Операционный усилитель (ОУ) является основной для построения многих электронных узлов. Часто удобно (иногда даже необходимо) размещать в одном корпусе два или больше ОУ.
Особенности микросхемы 4558D
Примером такого исполнения является, например, микросхема 4558D. Основной ее особенностью является наличие в одном корпусе двух операционных усилителей с почти идентичными характеристиками. Остальные параметры ОУ в целом ординарны. Биполярные транзисторы на входе обеспечивают достаточное, но не близкое к бесконечности, входное сопротивление.
Внимания заслуживает, пожалуй, многочисленность модификаций, отличающихся, большей частью, корпусом. Это позволяет разнообразить конструктивные решения, включая трассировку печатных плат.
Параметры сдвоенного операционного усилителя
Предельные и электрические характеристики микросхемы 4558D сняты при температуре окружающей среды +25 град.С.
| Предельные параметры | |||
|---|---|---|---|
| Характеристика | Значение | Размерность | |
| Напряжение питания | ±18 | вольт | |
| Дифференциальное напряжение между входами (Vid) | ±30 | вольт | |
| Входное рабочее напряжение (Viс) | ±15 (но не более фактического напряжения питания) | вольт | |
| Рассеиваемая мощность (Pd) | 500 | милливатт | |
| Диапазон рабочих температур (Topr) | минус 40..+85 | град.С | |
| Диапазон темпратур хранения (Tstg) | минус 40..+125 | град.С | |
| Электрические характеристики (при напряжении питания ±15 вольт) | |||
| Параметр | Значение | Размерность | Условия измерения |
| Напряжение смещения (Vio) | не более 6 | милливольт | Rs≤10kΩ |
| Дифференциальный ток смещения (Iio) | не более 200 | наноампер | |
| Входной ток смещения (Ib) | не более 500 | наноампер | |
| Коэффициент усиления | не менее 86 | децибел | Rнагр≥2kΩ,Vo=±10V |
| Предельный размах выходного напряжения | не менее ±12 (типовое значение ±14) | вольт | Rнагр≥10kΩ |
| не менее ±10 (типовое значение ±13) | вольт | Rнагр≥2kΩ | |
| Диапазон входных напряжений, при котором сохраняется линейный режим (Vicm) | не менее ±12 (типовое значение ±14) | вольт | |
| Коэффициент подавления синфазного сигнала (CMR) | не менее 70 | децибел | Rнагр≥10kΩ |
| Коэффициент подавления пульсаций напряжения питания (SVR) | не менее 76,5 | децибел | Rнагр≥10kΩ |
| Потребляемый ток | не более 5,7 | миллиампер | |
| Скорость нарастания выходного напряжения (SR) | 1 | вольт на микросекунду | |
| Эквивалентное напряжение входного шума (Vni) | 1,4 | милливольт среднеквадратичных | Rs=2.2kΩ, ФНЧ 30 кГц |
| Предельная рабочая частота | 3 (тип.) | мегагерц | |
Корпус и цоколевка
Сдвоенный ОУ 4558D выпускается в пластиковом корпусе DIP-8 (с 8 выводами):
- Выход элемента А.
- Инвертирующий (инверсный) вход элемента А.
- Неинвертирующий (прямой) вход элемента А.
- Минус питания.
- Неинвертирующий (прямой) вход элемента B.
- Инвертирующий (инверсный) вход элемента B.
- Выход элемента B.
- Плюс питания.
Корпус имеет жесткие выводы и предназначен для монтажа в отверстия печатной платы (through hole).
Варианты замены
Возможна замена микросхемы другими элементами из линейки 4558 с другими буквенными индексами. Проблема в том, что остальные микросхемы выпускаются в иных корпусах, кардинально отличающихся по конструктиву. По этой причине такая замена возможна до разработки печатной платы, при подборе комплектующих.
Микросхемы в другом корпусе имеют меньшую допустимую рассеиваемую мощность (кроме 4558L). Для операционного усилителя это в большинстве случаев неважно, но обратить внимание на этот факт следует.
В качестве других зарубежных аналогов можно применять:
- BA715;
- AN6562;
- MC1458
- LA6458;
- LA6458D;
- LM833CM;
- AN6562;
- MB3607M;
- AN6552.
В любом случае перед заменой не будет лишним заглянуть в datasheet на предмет расхождения характеристик, которые в большинстве случаев несущественны, но в конкретной ситуации могут оказаться важны. Кроме того, надо обратить внимание на различные клоны и реплики сдвоенного ОУ — в их названии присутствуют цифры 4558, но буквы могут отличаться (NJM4558, BA4558).
Из отечественных элементов в качестве замены в первую очередь надо рассмотреть сдвоенные операционные усилители КР544УД8 и КР544УД6. Они выпускаются в таком же корпусе, их цоколевка совпадает. Допустимое напряжение питания этих ОУ немного ниже (±16 вольт и ±15 вольт соответственно), но в большинстве случаев это решающего значения не имеет.
Практические схемы включения
Микросхема 4558D позволяет схемы включения, характерные для ОУ:
- инвертирующий усилитель;
- неинвертирующий усилитель;
- дифференциальный усилитель;
- повторитель;
- компаратор;
- другие электронные узлы, традиционно строящиеся на операционных усилителях.
Так как частотный диапазон работы ограничен 3 МГц, наиболее часто 4558D применяется для усиления сигналов звуковых частот. В качестве примера приведена схема предусилителя для микрофона (можно ленточного). В нем используется один операционный усилитель микросхемы (в любом корпусе).
Такое применение не совсем рационально, так как другой усилитель остается незадействованным. Оптимально применять 4558 для стереофонических усилителей, как это сделано во второй схеме.
Здесь один канал построен на одном элементе микросхемы, второй — на другом. Идентичность операционных усилителей упрощает настройку и сокращает время, затраченное на нее.
Еще вариант полного использования микросхемы — аудиоусилитель с активным фильтром. Первый элемент включен по схеме инвертирующего усилителя. Второй выполняет функцию активного фильтра высоких частот, отсекающего все сигналы ниже 80 Гц. Тем самым улучшается АЧХ тракта.
Производитель в даташите дает и другие примеры использования микросхемы:
- математические операции;
- генераторы;
- компараторы напряжения;
- пиковые детекторы;
- преобразователи логических уровней;
- измерительные приборы.
На самом деле, и этим перечнем сфера применения ОУ (в том числе, сдвоенного) — достаточно универсального электронного компонента — не исчерпывается. Возможности микросхемы дают простор фантазии разработчика. Главное — соблюдать предельные параметры, установленные производителем.
