Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Multimetr Fluke
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 8. Wielka lista wzmacniaczy

Urgon 09 Sep 2021 09:46 1869 18
  • Wzmacniacze operacyjne - Co? Jak? Poradnik Cz. 8. Wielka lista wzmacniaczy


    Poprzednim odcinkiem zakończyliśmy (na razie) część teoretyczną tego cyklu. Obiecałem wtedy wielką listę rekomendowanych wzmacniaczy operacyjnych dla początkujących i zaawansowanych. Lista będzie rozwijana w miarę odkrywania nowych układów i wedle rekomendacji czytelników.


    Wzmacniacze operacyjne na dobry początek


    Czyli układy występujące w wielu projektach, w większości tanie i dobre do nauki podstaw. Każdy powinien mieć chociaż kilka z nich i coś z nimi zbudować. Warto tez zapoznać się z ich notami katalogowymi, zwłaszcza że często zawierają przykładowe aplikacje.


    LM358A

    Jeden z klasyków, wzmacniacz generalnie przyjazny początkującym ze względu na pracę z pojedynczym napięciem zasilania, gdyż jego wyjście prawie sięga zera (dokładnie to sięga 20mV ponad ujemne napięcie zasilania). Jest też tani i łatwo dostępny. Sprawdzi się w układach zasilających, niewymagających układach audio, filtrach czy generatorach, a nawet w układach pomiarowych, jeśli sobie poradzimy z napięciem niezrównoważenia, prądem niezrównoważenia i prądem polaryzacji.

    µA741, LM741, LM741A

    741 jest produkowany w różnych wersjach i przez różnych producentów od 1968 roku. Układ "idiotoodporny", wzbogacony o możliwość kompensacji napięcia niezrównoważenia. Najlepiej sprawdza się w niewymagających układach analogowych, jako wzmacniacz realizujący funkcje matematyczne, oraz jako układ "ćwiczebny". Są jednak lepsze układy, i o tym należy pamiętać.

    TL07x

    Seria przeze mnie lubiana ze względu na przyzwoite parametry, dostępność, wysoką impedancję wejściową czy możliwość kompensacji niezrównoważenia w TL071. Sprawdzą się zarówno w układach audio (jest niskoszumny), jak i pomiarowych, filtrach, generatorach i w najróżniejszych innych układach.

    NE5532

    Król sprzętu audio. Jeśli słuchasz muzyki, to słuchasz NE5532. Ponoć są lepsze układy do audio (zdaniem audiofilów), ale po co przepłacać, skoro mamy NE5532? Do sprzętu Hi-Fi, mikserów, przedwzmacniaczy, wzmacniaczy hybrydowych, wzmacniaczy i efektów gitarowych, syntezatorów analogowych jest to najlepszy układ.

    OP07

    Wzmacniacz precyzyjny dla każdego. Napięcie niezrównoważenia wynosi tylko 75µV, i można je kompensować. Niski dryft temperaturowy i bardzo niski dryft czasowy czynią ten dość tani układ dobrym wyborem w urządzeniach pomiarowych. Dodatkowo układ ma znaczną impedancję wejściową, zwłaszcza dla sygnałów wspólnych. Ceną za te zalety jest niskie pasmo przenoszenia (600kHz) i niska prędkość narastania wynosząca 0,3V/µs.

    MCP602x

    Microchip ma bogatą ofertę układów analogowych w niskich cenach. To jeden z takich układów. Wejścia i wyjścia rail-to-rail, praca z napięciem pojedynczym, dobre parametry wejściowe i szerokie pasmo 10MHz czynią tę serię ciekawą propozycją. MCP6021 i MCP6023 mają nawet wyjście napięcia Vdd/2 dla ułatwienia aplikacji. Maksymalne napięcie zasilania wynosi 5,5V, minimalne zaś to 2,5V, co sprawia, iż układy te świetnie pasują do mikrokontrolerów i urządzeń zasilanych z baterii. Jest to też ich ograniczenie.

    LM386

    Mały, prosty i tani układ, którego przeznaczeniem jest praca jako wzmacniacz audio małej mocy w przenośnych radiach, instrumentach elektronicznych i innych gadżetach robiących hałas. Miniwzmacniacz gitarowy Ruby oparty jest o ten układ. Oczywiście nie ma co oczekiwać audiofilskich doznań, zwłaszcza że zwykle współpracuje z najtańszymi głośnikami, jakie można dostać. Układ współpracuje z pojedynczym napięciem zasilania, gdyż jest przeznaczony dla urządzeń zasilanych bateryjnie. Wzmacniacz ma wzmocnienie regulowane w zakresie 20-200 razy. Najmocniejsza wersja układu może dostarczyć 1W mocy do obciążenia. Co ciekawe, nigdzie nie jest napisane, że tym obciążeniem musi być głośnik.

    TDA2030A

    Technicznie rzecz biorąc to jest wzmacniacz operacyjny. Dużej mocy i na pasmo audio. Konkretnie to jest wzmacniacz o mocy 18W zapewniający niskie zniekształcenia oraz generalnie dobrą jakość dźwięku. Układ może być zasilany napięciem zarówno pojedynczym, jak i symetrycznym. Dostępny na rynku w formie gotowych, nieprzyzwoicie wręcz tanich modułów. Jest często wybierany jako pierwszy wzmacniacz audio do samodzielnej budowy.

    LM3886

    Swego czasu niekwestionowany król sprzętu Hi-Fi domowej produkcji. Bardzo popularny też na Elektrodzie. Oferuje bardzo dobre parametry, prostą aplikację i dużą moc 68W. Ten układ, jak i jego "koledzy" występuje często pod nazwą GainClone. Sam zbudowałem wzmacniacz na parze tych układów, tylko brakuje mu obudowy


    Wzmacniacze zaawansowane


    Układy czasem droższe, ale oferujące w zamian to "coś", co je wyróżnia na tle innych.


    SSM2019

    To bardzo ciekawy układ przeznaczony do zastosowań audio. Oferuje bardzo dobre parametry i ma jedną, wyróżniającą go cechę: wzmocnienie ustala się jednym rezystorem, jak we wzmacniaczach instrumentalnych. Producent chwali się w nocie bardzo niską ceną, ale to kłamstwo - u nast to układ cokolwiek kosztowny. Mimo wszystko polecam ten układ jako bazę do budowy przedwzmacniaczy, przyrządów pomiarowych, a nawet odbiorników radiowych na pasmo ELF-VLF, czyli od 3Hz do 30kHz (do znalezienia m.in. w EdW).

    LT1167

    Wzmacniacz instrumentalny z prawdziwego zdarzenia. Wzmocnienie ustala się pojedynczym rezystorem i może wynosić od 1x do 10000x. Napięcie zasilania do ±18V, napięcie niezrównoważenia na poziome ±60µV przy wzmocnieniu 10x, dryft temperaturowy zaś wynosi 300nV/°C. Prąd polaryzacji wejść wynosi w najgorszym razie tylko 350pA, co jest świetnym wynikiem biorąc pod uwagę, że stopień wejściowy jest na tranzystorach bipolarnych. Pasmo przenoszenia przy wzmocnieniu 1000x wynosi 12kHz. Prędkość narastania wynosi 1,2V/µs. Aż mnie korci, by coś na nim zbudować, tylko pomysłu brak.

    ADA4528

    Jeden z najlepszych wzmacniaczy precyzyjnych w rozsądnej cenie. Występuje w odmianie pojedynczej i podwójnej. Bardzo niskie napiecie niezrównoważenia w najgorszym razie wynoszące ±2,5µV. Dryft temperaturowy nie przekracza 15nV/°C, poziom szumów własnych wynosi 97nV dla wzmocnienia 100x i pasma 0,1Hz-10Hz. Wzmacniacze są oczywiście typu rail-to-rail, a napięcie zasilania wynosi 2,2-5,5V. Cytując notę: "wzmacniacze ADA4528-1 i ADA4528-2 nadają się szczególnie do aplikacji, gdzie źródła błędów nie mogą byc tolerowane".

    ISO124

    Na pierwszy rzut oka wzmacniacz ten to praktycznie bezużyteczny szmelc. Napięcie niezrównoważenia wynoszące typowo ±20mV, maksymalnie ±50mV, impedancja wejściowa wynosząca 200kΩ, pasmo 50kHz i wzmocnienie zablokowane na 1x i do tego cena ponad 100PLN? No ale w zamian dostajemy izolację galwaniczną na poziomie 1,5kV między wejściem, a wyjściem. Oczywiście po stronie wejścia potrzeba zapewnić odizolowany galwanicznie zasilacz, by to miało sens. Parametry są słabe, nawet w porównaniu do 741, ale to jest najtańszy w Polsce wzmacniacz izolowany ogólnego przeznaczenia.


    Inne wzmacniacze


    Układy przeznaczone do konkretnych zastosowań, a czasem wręcz do jednej, specyficznej aplikacji.


    INA1x8

    Wzmacniacz operacyjny "z przyległościami" przeznaczony do pomiaru prądu na plusie zasilania, zamiast na masie. Szczególnie przydatny w różnego rodzaju układach wymagających pomiaru obciążenia. Zasadniczo nie ma innych zastosowań. Chyba że czegoś nie wiem.

    Si8920

    Wzmacniacz robiący zasadniczo to samo, co wzmacniacze INA1x8, ale z jedną różnicą - układ posiada izolację galwaniczną między wejściami i wyjściem. Różnica potencjałów między wejściami, a wyjściem może wynosić do 5kV. Ale strona wejściowa potrzebuje też własnego zasilania by funkcjonować. Zatem do kompletu może być potrzebny dodatkowy zasilacz izolacyjny.

    LM13700

    Jest to operacyjny wzmacniacz transkonduktancyjny czyli po angielsku operational transconductance amplifier (OTA). Wzmacniaczego tego typu od zwykłych różnią się tym, że zmiana różnicowego napięcia wejściowego powoduje zmianę prądu na wyjściu. Dodatkowo zależność między zmianą napięcia na wejściach, a zmianą prądu na wyjściu, czyli transkonduktancję można kontrolować. W typowych aplikacjach taki układ jest bezużyteczny, ale bardzo ułatwia budowę wszelkiej maści generatorów sterowanych napięciem, regulowanych filtrów czy wzmacniaczy o regulowanym wzmocnieniu. Sam nabyłem ten konkretny układ z zamiarem budowy przedwzmacniacza z automatyczną regulacją wzmocnienia (ARW).


    Na koniec chciałbym Was prosić o Wasze propozycje układów ciekawych, przydatnych i nietypowych oraz lepszych alternatyw do układów tutaj wymienionych. Chciałbym z Waszą pomocą rozwinąć tę listę w kompendium praktycznych układów, o których nie każdy mógł słyszeć.

    A więc łapcie za katalogi układów, noty aplikacyjne i podręczniki i podzielcie się swoimi sugestiami!

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    Urgon
    Editor
    Offline 
    Has specialization in: projektowanie pcb, tłumaczenie, mikrokontrolery PIC
    Urgon wrote 5067 posts with rating 887, helped 191 times. Live in city Garwolin. Been with us since 2008 year.
  • Multimetr Fluke
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    Warto wspomnieć że TL0xx mogą pracować z napięciami wejściowymi bliskimi plusa zasilania co daje możliwość użycia w kilku nietypowych zastosowaniach.
    LM386 to nie jest typowy wzmacniacz operacyjny, ma wewnętrzne układy polaryzacji i sprzężenia zwrotnego dzięki czemu wymaga mniej elementów zewnętrznych ale do niektórych zastosowań "operacyjnych" nie da sie użyć.

    TDA2030, TDA2040, TDA2050 itp można było używać jako tanie wzmacniacze operacyjne mocy, jeśli nie wymagaliśmy wiele od parametrów DC, niestety zostały wycofane z produkcji jak większość układów TDA nie będących klasą D.

    Z tanich układów Microchipa warto jeszcze wspomnieć MCP662 jak ktoś potrzebuje wzmacniacza 10x szybszego niż typowe. Albo MCP6Vxx układy z automatycznym zerowaniem offsetu.

    TS912 rail to rail, może pracować z zasilaniem do 16V
    ICL7650 z automatycznym zerowaniem, zasilanie do 18V

    Nowsze poprawione wersje OP07 - OP177 OP2277


    Wzmacniacze z automatycznym zerowaniem (ADA4528,ICL7650,MCP6Vxx) wydają się idealnymi wzmacniaczami precyzyjnymi, ale trzeba pamiętać że wewnątrz pracuje układ kluczowania którego częstotliwość może być widoczna na wyjściu, poza tym układy zerowania nie pracują najlepiej w środowisku o wysokim poziomie zakłóceń RFI.
  • #4
    Obywatel LutZek
    Level 13  
    Wzmacniacze z serii TL07x często są używane w syntezatorach analogowych (są tańsze od NE5532). Korzysta z nich m.in. Arturia. Są też powszechnie stosowane w syntezatorach modularnych ze względu na wykorzystane zasilanie +/-12V w standardzie Eurorack.
  • Multimetr Fluke
  • #5
    ^ToM^
    Level 39  
    OPA603 Burr-Brown - świetny wzmacniacz high speed o dużym prądzie wyjściowym:
    - szeroki zakres napięć zasilania +/- 4-18V
    - pasmo 100 MHz dla G=1-10
    - szybkość narastania 1000V/µs
    - wysoki prąd wyjściowy +/- 0,15 A w impulsie.
    - wysokie napięcie wyjściowe +/- 12V
  • #6
    jarek_lnx
    Level 43  
    ^ToM^ wrote:
    OPA603 Burr-Brown - świetny wzmacniacz high speed o dużym prądzie wyjściowym:
    Warto zaznaczyć że to wzmacniacz z prądowym sprzężeniem zwrotnym, przez co ma zupełnie inne właściwości niż zwykły wzmacniacz operacyjny z napięciowym sprzężeniem zwrotnym. Pasmo prawie nie spada ze wzrostem wzmocnienia, wejście odwracające ma małą impedancję, ważny jest nie tylko stosunek rezystorów ustalających wzmocnienie ale i ich bezwzględna wartość.

    Używałem podobnego wzmacniacza z prądowym sprzężeniem jako stopnia wyjściowego do generatora funkcyjnego, zadecydowały duża wydajność prądowa i to że świetnie przenosi przebiegi prostokątne.
  • #7
    TechEkspert
    Editor
    Jaki wzmacniacz/wzmacniacze nadawałby się do EEG (domyślam się, że coś co sprawdzi się w konfiguracji wzmacniacza instrumentalnego) tak aby uzyskać coś zbliżonego do BioAmp EXG Pill.
  • #8
    Urgon
    Editor
    AVE...

    INA118, INA818, AD8622 - takie widziałem na paru schematach po pobieżnym googlowaniu. Poza samy wzmacniaczem wejściowym o dość dużej impedancji i niskich szumach potrzebne jest też aktywne ekranowanie...
  • #9
    trymer01
    Moderator of Designing
    jarek_lnx wrote:
    wzmacniacz z prądowym sprzężeniem zwrotnym

    Stary - nieśmiertelny AD811, ciągle przydatny.
    Ale to też przykład jak uważnie trzeba czytać datasheet-y; - gdzieś tam drobnym druczkiem doczytać można, że wysokie SR rzędu 2000V/mikros dostępne jest tylko dla dużych sygnałów i przy dużym Uzas.
    Niestety, wszystkie current-feedback mają kiepskie parametry we, coraz lepsze pod tym względem są WO z we. BIFET
  • #10
    krzbor
    Level 22  
    Na elektrodzie opublikowałem DIY oparty o TDA1308 Link Ciekawy wzmacniacz (głównie słuchawkowy), bo działa przy niskich napięciach (3-6V). Na Aliexpress są gotowe płytki z tym układem za niecałe 4zł.
  • #11
    Pi-Vo
    Level 37  
    Jeśli chodzi o wzmacniacze operacyjne mocy to warto wspomnieć OPA544, 547, 548, wersje podwójne OPA2544 i mocniejsze, pojedyncze OPA541 i OPA549 produkcji TI. Jeśli chodzi o SSM2019 to jest poprawiony SSM2017 produkcji AD i nadaje się najlepiej jako wzmacniacz mikrofonowy, chyba trudno znaleźć lepszy. Jest jeszcze INA103 o porównywalnych parametrach produkcji TI. INA217 to zamiennik SSM2017. Warto wspomnieć układy o bardzo krótkim czasie narastania napięcia wyjściowego jak np. THS3001 albo THS3091 których pasmo wzmocnienia sięga setek MHz a szybkość narastania rzędu kilku kV/us, stosowane np. w oscyloskopach czy generatorach arbitralnych. Protoplastą wzmacniacza transkonduktancyjnego LM13700 był chyba pojedynczy CA3080 a jego starszy wariant to LM13600. Są jeszcze nowsze o superparametrach szumowych i liniowych SSM2018 i podobny ale poczwórny SSM2164. Wiele z tych układów ma status Obsolette, chyba z powodu wyparcia przez układy w klasie D co jednak moim zdaniem nie ujmuje im nic z wartości użytkowych. Ze słuchawkowych jest super TPA6120.
  • #12
    Mkrasuski
    Level 19  
    Moje typy:
    OPA333 - pojedynczy, OPA2333 - podwójny - chopper, bardzo niski offset i prąd spoczynkowy ale kosztem pasma (350kHz) - doskonały do precyzyjnej obróbki sygnałów wolnozmiennych o b. małej wartości w rodzaju RTD, TC, mostki tensometryczne, buforowanie Vref itp.
    Jako ciekawostkę dodam, że dostępny jest chiński odpowiednik GS8331 do kupienia za ok. 25 centów (INA333 kosztuje jakieś 2-3$)
    Na ile udało się dość pobieżnie stwierdzić, te chińskie 'kopie' zachowują się całkiem poprawnie (sprawdzaliśmy 2 serie po ok. 30szt ale klient się ostatecznie nie zdecydował na podmianę)

    MAX4239 - jeszcze niższy offset niż OPA333 i większe pasmo (6.5MHz) kosztem większego prądu zasilania np. precyzyjny pomiar b. małych prądów (np .100uA) Sporo tańszy niż wspomniany wyżej ADA4528-1 przy porównywalnych i miejscami lepszych parametrach

    LM8261 (LM8262 wersja podwójna) - przyzwoite parametry w średnim paśmie (GBW ~20MHz), niskie szumy/zniekształcenia oraz bardzo szeroki zakres napięć zasilania (2.7-30V) - użyliśmy jako filtr pasmowy i bufor ADC w czujniku wibracji do 3kHz - myślę że sprawdziłby się też w aplikacjach audio
  • #13
    remiorn
    Level 18  
    Odnośnie ISO124 to zdecydowanie nie jest najtańszym wzmacniaczem izolowanym.
    HCPL-7800, 7840 i cała masa podobnych.
  • #14
    Urgon
    Editor
    AVE...

    HCPL-7800 jest 3 razy tańszy, bo zakres napięć wejściowych w obszarze liniowym wynosi ±200mV, maksymalny zaś to ±2V. Dla ISO124 ten zakres wynosi ±10V. Dlatego właśnie tych tańszych wzmacniaczy nie uwzględniłem na liście: tak wąski zakres napięć wejściowych czyni je dobrymi tylko do pomiaru prądu albo jako alternatywa dla transoptora w izolowanych przetwornicach impulsowych...
  • #15
    remiorn
    Level 18  
    Urgon wrote:
    AVE...

    HCPL-7800 jest 3 razy tańszy, bo zakres napięć wejściowych w obszarze liniowym wynosi ±200mV, maksymalny zaś to ±2V. Dla ISO124 ten zakres wynosi ±10V. Dlatego właśnie tych tańszych wzmacniaczy nie uwzględniłem na liście: tak wąski zakres napięć wejściowych czyni je dobrymi tylko do pomiaru prądu albo jako alternatywa dla transoptora w izolowanych przetwornicach impulsowych...


    HLCP-7800 i tak ma nieco lepszy stosunek zakresu napięć wejściowych, do napięcia niezrównoważenia. Mając te wzmacniacze do wyboru niespecjalnie bym się zastanawiał przy takiej różnicy w cenie. Dopasowanie zakresu napięć wejściowych zawsze można rozwiązać układowo. Zresztą w większości zastosowań i tak każdy z tych układów będzie wymagał jakiegoś kondycjonowania sygnału na wejściu i wyjściu. Skoro wspomniany został ISO124, uznałem, że warto wspomnieć również o rodzinie układów, które są w stanie zapewnić izolację galwaniczną w dużo niższej cenie.
  • #16
    Piottr242
    Level 22  
    Do listy warto dopisać

    4558 Spotykany w efektach gitarowych

    UL1321 nie typowy opamp, a przedwzmacniacz stereo, ciekawy, dlatego warto o nim wspomnieć

    LF398 Wzmacniacz próbkujący sample and hold

    CA3060 potrójny wzmacniacz transkonduktancyjny, spotykany w syntezatorach i efektach gitarowych

    CA3080 pojedynczy wzmacniacz transkonduktancyjny, zastosowanie jak wyżej