Со второй половины 70-х годов прошлого столетия начался этап бурного развития отечественной интегральной электроники. В этот период разработано и пошло в массовую серию большое количество микросхем, применяемых как в промышленной, так и в бытовой аппаратуре. Тогда же была создана и распространенная микросхема К157УД2.
Особенности микросхемы К157УД2
К157УД2 представляет собой два операционных усилителя (ОУ) средней точности в одном корпусе. Внутренних цепей частотной коррекции микросхема не содержит, но имеет выводы для подключения внешних цепей.
С одной стороны, такое техническое решение требует увеличения количества внешних элементов, с другой – позволяет для конкретной схемы выбрать необходимый баланс между рабочей полосой частот и устойчивостью работы. Это расширяет область применения сдвоенного ОУ.
К другим особенностям микросхемы можно отнести наличие защиты от короткого замыкания по выходу, а также возможность работы как от однополярного, так и от двухполярного источника питания.
Параметры микросхемы
В первой таблице приведены предельные характеристики К157УД2.
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Напряжение питания, Uпит | 2х(3..18) | вольт |
| Допустимое значение синфазного входного напряжения, Uсф мах | 18 | вольт |
| Минимальное сопротивление нагрузки, Rнагр min | 2 | килоом |
| Выходной ток, Iвых max | 45 | миллиампер |
| Предельная рассеиваемая мощность, Pmax | 500
(при температуре +25 град.С) |
милливатт |
Вторая таблица содержит эксплуатационные электрические параметры микросхемы. Они измерены при условиях:
- Uпитания — ± 15 вольт;
- температура — 20 град.С (±5);
- Rнагрузки=2 кОм.
Дополнительные (или отличающиеся) условия оговорены для каждого параметра.
| Параметр | Значение | Размерность | Условия измерения |
|---|---|---|---|
| Номинальное напряжение питания | 2х15 | вольт | |
| Максимальное выходное напряжение | 2х13 | вольт | Uвх=±25..200 мВ |
| Напряжение смещения нуля, Uсм | 10 | милливольт | Uвых≤|1,2| В |
| Коэффициент усиления, Ku | 50 000 | в полосе частот от 0 до 50 Гц | |
| 300..800 | на частоте 20 кГц и Скорр=5 пФ | ||
| Потребляемый ток, Iпот | ≤7 | миллиампер | |
| Температурный коэффициент напряжения смещения нуля, TKUсм | 50 | микровольт на град.С | при температуре от минус 25 до +70 град.С |
| Входной ток, Iвх | ≤500 | наноампер | |
| Разностный входной ток, ΔIвх | ≤150 | наноампер | Uвых≤|2,2| В |
| Коэффициент ослабления синфазного сигнала, К ос сф | 70 | децибел | Uвх=1 В,
f≤50 Гц |
| Предельная рабочая частота, f1 | 1 | мегагерц | Uвх=9..10 мВ,
Uвых=9..10 мВ |
| Максимальная скорость нарастания выходного напряжения, | не менее 0,5 | вольт за микросекунду | Uвых=±(10..11) вольт,
f=5..10 кГц |
| Ток короткого замыкания, мА | ≤45 | миллиампер | Uвх=±(20..180) милливольт |
| Коэффициент взаимного проникновения сигналов между каналами | ≤-80 | децибел | Uвых=7вольт,
f=1 кГц |
| Средний температурный дрейфa разности входных токов | 10 | наноампер на град.С | при температуре от минус 25 до +70 град.С |
Питание может быть однополярным, при этом оно должно лежать в пределах 6..25 вольт. Входное напряжение должно в этом случае не выходить за границы от 2 до Uпит-2 вольт. При напряжении питания +25 вольт сопротивление нагрузки не должно быть менее 4 кОм.
Элементы, выпускавшиеся до 1995 года, содержали внутри корпуса 0,0037 грамм золота в одной микросхеме. ОУ, выпущенные после этой даты драгоценных металлов не содержат.
Корпус и расположение выводов
Микросхема К157УД2 выпускается в пластиковом корпусе 201.14-1 (аналоге импортного DIP-14). Конструкторы ответственно проработали расположение выводов, и микросхема получила очень удобную распиновку:
- выводы 1-го и 2-го операционных усилителей разнесены по разным сторонам корпуса;
- входы и выходы каждого ОУ находятся в противоположных рядах;
- под выводы питания отданы средние выводы микросхемы.
Это способствует упрощению разводки проводников печатных плат, а также увеличению развязки между каналами (уменьшению паразитных связей).
Аналоги и варианты замены
Полным аналогом микросхемы К157УД2 является отечественный сдвоенный ОУ К157УД3. Он выпускается в том же корпусе и имеет практически те же электрические параметры. Более современный вариант КР1434УД1А также может служить заменой.
Микросхему К157УД2 можно заменить двумя одиночными импортными ОУ LM301, имеющими выходы частотной коррекции (а также баланса нуля).
Также в качестве замены пригодны импортные сдвоенные ОУ широкого применения NE5532P, NJM4558 с внутренними цепями коррекции. Однако эти элементы хотя и имеют превосходящие параметры, выпускаются в другом корпусе, с другим расположением выводов. По этой причине при замене проблему монтажа придется решать индивидуально.
Применение и практические схемы включения
Схемы включения К157УД2 определяются ее принадлежностью к классу операционных усилителей, и предполагают ее широкое использование в различных включениях (компараторы, интеграторы и т.п.). На практике микросхему использовали в аудиоустройствах (как промышленного, так и любительского изготовления). Хотя уровень собственных шумов микросхемы не нормируется (по крайней мере, он не приводится в даташитах), опыт применения показывает, что этот усилитель довольно малошумящий.
По этой причине К157УД2 широко применялась в предварительных каскадах усиления в аудиоаппаратуре промышленного производства. На схеме приведен пример такого использования – на микросхеме выполнен усилитель воспроизведения магнитолы. В данном случае применено однополярное питание – магнитола переносная, с питанием от батарей.
Широко применялась микросхема и в любительских разработках. Наличие двух усилителей в одном корпусе упрощало создание самодельных стереофонических усилителей, регуляторов тембра, эквалайзеров и т.п.
И еще одна схема – пример не совсем стандартного использования микросхемы. Рабочая полоса частот позволяет применять К157УД2 не только на звуковых частотах, но и в низкочастотном участке радиодиапазона. В приведенной схеме на первом элементе собран усилитель радиочастоты, на втором – усилитель звуковой частоты. Параметры микросхемы позволяют собирать на ней приемники длинноволнового и начального средневолнового участков.
Несмотря на то, что К157УД2 в настоящее время не выпускается (ей на смену пришли изделия с более высокими параметрами), в запасах любителей скопилось немало экземпляров. И на текущий момент микросхема вполне находит свою нишу использования в самодельных конструкциях или для ремонта ретро-аппаратуры.
