА) - - 12 13 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±5 В... ±18 В -65 -76 -
182 “Качественный звук - сегодня это просто Figure 1 Input Voltage Range vs. Supply Voltage Figure 2. Output Voltage Swing vs. Supply Voltage Figure 3 Output Voltage Swing vs Load Resistance Figure 4. Quiescent Current vs. Supply Voltage Figure S Input Bias Current vs. Junction Temperature Figure 6. Output Impedance vs. Frequency TEMPEIUTUftC -X Figure 9 Gain Bandwidth Product vs. Temperature Figure 7. Input Bias Current vs. Common Mode Voltage Figure 8. Short Circuit Current Limit vs. Junction Temperature (Tj)
Приложение. ОУ для звукового тракта 183 Figure 10. Open Loop Gain and Phase Margin vs. Frequency MOUCNCV - № Figure 11 Open Loop Gain vs. Supply Voltage Figure 12 Power Supply Rejection vs Frequency Figure 13 Common Mode Rejection vs. Frequency Figure 15. Output Swing and Error vs Settling Time Figure 14. Large Signal Frequency Response Figure 16. Harmonic Distortion vs Frequency Figure 17. Input Noise Voltage Sppctral Density Figure 18. Slew Rate vs. Temperature
184 ‘Качественный звук - сегодня это просто Figure 20a Inverting Amplifier Connection LOAD RESISTANCE - 11 Figure 19 Open Loop Gam vs Resistive Load Figure 20b Inverter Large Signal Pulse Response CF= 0, CL = 10 pF Figure 20c Inverter Small Signal Pulse Response CF = 0, CL* 10 pF Figure 20d. Inverter Large Signal Pulse Response CF = 5 pF, C.^ 110 pF Figure 20e Inverter Small Signal Pulse Response CF = 5 pF, CL = 110 pF Figure 21b Inserter Cap Load Large Signal Pulse Response CF- 15pF, CL-410pF Figure 21a Unity Gain Inverter Circuit for Driving Capacitive Loads Figure 21c Inverter Cap Load Small Signal Pulse Response CF- 15 pF, CL-410pF
Приложение. ОУ для звукового тракта 185 Figure 22a Unity Gain Buffer Amplifier Figure 22b. Buffer Large Signal Pulse Response CL = 10 pF Figure 22c Buffer Small Signal Pulse Response. CL= 10 pF Figure 23a Unity Gain Buffer Circuit for Driving Capacitive Loads Figure 23b Buffer Cap Load Large Signal Pulse Response CF>-33 pF, CL- 10 pF Figure 23c. Buffer Cap Load Small Signal Pulse Response. Cf « 33 pF, CL = 10 pF Figure 23d. Buffer Cap Load Large Signal Pulse Response Cf « 33 pF, CL- 110 pF Figure 23e. Buffer Cap Load Small Signal Pulse Response Cf - 33 pF, CL = 110 pF
“Качественный звук - сегодня это просто” Прецизионный ОУ с малым временем AD845 установления, обратной связью по напряжению и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - ширина ПОЛОСЫ пропуска- onset Trim |Т ния при единичном ко- чнГг эффициенте усиления L 34 МГц (3 дБ); -нн[з ~8] Offset Trim ЧП [2- -нн[з ^7] 4V /б] OUT - малое время установле- .— —. ния; L- —1 - устойчивость при работе с единичным коэффици- ентом усиления; - высокая скорость нарастания выходного напряжения 100 В/мкс; - низкое значение входного тока смещения; - низкие гармонические искажения; - низкий уровень шумов; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - схемы выборки-хранения; - схемы широкополосных фильтров; - логарифмические усилители; - интеграторы; - буферные каскады в схемах ЦАП и АЦП; - возможная замена следующих ОУ: LF400, LH0062, ОРА605, НА2520, НА2522, НА2525, НА2620, НА2622, НА2625. Корпус: Операционные усилители производятся в различных корпусах.
Приложение. ОУ для звукового тракта 187 Основные электрические параметры AD845A и AD845J (при напря- жении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) - 0,7 1,5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 20 - 1в Входной ток смещения (нА) VS = ±15B - 0,75 - los Входной ток сдвига (пА) VS = ±15B - 25 300 Rin Входное сопротивление (Ом) - - 10" - CIN Входная емкость (пФ) - - 4 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) VS = ±15B ±10 + 10,5/ -13 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vs = ±15 В, VCm=±10B 86 ПО - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f= 10000 Гц f= 10 Гц f= 1000 Гц - 18 80 25 - in Спектральная плотность шумового тока (пАА/Гц) f= 1000 Гц - 0,1 - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (В/мВ) Vo = ±Ю В, Rl = 500 Vo = ±Ю В, Rl = 2k 100 200 250 500 - Vo Размах выходного напряжения (В) VS = ±15B, Rl = 500 ±12,5 - - Io Выходной ток (мА) Vo = ±Ю В - 50 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 5 - BW Ширина полосы пропускания при единичном усилении (МГц) Ширина полосы пропускания Vo = ±Ю В, Rl = 500 12,8 16 1,75 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) - 80 100 - ts Время установления 0,1% (нс) Время установления 0,01% (нс) Vs = ±15 В 250 350 - - Дифференциальное усиление (%) F = 4,4 МГц - 0,04 - - Дифференциальная фаза (°) F = 4,4 МГц - 0,02 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,75 - ±18 Iq Ток покоя (мА) - - 10 12 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±5 В ... ±18B -88 -ПО -
188 “Качественный звук - сегодня это просто” •N * Plastic DIP Q = Cerdip. R = Small Outline IC (SOIC) Common-Mode Voltage Limit vs Temperature и Figure 1. Input Voltage Swing vs. Supply Voltage t" г* Figure 2 Output Voltage Swing vs. Supply Voltage Figure 3 Output Voltage Swing vs. Resistive Load Figure 4 Quiescent Current vs. Supply Voltage COMMON-MOM VOITMM - NN C.z-.,.7 О.4Г л,ггл„» ./« Figure 8. Short-Circuit Current Figure 9. Unity-Gain Bandwidth
Приложение. ОУ для звукового тракта 189 vs Temperature Figure 10. Open-Loop Gain and Phase Margin vs Frequency vs. Frequency Spectral Density •umv MOOULATON fMOUtNCV - »* Figure 12 Power Supply Rejection vs Frequency Figure 13. Common-Mode Rejection vs. Frequency Figure 14. Large Signal Frequency Response •глина там. x Figure 15. Output Swing and Error vs Settling Time aeouecr-m Figure 16 Harmonic Distortion HMOUCNCV-lte Figure 17. Input Noise Voltage Figure 18. Slew Rate vs. Temperature
190 'Качественный звук - сегодня это просто” ♦ V, Figure 20. AD845 Simplified Schematic Figure 21. Offset Null Configuration Figure 19. Recommended Power Supply Bypassing Figure 22b. Unity-Gain Follower Large Signal Pulse Response Figure 22a. Unity-Gain Follower Figure 22c Unity Gain Follower Small Signal Pulse Response 1UI Figure 23b. Unity-Gain Inverter Large Signal Pulse Response Figure 23a. Unity-Gain Inverter Figure 23c. Unity-Gain Inverter Small Signal Pulse Response
Приложение. ОУ для звукового тракта 191 Прецизионный малошумящий широкополосный AD8510 ОУ с обратной связью по напряжению и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - низкий уровень шумов; - низкий уровень напряжения чн смещения; -НН - низкое значение входного тока смещения; -v - малое время установления; - низкие гармонические искажения; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - сдвоенная версия - AD8512, счетверенная версия - AD8513; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - фотоприборы; - схемы широкополосных фильтров; - измерительная техника; - инструментальные усилители; - аудиотехника. Корпус: Операционные усилители производятся в стандартных кор- пусах SO-8 и мини SO-8 (MSOP).
192 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) AD8510B AD8510A 25°С 25°С - 0,08 0,1 0,4 1 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) AD8510B AD8510A 25°С - 1 1,7 5 12 1в Входной ток смещения (пА) 25°С - 25 80 los Входной ток сдвща (нА) 25°С - 6 75 С1Ч Входная емкость (пФ) Диф. Синф. - 12,5 11,5 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - -13,5 - ±13 CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) V(M=±12,5B 86 108 - Ayo Коэффициент усиления с разомкну юй немей ОС (В/мВ) Vo = ±13.5 В, Ri - 2 к, 115 196 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10 Гц f= 100 Гц f= 1 кГц f= 10 кГц 34 12 8 7,6 - еп р-р Напряжение шума в полосе частот (мкВ размах) 0,1. ..10 Гц - 2,4 5,2 Vo . Размах выходного напряжения (В) -4О...±125°С, Ri = 2 к ±14 ±14,2 -14,9 -14,6 lo Выходной ток (мА) vo - юв - 70 - GBP Произведение полосы пропускания на коэффициент усиления (МГц) Ri = 2 к - 8 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) R, = 2к 20 - ts Время установления 0,1% (мкс) Время установления 0,01% (мкс) - 0,5 0,9 - THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) Vo=0 ..10В, f= 1 кГц, Rl = 2 к - 0,0005 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания(В) - ±5 - ±13 k Ток покоя (мА) - - 2,2 2,5 PSRR Ослабление нестабильности источника питания(дБ) Vs = ±4,5 В ... ±18 В -86 - -
Приложение. ОУ для звукового тракта 193 Figure? Input Offset Voltage Distribution Figure 11 Input Offset Current vs. Temperature I Tc*oe Figure 9. AD8510/AD8512 TrV^ Distribution 13-6-1634 Figure 12. Input Bias Current vs. Supply Voltage
194 “Качественный звук - сегодня это просто” SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA) Figure >5 AD8S12 Supply Current per Amplifier vs. Temper ature SUPPLY VOLTAGE (V* - V-) 8 8 S 3 Figure 16.AD8S 10 Supply Current vs. Supply Voltage Figure 17 Open-Loop Gain and Phase vs. Frequency
Figure 20. CMRR vs. Frequency FREQUENCY (Hl) Figure 23. Voltage Noise Density Figure 21. PSRR vs. Frequency TME (1a/CNV) Figure 24.0.1 Hi to 10 Hz Input Voltage Noise
196 “Качественный звук - сегодня это просто** Figure 27. Small Signal Transient Response Figure 28. Small Signal Overshoot vs. Load Capacitance PHASE Figure 29. Open-Loop Gain and Phase vs Frequency
Приложение. ОУ для звукового тракта 197 Figure 34. Small Signal Transient Response figure 32.0.1Hz to 10 Hz Input Voltage Noise Figure 33. Large Signal Transient Response Figure 36. AD8S13 T<:Vo$ Distribution
198 “Качественный звук - сегодня это просто" TcVq, bivrq Figure 37 AD8513 ТМх Distribution Figure 39 AD8S13 Output Voltage vs Load Current Figure 38. AD8513 Supply Current vs Supply Voltage TEMPERATURE fC) figure 40 AD8S13 Supply Current vs Temperature
Приложение. ОУ для звукового тракта 199 Прецизионный малошумящий широкополосный AD8610 ОУ с обратной связью по напряжению и входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: ------------ - низким уровень шумов; - низкий уровень напряже- Offset Trim [Т ния смещения; - низкое значение входно- 4V нн[з -jU OUT JJHC чп|Т го тока смещения; - малое время установле- -v[u Т| Offset Trim ния; ----------- - низкие гармонические искажения; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - сдвоенная версия - AD8620; - широкий диапазон напряжения питания. Область применения: - фотоприборы; - схемы широкополосных фильтров; - схемы ФАП; - инструментальные усилители; - быстродействующие прецизионные интеграторы; - медицинская техника; - аудиотехника. Корпус: Операционные усилители производятся в стандартных кор- пусах SO-8 и мини SO-8 (MSOP).
200 ‘Качественный звук - сегодня это просто" Основные электрические параметры (при напряжении питания ±13 В). Символ Параметр/единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мкВ) - - 45 100 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) -4О...+ 125°С - 0,5 1 1в Входной ток смещения (пА) - -10 +3 + 10 los Входной ток сдвига (пА) - -10 + 1,5 + 10 С,х Входная емкость (пФ) Диф. Синф. - 8 15 - VCm Диапазон входного синфазного сигнала(В) - - ±10,5 - CMRR Ослабление синфазного сигнала(дБ) VCM=±10B 90 НО - Сп Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^/Гц) f= 1000 Гц - 6 - еп Р-Р Напряжение шума в полосе частот (мкВ размах) 0,1. ..10Гц - - 1,8 In Спектральная плотность шумового тока (ГАл/гц) f= 1000 Гц - 5 - Vo Размах выходного напряжения (В) -4О...+ 125°С, Rl= 1 к - ±11,84 - lo Выходной ток (мА) Vo = ЮВ - 45 - Ise Ток короткого замыкания (мА) - - 65 - GBP Произведение полосы пропускания на коэффициент усиления (МГц) Rl = 2 к - 25 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Rl = 2 к 40 60 - Cs Разделение между каналами для AD8620 (дБ) 10 кГц 300 кГц - 137 120 - ts Время установления 0,1% (нс) Время установления 0,01% (нс) - - 600 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±13 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±5 - ±13 Iq Ток покоя (мА) - - 3 3,5 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±5 В... ±13 В -100 -110 -
Приложение. ОУ для звукового тракта 201 BUF634 Быстродействующий буфер с выходным током 250 мА Особенности: - высокое значение выходного тока; - высокая скорость нарастания выходного напряжения 2000 В/мкс; - широкий диапазон питающих напряжений ±2,25 В ... ±18 В; - встроенная схема ограничения выходного тока; - встроенная схема термозащиты; - возможность работы в режиме широкой полосы пропуска- ния и режиме малого тока покоя*. Область применения: - драйвер исполнительных механизмов; - линейный драйвер; - буферный каскад для подключения головных телефонов; - буферный каскад в схемах обработки видеосигналов; Корпус: BUF634P - корпус DIP-8. BUF634U - корпус SO-8. BUF634T - корпус пятивыводной ТО-220. BUF634F - корпус пятивыводной DDPAK. *В режиме работы «Широкая полоса» с током покоя равным 15 мА, вы- вод BW подключен к выводу 4 через резистор номиналом 100...250 Ом. В узкополосном режиме с малым током покоя, вывод BW остается не подключенным.
202 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры в режиме работы «Малый ток покоя» (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Max. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) VIN=0, - ±30 ±100 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) RL= 100, f= 1000 Гц - ±100 - 1в Входной ток (мкА) - +0,5 ±2 Rix Входное сопротивление (Мом/пФ) - - 80/8 - Коэффициент усиления (В/В) Vo = ±10 В, Rl = 1 к Vo = ±Ю В, Rl = 100 Vo = ±Ю В, RL = 67 0,95 0,85 0,8 0,99 0,93 0,9 - Io Выходной ток (мА) Vo = ±12 В ±250 - - Vo Выходное напряжение (В) lo= +150 мА 1o=-150mA (V+)-4 (V-) +5 - (V+) -2,8 (V-) +4 Isc Ток короткого замыкания (мА) - ±350 ±550 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,25 - ±18 Iq Ток покоя (мА) Io=0 - + 1,5 ±2 - Полоса пропускания 3 дБ (МГц) Rl= 1 к Rl= 100 - 30 20 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) RL = 100, Размах Vo=20B - 2000 - ts Время установления 0,1 % (нс) G = -l - 200 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f= 1000 Гц - 4 -
Приложение. ОУ для звукового тракта 203 Основные электрические параметры в режиме работы «Широкая полоса» (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Max. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) v1N=o, - ±30 ±100 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) Rl = 100, f= 1000 Гц - ±100 - 1в Входной ток (мкА) - ±5 ±20 Rin Входное сопротивление (Мом/пФ) - - 8/8 - Коэффициент усиления (В/В) Vo = ±10 В, Rl= 1 к Vo = ±10 В, RL - 100 Vo = ±10 В, Rl = 67 0,95 0,85 0,8 0,99 0,93 0,9 - Io Выходной ток (мА) Vo = ±12 В ±250 - - Vo Выходное напряжение (В) lo = +150 мА Io= -150 mA (V+)-4 (V-) +5 - (V+) -2,8 (V-)+4 Isc Ток короткого замыкания (мА) - - ±400 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,25 - ±18 Iq Ток покоя (мА) Io=0 - ±15 ±20 Полоса пропускания 3 дБ RL = 1 к - 180 - (МГц) Rl= 100 - 160 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Rl= 100, Размах Vo=20B - 2000 - ts Время установления 0,1% (нс) G = -l - 200 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f= 1000 Гц - 4 -
204 Качественный звук - сегодня это просто” GAN and PHASE vs FREQUENCY Frequency (Hz) GAIN and PHASE vs FREQUENCY Frequency (Hz) GAIN and PHASE vs FREQUENCY Frequency (Hz) GAIN and PHASE vs FREQUENCY Frequency (Hz)
Приложение, ОУ для звукового тракта 205 POWER SUPPLY REJECTION vs FREQUENCY Fiequency (Hz) SHORT CIRCUIT CURRENT vs TEMPERATURE Junction Temperature (°C) .«unction Temperature (’C)
206 “Качественный звук - сегодня это проста” Output Voltage Swing (V) OUTPUT VOLTAGE SWING vs OUTPUT CURRENT OUTPUT VOLTAGE SWING vs -OUTPUT CURRENT (Output Current! (mA) MAXIMUM POWER DISSIPATION vs TEMPERATURE Ambient Temperature (*C) MAXIMUM POWER DISSIPATION vs TEMPERATURE SM^L-SiGN-L RESPONSE Rs = RL = 1и- й 20ns/div 2’Jr5/-jr.
Приложение. ОУ для звукового тракта 207 LM6171 Быстродействующий ОУ с низкими гармоническими искажениями и обратной связью по напряжению Особенности: - устойчивость при работес еди- ничным коэффициентом усиления; - высокая скорость нарастания: 3600 В/мкс; - частота единичного усиления 100 МГц. - малый ток потребления 2,5 мА; - высокий коэффициент подавлениясинфазного сигнала 110 дБ; - высокий коэффициент усиленияс разомкнутой петлей ОС; - возможность работы при напряженииисточника питания ±15 В и ±5 В. Область применения: - мультимедийные системы вещания; - линейные усилители; - обработка видеосигналов; - буферные каскады в схемах ЦАП/АЦП; - инструментальные усилители; - активные фильтры. Корпус: ОУ LM6171AIN, LM6171BIN - корпус DIP-8; ОУ LM6171AIM, LM6171BIM - корпус SO-8.
208 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В) Симво л Параметр/еднницы Условия измерения Типовое знач. LM6171AI (макс.) LM6171BI (макс.) Vos Напряжение смещения (мВ) - 1,5 3 6 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 6 - - 1в Входной ток смещения (мкА) - 1 3 3 los Входной ток сдвига (мкА) - 0,03 2 2 Rin Входное сопротивление (Мом) Синфаз. Диф. 40 4,9 - - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - 14 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vcm = ±Ю В ПО 80 мин 75 мин PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±15 В ... ±5 В 95 85 тип 80 мин 80 тип 75 мин Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) CMMR > 60 дБ ±13,5 В - - Av Коэффициент усиления на большом сигнале (дБ) Rl= 1 к Rl= 100 90 мин 83 мин 80 мин 70 мин 80 мин 70 мин Vo Размах выходного сигнала (В) Rl= 1 к Rl= 100 ±13,3 ±10,5 ±12,5 ±9 ±12,5 ±9 Ток выходной долговременный с разомкнутой петлей ОС (мА) Rl= 100 (вытекающий) Rl= 100 (втекающий) 116 105 90 мин 90 мин 90 мин 90 мин Isc Ток короткого замыкания (мА) - 135 - - Is Ток потребления (мА) - 2,5 4 4 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Av = +2, V1N=13B Av = ±2, V1N= 10 В 3600 3000 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) - 100 - - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f = 1 кГц 12 - - in Спектральная плотность тока шума (пАЛ/Гц) f = 1 кГц 1 - - ts Время установления 0,1 % (нс) Av — +1, Volt = ±5 B, Rl=500 48 - -
Приложение. ОУ для звукового тракта 209 Slew Rate (V/дз) Noise Current (pA/VTiz) Noise Voltage (nV/V"Hz) Input Voltage Noise vs. Frequency frequency (Hz) О’зззезз Input Current Noise vs. Frequency frequency (Hz) •v 23364c Slew Rate vs. Supply Voltage Supply Voltage (±V) Input Voltage Noise vs. Frequency Input Current Noise vs. Frequency frequency (Hz) input Voltage (Vp_p) 14-6-1634
210 “Качественный звук - сегодня это просто" Open Loop Output Impedance vs. Frequency Slew Rate vs. Load Capacitance FREQUENCY (Hz) Open Loop Output Impedance vs. Frequency FREQUENCY (Hz) С1_<53г4о OUTPUT (2V/div) TIME (20ns/d>v) TIME (20 ns/div)
Приложение, ОУ для звукового тракта 211 Large Signal Pulse Response Av = Vs = ±5V Large Signal Pulse Response Av = +2, Vs = ±15V OUTPUT (lOOmV/div) OUTPUT (2V/d.v) OUTPUT (2V/d>v) G123*6W Large Signal Pulse Response Av = +2, Vs s ±5V TIME (20 ns/div) ‘11233652 Small Signal Pulse Response Av = -1, Vs = ±5V TIME (20 ns/div) GU 33654 TIME (20 ns/div) 0K'j'j651 Small Signal Pulse Response Av « -1, Vs ж ±15V TIME (20 ns/div) 01Л3653 Small Signal Pulse Response 14*
212 “Качественный звук - сегодня это просто” Small Signal Pulse Response TIME (20ns/div) TIME (2Qns/div; ч'гГ&Ле Closed Loop Frequency Response vs. Supply Voltage 01ЧЙЧ6'' Closed Loop Frequency Response vs. SupplyVoltage
Приложение. ОУ для звукового тракта 213 Closed Loop Frequency Response vs. Capacitive Load (Av>*1) Closed Loop Frequency Response vs. Capacitive Load (Av = +2) I0M IOOM 300M FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz) Closed Loop Frequency Response vs. Capacitive Load FREQUENCY (Hz) ‘•’233-^4 Total Harmonic Distortion vs. Frequency Total Harmonic Distortion vs. Frequency Frequency (Hz)
214 ‘Качественный звук - сегодня это просто” Total Harmonic Distortion vs. Frequency Frequency (Hz) ч'I.'3366* Undistorted Output Swing vs. Frequency Frequency (Hz) Undistorted Output Swing vs. Frequency Undistorted Output Swing vs. Frequency 7 6 5 4 3 2 1 100k IM 10M Ю0М Frequency (Hz) Frequency (Hz) 0123364 Undistorted Output Swing vs. Frequency Frequency (Hz) •Л23ч>г'72 TEMPERATURE (°C)
Приложение. ОУ для звукового тракта 215 LM6262/6362 Особенности: - устойчивость при работе с единичным коэффи- циентом усиления (для ОУ LM6362); - высокая скорость нарас- тания: 300 В/мкс; - частота единичного уси- ленияЮО МГц. - малый ток потребления 5 Быстродействующий ОУ с обратной связью по напряжению мА; - высокий коэффициент подавления синфазного сигнала 100 дБ; - устойчивость при работе на емкостную нагрузку; - возможность работы при напряжении источника питания 4.75...32 В. Область применения: - оргтехника; - обработка видеосигналов в профессиональной и бытовой технике; - импульсные источники питания; Корпус: Операционные усилители производятся в 8, 10 и 20-вывод- ных корпусах
216 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 100 к) Симв ол Парам етр/единицы Условия измерения Типовое знач. LM6262 (макс.) LM6362 (макс.) Vos Напряжение смещения (мВ) - ±3 ±5 ±13 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 7 - - 1в Входной ток смещения (мкА) - 2,2 3 4 los Входной ток сдвига (нА) - ±150 ±350 ±1500 Rin Входное сопротивление (Мом) Диф. 0,18 - - Cin Входная емкость (пФ) - 2 - - Av Коэффициент усиления на большом сигнале (В/В) Rl=2k Vo=±10B 1400 1000 тип 700 мин 800 тип 650 мин Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) CMMR >60 дБ + 14 -13,2 + 13,9 -12,9 + 13,8 -12,9 CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vcm = ±Ю В 100 79 мин 74 мин PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) VS = ±15B... ±5 В 93 83 тип 79 мин 76 тип 74 мин Vo Размах выходного сигнала (В) Vs = ±15 В Rl=2k Vs = +5 В Rl=2k + 14,2 -13,4 4,2 -1,3 + 13,5 -13 - 3,5 тип 3,3 мин 1,7 тип 1,9 макс + 13,4 -12,9 3,4 тип 3,3 мин 1,8 тип 1,9 макс Isc Ток короткого замыкания (мА) - 65 50 50 Is Ток потребления (мА) - 5 6,5 6,5 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Av = +2, 300 200 200 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) - 100 - - ts Время установления 0,1 % (нс) Av = — 1, Rl=2k 10 - - - Дифференциальное усиление (%) NTSC 0,1 - - - Дифференциальная фаза (°) NTSC 0,1 - - in Спектральная плотность тока шума (пА/^Гц) f= 10 кГц 1,2 - -
Приложение. ОУ для звукового тракта 217 SLEW RATE (V/д») GAIN-tANMIOIH PROOUCT (MHz) SUPPLY CURRENT (mA) ♦/- SUPPLY VOLTAGE (V) Gain-Bandwidth Product Gain-Bandwidth Product vs Load Capacitance 10 pF 100 pF 1 nF 10 nF 100 nF 1 mF LOAD CAPACITANCE FREQUENCY (Hz) Propagation Delay, ♦/- SUPPLY VOLlADC (V) LOAD CAPACITANCE LOAD CAPACITANCE (pF) Voltage Gain vs Load Resistance Voltage Gain vs Supply Voltage frequency (h*)
218 “Качественный звук - сегодня это просто” Differential Gain (Note) Differential Phase (Note) TUH/11061-4 TL/H/11061-5 Nott. Deferential gar and deferential phase measured for tour series LM6362 op amps con- figured wth gain of +2 each, r series wtti a 1 16 attenuator and an LM6321 butter Error added by LM6321 is negigible Test performed usrg Tettrontx Type 520 NTSC test system Step Response; Av ~ + 2 •WSt VOUMK I-V/Zh») FREOUO.CT (Hi' FREQVCKT (Hi) rPtOMCnC» (MHj) Tl/H/11061-7
Приложение. ОУ для звукового тракта 219 FREQUENCY (MHz) TL/H/11061-9 ♦/- sum.Y voltace <v) ♦/- 5UPH.Y VOLTAGE (V) COMMCH-MOOE VOLTAGE (V) TL/H/noei-io Simplified Schematic FJV‘ »-Ш Q *«s fl
220 “Качественный звук - сегодня это просто” LM7171 100 мА быстродействующий ОУ с обратной связью по напряжению Особенности: - устойчивость при работес еди- ничным коэффициентом уси- ления; - высокая скорость нараста- ния:4100 В/мкс; - частота единичного усиления 200 МГц. - малый ток потребления 6,5 мА; - высокий коэффициент подавления синфазного сигнала 105 дБ; - высокий коэффициент усиленияс разомкнутой петлей ОС; - возможность работы при напряжении источника питания ±15 В и ±5 В. Область применения: - драйвер для xDSL технологий: - мультимедийные системы вещания; - оргтехника; - обработка видеосигналов в профессиональной и бытовой технике; - импульсные усилители, пиковые детекторы; - волоконно-оптические каналы связи. Корпус: ОУ LM7171AIN, LM7171BIN - корпус DIP-8; ОУ LM7171AIM, LM7171AIMX, LM7171BIM, LM7171BIMX - корпус SO-8.
Приложение. ОУ для звукового тракта 221 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, RL= 1 к) Символ Параметр/единицы Условия измерения Типовое знач. LM7171AI (макс.) LM7171BI (макс.) Vos Напряжение смещения (мВ) - 0,2 1 3 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 35 - - 1в Входной ток смещения (мкА) - 2,7 10 10 los Входной ток сдвига (мкА) - 0,1 4 4 Rin Входное сопротивление (Мом) Синфаз. Диф. 40 3,3 - - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - 15 - - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) VCM = ±Ю В 105 80 мин 70 мин PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) VS = ±15B... ±5 В 90 85 тип 80 мин 75 тип 70 мин Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) CMMR > 60 дБ ±13,5 В - - Av Коэффициент усиления на большом сигнале (дБ) Rl= 1 к Rl= 100 85 тип 83 мин 80 тип 75 мин 75 тип 70 мин Vo Размах выходного сигнала (В) Rl= 1 к Rl= 100 ±13,3 ± 13 тип ±12,7 мин ±13 тип ±12,7 мин Ток выходной долговременный с разомкнутой петлей ОС (мА) Rl= 100 (вытекающий) Rl= 100 (втекающий) 118 105 95 мин 90 мин 95 мин 90 мин Isc Ток короткого замыкания (мА) - 140 - - Is Ток потребления (мА) - 6,5 8,5 8,5 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Av = +2, VIN= 13 В Av = ±2, VIN= 10 В 4100 3100 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) - 200 - - On Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10 кГц 14 - - in Спектральная плотность тока шума (пА/^Гц) f= 10 кГц 1,5 - - ts Время установления 0,1% (нс) Av = — 1, Volt = ±5 B, Rl=500 42 - -
222 “Качественный звук - сегодня это просто" Supply Current vs. Supply Voltage Supply Current vs. Temperature TEMPERATURE (°C) SUPPLY VOLTAGE (±V) t)lZA5b3 Input Offset Voltage vs. Temperature TEMPERATURE (°C) 0123S5M 'TEMPERATURE (°C) Short Circuit Current vs. Temperature (Sourcing) Short Circuit Current vs. Temperature (Sinking) TEMPERATURE (°C) TEMPERATURE (°C) 912J6W
Приложение. ОУ для звукового тракта 223 Output Voltage vs. Output Current v + V" Output Voltage vs. Output Current -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 OUTPUT CURRENT (mA) OUTPUT CURRENT (mA) FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz) oi .-зз»;? > otcawi FREQUENCY (Hz) d 1-34573 Open Loop Frequency Response
ho GAIN (dB) NOISE VOLTAGE (nv/04z) GAIN (dB)
Приложение. ОУ для звукового тракта 225 SLEW RATE (V/ms) NOISE current (pA/l/fiz) NOISE VOLTAGE (nv/^Hz) Input Voltage Noise vs. Frequency Input Current Noise vs. Frequency FREQUENCY (Hz) SUPPLY VOLTAGE (iV) ul 23356’ С1?жво INPUT VOLTAGE (Vp_p) 012385*? Slew Rate vs. Load Capacitance 15-6-1634
226 “Качественный звук - сегодня это просто” Open Loop Output Impedance vs. Frequency Open Loop Output Impedance vs Frequency CJ’PUT IMPEDANCE (0) Large Signal Pulse Response Av = -1, VS = ±15V Large Signal Pulse Response TIME (20ns/div) Large Signal Pulse Response Av =+2. Vs = ±15V TIME (20ns/div) Large Signal Pulse Response TIME (20 ns/div)
Приложение. ОУ для звукового тракта 227 Small Signal Pulse Response Av = -1, Vs = ±15V Small Signal Pulse Response Small Signal Pulse Response Av = +2, Vs = ±15V TIME (20n»/div) 01П15Я Closed Loop Frequency Response vs. Supply Voltage Closed Loop Frequency Response vs. Capacitive Load FREQUENCY (Hz) 15*
228 “Качественный звук - сегодня это просто" Closed Loop Frequency Response vs. Capacitive Load (Av « *2) Closed Loop Frequency Response vs. Input Signal Level «гл'ио Closed Loop Frequency Response vs. Input Signal Level
Приложение. ОУ для звукового тракта 229 Closed Loop Frequency Response vs. Input Signal Level (Av « *4) Closed Loop Frequency Response vs. Input Signal Le' (Av « *4) FREQUENCY (Hz) Closed Loop Frequency Response vs. Input Signal Level FREQUENCY (Hz) 01 Total Harmonic Distortion vs. Frequency (Note 13) FREQUENCY (Hz) 01Л4М» Total Harmonic Distortion vs. Frequency (Note 13)
230 “Качественный звук - сегодня это просто” Undistorted Output Swing vs. Frequency Undistorted Output Swing vs. Frequency 8 7 6 5 4 3 2 1 0 100k 1M ЮМ 100M FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz) Harmonic Distortion vs. Frequency (Note 13) FREQUENCY (Hz) Maximum Power Dissipation vs. Ambient Temperature
Приложение, ОУ для звукового тракта 231 ОРА132 Быстродействующий ОУ с входным каскадом на полевых транзисторах Особенности: - Устойчивость при рабо- те с единичным коэф- фициентом усиления. Oftset Trim |Т ЧГ1|~2 - Низкий уровень гармо- нических искажений 0,00008%. ни [з -V [и ~¥| OffisetTrim -W Т] оит Т| к - Низкий уровень соб- ----------- ственных шумов. - Высокая скорость нарастания выходного напряжения 20 В/мкс. - Широкий диапазон питающих напряжений ±2,5 В ... ±18 В - Сдвоенная версия - ОРА2132, счетверенная версия - ОРА4132. - Возможность работы на нагрузку 600 Ом. Область применения: - Аудио. - Общее применение - Телекоммуникационные системы. Корпус: ОУ ОРА132РА, ОРА132Р - корпус DIP-8 ОУ OPA132UA, OPA132U - корпус SO-8
232 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры ОУ ОРА132Р, OPA132U (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. значение Типовое знач. Max. значение Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±2,5...18 В, Rl = 2 к - ±0,25 ±0,5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - ±2 10 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) VS = ±18B ... ±5 В 80 100 - 1в Входной ток смещения (пА) Vcm = 0 - +5 ±50 los Входной ток сдвига (пА) ±2 ±50 Сп Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f= 100 Гц f= 1000 Гц f= 10000 Гц - 10 8 8 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - ±13 - - CMRR Ослабление синфазного сигнала(дБ) VS = ±12B 96 100 - Коэффициент усиления с разомкнутой немей ОС (ДБ) Vo = ±13,8 В, Rl=10k Vo = ±12,5 В, Rl = 600 НО ПО 120 130 - GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) G= 100 - 8 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Размах 20 В, Rl = 1 к - 20 - ts Время установления 0,1% (мкс) G = -l - 0,7 - toVERL Время восстановления после перегрузки (мкс) G = ±l - 0,5 - THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) G= 1, f= 1 кГц, Rl = 2k Rl = 600 - 0,00008 0,00009 - Rin Входное сопротивление (Мом/пФ) Синфаз. Диф. - 10,J/6 10i5/2 - Vo Выходное напряжение (В) Rl = 600 Rl- 10k (V+) -2,5 (V-) +2,2 (V+)-l,2 (V-) +0,9 (V+) -2,0 (V-)+l,9 (V+) -0,9 (V-) +0,3 - I sc Ток короткого замыкания - - ±40 - Is Ток потребления (мА) - ±4 ±4,8 Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,5 - ±18
Приложение. ОУ для звукового тракта 233 Al ТА « »25 С. Vs « -15V, RL - 2kW. unless otherwise noted Frequency (Hz) INPUT VOLTAGE AND CURRENT NOISE Frequency (Hz) § 140 I F20 I ,0° 80 CHANNEL SEPARATION vs FREQUENCY Duel end quad devices G • 1. all channels Quad measured channel A to D or В to C—other combinations yield improved rejection. 100 1k 10k 100k Frequency (Hz) INPUT BIAS CURRENT Common-Mode Voltage (V)
234 “Качественный звук - сегодня это просто” At ТА « *25 С, Vs « -15V, Rl » 2kW, unless otherwise noted QUIESCENT CURRENT AND SHORT-CIRCUIT CURRENT Ambient Temperature (=C) Short-Crcuit Current (mA) OFFSET VOLTAGE 8 8 8 8 8 8 8 = 8 8 8 8 388 v <м О co «5 ry (m v 35 oo о <м < Offset Voltage (pV) OFFSET VOLTAGE DRIFT TOTAL HARMONIC DISTORTION > NOISE vs FREQUENCY Гrequency (Hz) MAXIMUM OUTPUT VOLTAGE vs FREQUENCY 30 ---------------------------1---- 100k IM 10M Frequency (Hz)
Приложение. ОУ для звукового тракта 235 At ГА • *25 С. Vs - -15V Rl » 2kW. unless otherwise noted Settling Time (ps) Closed-Loop Cain (V/V) OUTPUT VOLTAGE SWING vs OUTPUT CURRENT Output Current (mA)
236 “Качественный звук - сегодня это просто” ОРА134 ОУ с входным каскадом на полевых транзи- сторах для высококачественного аудио. Особенности: - Устойчивость при рабо- те с единичным коэф- фициентом усиления. Offset Trim [Т -«[2 - Низкий уровень гармо- нических искажений 0,00008%. ии[з- чг[в ~в| Offset Trim 3 -W jS] out J] HC - Низкий уровень соб- ственных шумов. - Широкий диапазон питающих напряжений ±2,5 В ... ±18 В - Сдвоенная версия - ОРА2134, счетверенная версия - ОРА4134. - Возможность работы на нагрузку 600 Ом. Область применения: - Профессиональные аудиосистемы. - Линейные усилители. - Мультимедийные системы. - Активные фильтры. - Каскады предварительного усиления. - Интеграторы. Корпус: ОУ ОРА134РА - корпус DIP-8. ОУ OPA132UA - корпус SO-8.
Приложение. ОУ для звукового тракта 237 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) - ±0,5 ±2 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - ±2 - 1в Входной ток смещения (пА) Vcm = 0 - 5 ±100 los Входной ток сдвига (пА) VCM = 0 ±2 ±50 Rin Входное сопротивление (Мом/пФ) Синфаз. Диф. - 10,3/2 1013/5 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) f= 10 кГц - 10 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - +2,5 ±13 - CMRR Ослабление синфазного сигнал а/дБ VS = ±12B 86 90 - PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) VS = ±I8B... ±5 В - 135 - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (дБ) Vo = ±13,8 В, RL= Юк Vo = ±12,5 В, Rl = 600 104 104 120 130 - Vo Выходное напряжение (В) Rl = 600 Rl= Юк (V-)+2Д (V-) +0,5 (V+) -2,5 (V+)-l,2 Io Выходной ток (мА) Vo = ±12 В - ±35 - Isc Ток короткого замыкания (мА) - - ±40 - Is Ток потребления (мА) - - ±4 ±5 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) G = 100 - 8 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Размах 20 В, Rl= 1 к 15 20 - ts Время установления 0,1% (мкс) G = -l - 0,7 - toVERL Время восстановления после перегрузки (мкс) 0,5 Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,5 - ±18 THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) G= 1, f= 1 кГц - 0,00008 - IMD Интермодуляционные искажения (дБ) G= l,f= 1 - -98 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/? Гц) f= 1000 Гц - 8 -
238 “Качественный звук - сегодня это просто” At Тд * <25 С Vs « -15V. Rt « 2kW, unless otherwise noted TOTAL HARMONIC DISTORTION ♦ NOISE HI ADROOM - TOT Al HARMONIC DISTORTION Output Amplitude (Vims) I D О £ Q. I 20 TOO Ik 10k 20k Гrequency (Hz) Source Resistance (W) INPUT VOLTAGE AND CURRENT NOISE INPUT-REFERRED NOISE VOLTAGE Noise Bandwxfth (Hz)
Приложение, ОУ для звукового тракта 239 At ТА * +25 С Vs • -15V. Rl » 2kW, unless otherwise noted Output Voltage (Vp-p) PSR. CMR (dB) Voltage Gam (dB) Frequency (Hz) POWER SUPPLY AND COMMON-MODE REJECTION Frequency (Hz) MAXIMUM OUTPUT VOLTAGE Frequency (Hz) Frequency (Hz) CHANNEL SEPARATION vs FREQUENCY 100 Ik Frequency(Hz) 100k CLOSED-LOOP OUTPUT IMPEDANCE vs FREQUENCY Frequency (Hz)
240 “Качественный звук - сегодня это просто” At ТА » -»25 С Vs » -15V. Rl * 2kW, unless odierwise noted Quiescent Current Per Amp (mA) Open-Loop Gain (dB) ,nPut Bias Current (pA) INPUT BIAS CURRENT vs TEMPERATURE QUIESCENT CURRENT AND SHORT-CIRCUIT CURRENT Ambient Temperature CC) 1 5 I INPUT BIAS CURRENT Common-Mode Voltage (V) OUTPUT VOLTAGE SWING vs OUTPUT CURRENT Output Current (mA)
Приложение. ОУ для звукового тракта 241 At Тд * *25 С Vs * -15V. Rt = 2kW unless otherwise noted Settling Time (ps) Percent of Amplifw'rs (%) OFFSET VOLTAGE DRIFT SMALL-SIGNAL SI EP RESPONSE G -1,CL • 1OOpF 200ns/div LARGE-SIGNAL STEP RESPONSE 1ps/div SMALL SIGNAL OVERSHOOT Load Capacitance 16-6-1634
242 “Качественный звук - сегодня это просто” At Тд = *25 С. Vs * -15V. Rl = 2kW, unless otherwise noted THD+Noise (%) TOTAL HARMONIC DISTORTION ♦ NOISE Frequency (Hz) Output Amplitude (Vpp)
Приложение. ОУ для звукового тракта 243 ОРА227 Прецизионный малошумящий ОУ Особенности: - малое время установле- ния; - низкое значение входно- го тока смещения; - низкое значение напря- жения смещения; - устойчивость при работе с единичным коэффи- циентом усиления; - низкий уровень собственных шумов; - низкий уровень гармонических искажений 0,00003%; - сдвоенная версия - ОРА2227, счетверенная версия - ОРА4227. Область применения: - телекоммуникационные системы; - системы сбора и обработки данных; - измерительная техника; - профессиональная аудиотехника; - активные фильтры; - источники питания. Корпус: ОУ ОРА227Р, ОРА227РА - корпус DIP-8. ОУ OPA227U, OPA227UA - корпус SO-8.
244 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры ОУ ОРА227Р, OPA227U (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Max. Значение Vos Напряжение смещения (мкВ) VS = ±18B ... ±2,5 В - ±5 ±75 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - - 0,6 Входной ток смещения (нА) Vcm = 0 - ±2,5 ±10 los Входной ток сдвига (нА) VCm = 0 ±2,5 ±10 Rin Входное сопротивление (Ом/пФ) Синфаз. Диф. - ю’/з 107/12 - CMRR Ослабление синфазного сигнал а/дБ - 120 138 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - (V-)+2 - (V+)-2 - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (дБ) /О II II о о ° X 132 132 160 160 - Vo Выходное напряжение (В) Rl=10k (V-)+2 - (V+)-2 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) G = 1 - 8 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) G = -l - 2,3 - ts Время установления 0,1 % (мкс) G = -l - 5 - THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) G = 1, f = 1 кГц - 0,00005 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВЛ/Гц) f= 1000 Гц f= 10 Гц f= 1000 Гц - 3 3,5 3 - In Токовый шум, спектральная плотность (пАЛ/Гц) - - 0,4 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - ±5 - ±15 - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±2,5 - ±18 I sc Ток короткого замыкания (мА) - ±45 - - Iq Ток покоя (мА) Io=0 - ±3,7 ±3,8
Приложение. ОУ для звукового тракта 245 At ТА « +25*С. R, в 10к . and Vs « *15V, unless otherwise noted Frequency (Hz) TOTAL HARMONIC DISTORTION * NOISE Frequency (Hi) Frequency (Hi)
246 “Качественный звук - сегодня это просто” At ТА - *25*С. Rt -10к . and Vs - t15V. unless otherwise noted Frequency (Hz) 0 316 3.25 3.34 343 3 SI 360 3 69 3.78 None (nV/ Hz) OFFSET VOLTAGE PRODUCTION DISTRIBUTION OFFSET VOLTAGE DRIFT PRODUCTION DISTRIBUTION
Приложение. ОУ для звукового тракта 247 At ТА - *25*0, Rt - 10к . and Vs - *15V, unless otherwise noted. Temperature (*C) Temperature (*C) Temperature (*C) SHORT-CIRCUIT CURRENT vs TEMPERATURE Temperature (’C) Temperature (*C) QUIESCENT CURRENT vs SUPPLY VOLTAGE
248 “Качественный звук - сегодня это просто” At Тд - ♦25’С, Ri« 10к , and Vs - ±15V, unless otherwise noted. Temperature (*C) Temperature (’C) CHANGE IN INPUT BIAS CURRENT CHANGE IN INPUT BIAS CURRENT Common-Mode Voltage (V) Oam (V/V)
Приложение. ОУ для звукового тракта 249 Al ТА - *25’С, R, > 10к , and Vs - t15V. unless otherwise noted. MAXIMUM OUTPUT VOLTAGE vs FREQUENCY Frequency (Hz) LARGE-SIGNAL STEP RESPONSE G - -1. CL . 1500pF SMALL SIGNAL STEP RESPONSE G - ♦!. CL - lOOOpF 6psAUv SMALL-SIGNAL STEP RESPONSE G • Ct • 6pF 400naMN
250 “Качественный звук - сегодня это просто” At ТА « +25’С. Rt - 10k , and Vs - *15V. unless otherwise noted MAXIMUM OUTPUT VOLTAGE vs FREQUENCY Frequency (Hz) SMALL-SIGNAL OVERSHOOT Load Capacitance (pF) LARGE-SIGNAL STEP RESPONSE G - -10 C( « lOOpF SMALL-SIGNAL STEP RESPONSE G • >10 C, « lOOOpF, R« 1 8k SMALL-SIGNAL STEP RESPONSE G - >10. C( « 5pF, Rt • 1 8k 500ns/div
Приложение, ОУ для звукового тракта 251 ОРА604 ОУ с входным каскадом на полевых транзисто- рах и низкими гармоническими искажениями Особенности: - лазерная подстройка схемы вход- не ного каскада; - устойчивость при работе с еди- ничным коэффициентом усиле- -нн ния; - низкий уровень гармонических искажений 0,0003%; - низкий уровень шумов; - высокая скорость нарастания выходного напряжения - широкий диапазон питающих напряжений ±4,5 В ... ±24 В; - возможность работы на нагрузку 600 Ом; - сдвоенная версия - ОРА2604. Область применения: - профессиональная аудиотехника; - преобразователи ток-напряжение; - измерительная техника; - усилители-преобразователи; - активные фильтры; - системы сбора и обработки данных. Корпус: ОУ ОРА604АР - корпус DIP-8 ОУ OPA604AU - корпус SO-8
252 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. значение Типовое знач. Мах. значение Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±24 В... ±5 В - ±1 ±5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - ±8 - PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±24 В ... ±5 В 80 100 - 1в Входной ток смещения(пА) Vcm = 0 - 50 - los Входной ток сдвига (пА) ±3 еп Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 100 Гц - 15 - - Напряжение шума (размах мкВ) 20...20000 Гц - 1,5 - Rin Входное сопротивление (Мом/пФ) Синфаз. Диф. - 10|2/10 10|2/8 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) - - 25 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) VS = ±12B 80 100 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - ±12 ±13 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (ДБ) Vo = ±Ю В, RL=1 к 80 100 - Vo Размах выходного сигнла (В) Rl = 600 ±11 ±12 - Io Выходной ток (мА) Vo = ±12 В - 35 - Isc Ток короткого замыкания (мА) - - 40 - Is Ток потребления (мА) - ±5,3 ±6 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) G= 100 - 20 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Размах 20 В, Rl-1 к 15 25 - ts Время установления 0,1% (мкс) G--1 - 1 - THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) G- 1, f- 1 кГц - 0,0003 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 • ±24
Приложение, ОУ для звукового тракта 253 ОРА627 Прецизионный, быстродействующий ОУ с полевыми транзисторами на входе и лазерной подстройкой схемы входного каскада Особенности: - малое время установле- ния; - низкое значение входно- го тока смещения; - низкое значение напря- жения смещения; - низкое значение входно- го дрейфа; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - низкий уровень гармонических искажений 0,00003%; - низкий уровень собственных шумов. Область применения: - Прецизионные инструментальные усилители; - Выходные каскада схем ЦАП; - Оптическая электроника; - Ультразвуковые системы; - Профессиональная аудиотехника; - Активные фильтры. Корпус: ОУ ОРА627АР, ОРА627ВР - корпус DIP-8. ОУ OPA627AU - корпус SO-8. ОУ ОРА627АМ, ОРА627ВМ, ОРА627 SM - корпус ТО-99
254 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры ОУ ОРА627ВМ, ОРА627ВР OPA627SM (при напряжении питания ±15 В) Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мкВ) VS = ±18B... ±4,5 В - 40 100 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 0,4 0,8 PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) 106 120 - 1в Входной ток (пА) Vcm = 0 - 1 5 los Входной ток сдвига (пА) V(m = 0 0,5 5 Rin Входное сопротивление (Мом/пФ) Синфаз. Диф. - 10”/7 10,3/8 - Ro Выходное сопротивление с разомкнутой петлей ОС (Ом) f= 1 МГц - 55 - CMRR Ослабление синфазного сигнал а/дБ Vs = ±10,5 В 106 116 - VCm Диапазон входного синфазного сигнала (В) - ±11 ±11,5 - - Коэффициент усиления с разомкнутой петлей ОС (дБ) сс 2 * и — и и О _! > О' •112 120 - Vo Выходное напряжение (В) Rl = 1 К ±11,5 ±12,3 - Io Выходной ток (мА) Vo = ±10 В - ±45 Isc Ток короткого замыкания (мА) - - +70/-55 - Is Ток потребления (мА) - - ±7 ±7,5 GBW Произведение усиления на полосу пропускания (МГц) G= 1 - 16 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) G = -l 40 55 - ts Время установления 0,1% (НС) G = -l - 550 - THD + N Общие гармонические искажения плюс шум (%) G= 1, f= 1 кГц - 0,00003 - IMD Интермодуляционные искажения (дБ) G= 1, f= 1 - -98 - Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 1000 Гц - 5,2 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - - ±15 - ±V Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±18
Приложение, ОУ для звукового тракта 255 At IА - *25 С, and Vs ” -15V. unless otherwise noted INPUT VOLTAGE NOISE SPECTRAL DENSITY Source Resistance (W) frequency (Hz)
COMMON-MODE REJECTION vs Г-MODE RE JECTION vs FREQUENCY INPUT COMMON MODE VOLTAGE Temperature CO Output Resistance (W) $
Приложение. ОУ для звуковою тракта 257 Аг Тл - «25 С. and V4 » -15V. unless otherwise noted. Sulkily Current (mA) OUTPUI CURRENT LIMIT vs IEMPERAIURE Temperature (' C) OPA627 GAIN-BANDWIDTH AND SLFW RAFF temperature (C) OPA637 GAIN BANDWID1H AND SLEW RAI E vs IFMPERATURF f I 1 etnperature CC) Slew Rate (V/ps) OPA627 TOTAL HARMONIC DISTORTION . NOISE OPA637 TOTAL HARMONIC DISTORTION - NOISE 17-6-1634
258 “Качественный звук - сегодня это просто” At Гл > +25 С. and Vs -15V unless otherwise noted Output Voltage (Vp-p) Inptrt Bias Current Multiplier Input Current (pA) INPUT BIAS AND OFFSET CURRENT INPUT BIAS CURRENT vs COMMON-MODE VOLTAGE Гrequency (Hz) INPUT BIAS CURRENT Time From Power Turn On (Min) Closed Loop Gain (V/V)
Приложение. ОУ для звукового тракта 259 At ГА - +25 С and Vs - -15V. unless otherwise noted Error Band (%) 17*
260 “Качественный звук - сегодня это просто” THS4061 180 МГц быстродействующий ОУ общего применения с обратной связью по напряжению Особенности: - малое время установле- ния; - высокая скорость нараста- ния выходного напряже- ния 400 В/мкс; - ширина полосы пропус- кания 180 МГц; - большое значение выход- Offset Trim 4V OUT НС ного тока; - низкие гармонические искажения; - низкое значение напряжения смещения; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом усиления; - широкий диапазон напряжения питания; - сдвоенная версия ОУ - THS4062. Область применения: - телекоммуникационные системы; - обработка видеосигналов в профессиональном оборудова- нии. Корпус: ОУ производятся в разнообразных корпусах.
Приложение. ОУ для звукового тракта 261 Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 150). Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мкВ) Vs = ±5 В или - 2,5 8 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) ±15 В - 15 - PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) 70 78 - 1в Входной ток смещения (мкА) - 3 6 los Входной ток сдвига (нА) 75 250 - Температурный дрейф тока смещения (нА/°С) 0,3 Ri\ Входное сопротивление/емкость (МОм/пФ) - 1/2 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vs = ±15 В, VCM = ±12B Vs = ±5 В Vcm =±2,5 В 70. 70 НО 95 VCm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В Vs = ±5 В ±13,8 В ±3,8 В ±14,1 В ±4,3 В - BW Ширина полосы пропускания на уровне 3 дБ (МГц) VS = ±15B,G= 1 VS = ±5B,G = -1 VS = ±15B,G = -1 - 180 50 50 BWFLAT Ширина полосы пропускания на уровне 0,1 дБ (МГц VS = ±15B,G= 1 Vs = ±5 B,G = I - 75 20 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) VS = ±15B,G = -1 Vs = ±5.B, G = -l - 400 350 - ts Время установления 0,1% (нс) G = -l - 40 - THD Общие гармонические искажения (дБс) f = 1 МГц - -72 - en Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10000 Гц - 14,5 - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, Rl = 250 Vs = ±5 B, Rl=150 ±11,5 В ±3,2 В ±12,5 В ±3,5 В - Io Выходной ток (мА) VS = ±15B, Rl = 20 Vs = ±5 B, RL = 20 80 50 115 75 - Isc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15 В - 150 - Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - ±4,5 ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±16
262 “Качественный звук - сегодня это просто*9 I|B - Input Bias Current - INPUT BIAS CURRENT vs Figure 3 INPUT OFFSET VOLTAGE vs Figure 4 OPEN-LOOP GAIN AND PHASE vs FREQUENCY Figure 5
Приложение. ОУ для звукового тракта 263 DIFFERENTIAL GAIN vs Figure 6 DIFFERENTIAL PHASE Figure 7 DIFFERENTIAL GAIN vs NUMBER OF LOADS DIFFERENTIAL PHASE Figure 8 Figure 9
264 “Качественный звук - сегодня это просто” Output Amplitude - dB Closed-Loop Gam - dB CLOSED-LOOP GAIN Figure 10 CLOSED-LOOP GAIN vs FREQUENCY OUTPUT AMPLITUDE vs Figure 12 OUTPUT AMPLITUDE vs Figure 13
Приложение. ОУ для звукового тракта 265 COMMON-MODE REJECTION RATIO vs FREQUENCY .2 £ Figure 14 i a i ! POWER SUPPLY REJECTION RATIO vs Тд - Free-Air Temperature - ’C Figure 16 OUTPUT VOLTAGE SWING Figure 17
266 “Качественный звук - сегодня это просто” THD - Total Harmonic Distortion - dB ICC - Supply Current - mA SUPPLY CURRENT Figure 18 NOISE SPECTRAL DENSITY f - Frequency - Hz Figure 19 TOTAL HARMONIC DISTORTION vs FREQUENCY f - Frequency - MHz Figure 20 TOTAL HARMONIC DISTORTION vs
Приложение. ОУ для звукового тракта 267 THS4081 175 МГц быстродействующий ОУ с малым током потребления и обратной связью по напряжению Особенности: - малое время установления; - высокая скорость нарастания вы- ходного напряжения 230 В/мкс; - ширина полосы пропускания 35 МГц (0,1 дБ); - большое значение выходного тока; - низкие гармонические искажения; - низкое значение напряжения смещения; - устойчивость при работе с единичным коэффициентом уси- ления; - широкий диапазон напряжения питания; - сдвоенная версия ОУ - THS4082. Область применения: - телекоммуникационные системы; - обработка видеосигналов в профессиональном оборудовании. Корпус: ОУ производятся в разнообразных корпусах.
268 “Качественный звук - сегодня это просто" Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 150). Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мкВ) Vs = ±5 В или ±15 В - 1 7- ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 15 - PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) 70 78 - 1в Входной ток смещения (мкА) - 3 6 los Входной ток сдвига (нА) 20 250 - Температурный дрейф тока смещения (нА/°С) 0,3 Rin Входное сопротивление/емкость (МОм/пФ) - 1/1,5 - CMRR Ослабление синфазного сигнала (дБ) Vs = ±15 В, Vcm = ±12B VS = ±5B Vcm = ±2,5 В 78 84 90 93 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В VS = ±5B ±13,8 В ±3,8 В ±14,1 В ±3,9 В - BW Ширина полосы пропускания на уровне 3 дБ (МГц) VS = ±15B,G=1 VS = ±5B,G = -1 VS = ±15B,G = -1 - 175 65 70 - BWFLAT Ширина полосы пропускания на уровне 0,1 дБ (МГц VS = ±15B,G= 1 VS = ±5B,G= 1 - . 35 35 SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) VS = ±15B,G = 5 VS = ±5B,G=1 - 230 170 - ts Время установления 0,1% (нс) G = -l - 43 THD Общие гармонические искажения (дБс) f = 1 МГц - -64 Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10000 Гц - 10 - Vo Размах выходного напряжения (В) Vs = ±15 В, RL = 250 Vs = ±5 B, Rl = 150 ±12 В ±3,4 В ±13,6 В ±3,8 В - lo Выходной ток (мА) Vs = ±15B,RL = 20 Vs = ±5B,Rl = 20 65 50 85 70 - Isc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15B - 100 * Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - ±5 ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±16
Приложение. ОУ для звукового тракта 269 CROSSTALK I - Frequency - Hz Figure 4 TOTAL HARMONIC DISTORTION VS TOTAL HARMONIC DISTORTION FREQUENCY POWER SUPPLY REJECTION FREQUENCY f-Frequency-Hz Figures Vo-Output Step Voltage-V Figure? RATIO 100k IM 10M 100M I - Frequency - Hz Figures DISTORTION Vo - Output Voltage - v Figures DISTORTION Vo-Output Voltage-V Figure 10
270 “Качественный звук - сегодня это просто” DISTORTION DISTORTION vs FREQUENCY I - Frequency - Hz Figure 11 FREQUENCY f - Frequency - Hz Figure 12 DISTORTION vs FREQUENCY I - Frequency - Hz Figure 13 OUTPUT AMPLITUDE DISTORTION vs FREQUENCY f - Frequency - Hz Figure 14 OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY f • Frequency•Hz Figure 1S vs FREQUENCY Figure 16 OUTPUT AMPLITUDE vs OUTPUT AMPLITUDE FREQUENCY f - Frequency • Hz Figure 17 OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY t - Frequency - Hz Figure 18 vs FREQUENCY f • Frequency - Hz Figure 19
Приложение. ОУ для звукового тракта 271 OUTPUT AMPLITUDE vs OUTPUT AMPLITUDE vs Output Amplitude - dB Output Amplitude - dB Output Amplitude - OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY f • Frequency • Hi Figure 20 FREQUENCY FREQUENCY (• Frequency - Hz Figure 22 f • Frequency * Hz Figure 21 OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY f • Frequency • Hz Figure 25 OUTPUT AMPLITUDE vs
272 “Качественный звук - сегодня это просто" t - Time ns Figure 29 OUTPUT VOLTAGE INPUT OFFSET VOLTAGE vs Figure 31 INPUT BIAS CURRENT vs Тд - Free-Av Temperature - *C Figure 32 «V^c * Supply Voltage • V Figure 33 COMMON MODE INPUT VOLTAGE vs tVcc * Supply voltage • V Figure 34 VOLTAGE A CURRENT NOISE OUTPUT VOLTAGE vs Тд - Free-Аж Temperature - C Figure 35 SUPPLY CURRENT vs t Vcc - Supply Voltage • V Figure 36 vs FREQUENCY Figure 37
Приложение, ОУ для звукового тракта 273 THS6012 500 мА сдвоенный дифференциальный линейный драйвер с токовой обратной связью для xDSL технологий Особенности: - Минимальный выходной ток 400 мА при нагрузке 25 Ом; - высокая скорость нарастания выход- ного напряжения 1300 В/мкс; - ширина полосы пропускания 140 МГц при Rl = 25 Ом; - низкие гармонические искажения; - устойчивость при работе с единич- ным коэффициентом усиления; - широкий диапазон напряжения питания; - применение независимых источ- ника питания; - заменяет ОУ AD815. -v[T О 2(i|-V сил [7 +v [Т M 19j OUT2 J8j +V + IN1[T *IN2 -INl[5 — L_ j£]-IN2 NC [F Тб] NC NC [7 U] NC NC U 111 NC NC [7 12| NC NC (W П] NC Область применения: - драйвер линии для xDSL технологии. Корпус: ОУ производятся в корпусах DWP и GQE (на рис. представ- лено исполнение в корпусе DWP). 18-6-1634
274 “Качественный звук - сегодня это просто” Основные электрические параметры (при напряжении питания ±15 В, Rl = 25 Ом, Rf = 1 к). Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое знач. Мах. Значение Vos Напряжение смещения (мВ) Vs = ±5 В или ±15 В - 2 5 ТС Vos Средний температурный дрейф напряжения смещения (мкВ/°С) - 20 - 1в Входной ток смещения (мкА) - - 12 los Входной ток сдвига (нА) - 11 - Температурный дрейф тока смещения (нА/°С) - 0,3 - PSRR Ослабление нестабильности источника питания (дБ) Vs = ±5 В VS = ±15B -68 -64 -74 -72 - Rin Входное сопротивление/емкость (кОм/пФ) - - 300/1,4 - CMRR Ослабление синфазного сигнала(дБ) Vs = ±15 В... ±5 В 62 70 - Vcm Диапазон входного синфазного сигнала (В) Vs = ±15 В Vs = ±5 В ±13,4 В ±3,6 В ±13,5 В ±3,7 В - BW Ширина полосы пропускания на уровне 3 дБ (МГц) 53 < 2° 53 < и и и и и и «- * со -° ™ со • - 140 100 - BW,-Lat Ширина полосы пропускания на уровне 0,1 дБ (МГц) Vs = ±15 В, G = 1, RF = 680 VS = ±5B,G= 1, RF = 820 - 40 30 - SR Скорость нарастания выходного напряжения (В/мкс) Vs = ±15 В, G = 5 Vs = ±5 В, G = 2 - 1300 900 - ts Время установления 0,1% (нс) G = 2 - 70 - THD Общие гармонические искажения (дБс) f= 1 МГц, Rf = 680, G = 2, VS = ±15B, Vo = 2 В (размах) f= 1 МГц, RF = 680, G = 2, Vs = ±5 B, Vo = 2 В (размах) -79 -76 Cn Спектральная плотность э.д.с. шума (нВ/^Гц) f= 10000 Гц - 1,7 - Vo Размах выходного напряжения (В) VS = ±I5B, Rl = 250 Vs = ±5 B, Rl= 150 ±11,5В ±зв ±12,5 В ±3,5 В -
Приложение. ОУ для звукового тракта 275 Символ Параметр/ единицы Условия измерения Мин. Значение Типовое зиач. Мах. Значение Io Выходной ток (мА) Vs = ±15 В, Rl = 25 VS = ±5B, Rl = 5 400 500 500 I sc Ток короткого замыкания (мА) Vs = ±15 В - 800 - Iq Ток покоя каждого ОУ (мА) Vs = ±15 В - 11,5 13 Vs Рекомендованное напряжение питания (В) - ±4,5 ±15 - - Диапазон изменения напряжения питания (В) - ±4,5 - ±16,5 PEAK-TO-PEAK OUTPUT VOLTAGE vs Figure 3 PEAK TO-PEAK OUTPUT VOLTAGE vs s 1 2 INPUT OFFSET VOLTAGE vs Figures INPUT BIAS CURRENT vs Figure 6 18*
276 “Качественный звук - сегодня это просто” POWER SUPPLY REJECTION RATIO INPUT-TO-OUTPUT CROSSTALK vs f - Frequency - Hz Figure 8 vs CLOSED-LOOP OUTPUT IMPEDANCE VS FREQUENCY Тд - Free-Air Temperature - ’C f - Frequency - Hz Figure 9 Figure 10
Приложение, ОУ для звукового тракта 277 SUPPLY CURRENT vs Figure 11 V S ICC * Supply Current - SUPPLY CURRENT Figure 12 SLEW RATE SLEW RATE vs vs Figure 13 Figure 14
278 “Качественный звук - сегодня это просто INPUT VOLTAGE AND CURRENT NOISE vs Figure 15 NORMALIZED FREQUENCY RESPONSE vs NORMALIZED FREQUENCY RESPONSE vs f - Frequency - Hz Figure 16 f - Frequency - Hz Figure 17
Приложение. ОУ для звукового тракта 279 Output Level - dB Output Amplitude - dB Figure 18 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY 100k 1M ЮМ 100M 500M f- Frequency - Hz Figure 19 OUTPUT AMPLITUDE vs Figure 20 OUTPUT AMPLITUDE vs FREQUENCY f- Frequency - Hz Figure 21
280 “Качественный звук - сегодня это просто” NORMALIZED OUTPUT RESPONSE NORMALIZED OUTPUT RESPONSE NORMALIZED OUTPUT RESPONSE vs Figure 24 NORMALIZED OUTPUT RESPONSE vs FREQUENCY ! Figure 25
Single-Ended Harmonic Distortion (dBc) Приложение. ОУ длязоукового тракта
282 “Качественный звук - сегодня это просто” SINGLE-ENDED HARMONIC DISTORTION SINGLE-ENDED HARMONIC DISTORTION vs vs Single-Ended Harmonic Distortion (dBc) Figure 30 Figure 31 DIFFERENTIAL GAIN AND PHASE vs Figure 32
Приложение. ОУ для звукового тракта 283 DIFFERENTIAL GAIN AND PHASE vs Figure 33 DIFFERENTIAL GAIN AND PHASE vs Figure 34
284 “Качественный звук - сегодня это просто” DIFFERENTIAL GAIN AND PHASE vs Number oil 50- Loads Figure 35 t - Time - ns t - Time - ns Figure 36 Figure 37
Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ...................................................3 1. МОНОЛИТНЫЕ БИПОЛЯРНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ МОЩНЫЕ ОУ ОТ NATIONAL SEMICONDUCTOR...........................5 1.1. Усилитель 4706 GAINCARD...............................5 1.2. Серия усилителей мощности OVERTURE....................И 1.3. Основные электрические параметры ОУ LM3886 и его упрощенная принципиальная электрическая схема.......13 1.4. Типовые применения ОУ LM3886 при построении УМЗЧ для домашнего стереокомплекса........................17 1.5. Характерные особенности..............................19 Функциональные возможности системы защиты SPiKe....20 1.6. Рекомендации по применению внешних компонентов.......22 Развязка по цепи питания...............................22 Связь между устойчивостью ОУ и топологией печатной платы.27 Рекомендации по разводке общего провода................28 1.7. Выбор типов конденсаторов для использования в звуковом тракте............................31 1.8. Применение мощных ОУ в усилителях производства Jeff Rowland Design Group.....................38 2. РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ КОНСТРУКЦИИ УМЗЧ ПА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА NATIONAL SEMICONDUCTOR...........................41 2.1. Классический GAINCLONE на ОУ LM3886....................41 2.2. ОУ LM3886 в инвертирующем включении..................49 2.3. QRP-02 один из самых популярных усилителей в мире?...52 Трансформатор..........................................54 Выпрямитель.......................................... 54 Помехоподавляющие элементы.............................54 Конденсаторы фильтра...................................54 Стабилизаторы напряжения ±12 В.........................55 Схемотехника УМЗЧ......................................58 Электрические параметры................................60 2.4. Конструкция «Мой референсный усилитель» итальянского радиолюбителя Мауро Пенаса...................64 Электрические параметры................................68 2.5. УМЗЧ РАОЗ чешского радиолюбителя П. Дудека...........79 2.6. УМЗЧ на ОУ LM4780 в инвертирующем включении..........88 2.7. 100-ватный УМЗЧ PA100GC..............................94
286 “Качественный звук - сегодня это просто” 3. БУФЕРНЫЕ КАСКАДЫ ДЛЯ УМЗЧ НА ОСНОВЕ МОЩНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ........................101 3.1. Предварительный усилитель АН Рге-1 датского радиолюбителя Андреаса Хюннсбека..............101 3.2. Буферный каскад чешского радиолюбителя Павла Макуры ..104 3.3. Буферный каскад на основе мощного сдвоенного ОУ с токовой обратной связью THS6012.....................109 4. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПРОИГРЫВАТЕЛЯ КОМПАКТ-ДИСКОВ............... ИЗ ПРИЛОЖЕНИЕ. ОУ ДЛЯ ЗВУКОВОГО ТРАКТА..........130
Адреса фирм-поставщиков электронных компонентов: VD MAIS - поставка комплектующих элементов для разработки и производства современной аппаратуры электронной и электротехнической промышленности. http://www.vdmais.kiev.ua/home oaqe.aso.. г. Киев, ул. Жилянская, 29 Симметрон - Украина - поставка электронных компонентов и технологического оборудования. http://www.symetron.com.ua.. г. Киев, ул. М.Расковой 13, оф. 903. ВИАКОМ - поставка электронных компонентов и систем для нужд отечественного производителя электронной техники. httD://biakom.com.. г. Киев, ул. Салютная 23А
ББК 32.846.6 А 21 УДК 621.375 Авраменко Ю.Ф. А 21 Яюснии звук - сьогодщ це просто. - К.: ^МК-Пресс”, 2007. - 288 с., !л. ISBN 966-8806-27-1 У книз1 максимально докладно приведет eci рекомендацц розроблювач1в - 1нженер!в NSC, як правильно побудувати щдсилювальний тракт на основ! цотужних ОУ. Сучдсций п|дх!д, . заснований на рекомендцщях 1нженер1ц AD I TL Др топологи друковацог плати, до вибору “правильних” пасивних компоненте дли звуков!дтворюючого тракту допоможе реал^зувати основний принцип: якпаймецше попршити як1сть запишу. Велика к!льк1сть прикладов побудови як1сних УМЗЧ буде наочним прикладом для реал!заиц власцо! конструкцп в короткий термш з невеликими матер!альцими витратами i головне , з передбачуваним результатом. ББК 3IM46.6 В1дпов1дальний виконавець: Авраменко I.B. ©Авраменко Ю. Ф., текст, ЬцострацП, 2007 ISBN 966-8806-27-1 ©“МК-Пресс”, оформления, дизайн обкладинки, 200?
АЧЕСТВЕННЫИ ЗВУК ^СЕГОДНЯ ЭТО ПРОСТО В субъективных тестах простые конструкции УМЗЧ на мощном ОУ "переигрывают" изделия фирм специализи- рующихся в области создания аппаратуры для высококачественного звуковоспроизведения. В книге максимально подробно приведены все рекомендации разработчиков - инженеров NSC, как правильно построить усилительный тракт. Современный подход, основанный на рекомендациях инженеров AD и TI, к топологии печатной платы, к выбору "правильных" пассивных компонентов для звуковоспроизводящего тракта поможет % *, * реализовать основной принцип: как можно меньше ухудшить 1 Л * • ' качество записи. ' . я