Схемы металлоискателей MD4U

Ищу мощный операционный усилитель. Ну, не так, чтобы совсем уж мощный; сотни ватт, как у некоторых моделей OPA, ни к чему. Нужно, чтобы он держал хотя бы 100 мА по выходу. Дополнительное условие - ОУ должен иметь допустимое напряжение питания +/- 15В.

Пока с такими параметрами на ум приходит только отечественный К157УД1. А хочется чего-нибудь покомпактней и посовременней.

Перерыл массу даташитов, но ничего подходящего не попалось

Ничего подобного (в одном корпусе) не найдете. Кроме 157УД1
Либо так, либо вот так.
При таком питании линейная схема куда тепло должна девать по вашему? Там кристаллик 1,5х1.5мм

Такие микросхемы (если речь о звуковом диапазоне) надо искать среди ИМС усилителей мощности. На вскидку - TDA2004, TDA2005, LM1877, TDA2020, К174УН7...


Есть 3 варианта "умощнения" ОУ:





http://www.vegalab.ru/content/view/161/52/

Довольно интересен 3-й вариант, там не нужно бороться со "ступенькой".

Нет! Всё не то!

ОУ-подобные микросхемы УМЗЧ меня не интересуют. Нужен именно истинный ОУ. МС УМЗЧ имеют просто гигантский ток холостого хода (тот же TDA2005 сосёт 75 мА), и ненормированное напряжение смещения нуля.

Варианты умощнения выхода ОУ транзисторами так же не выдерживают никакой критики. На схемах от Циклона, из оборота изымается инвертирующий вход ОУ, а так же присутствует нежелательная обратная связь. Первые две схемы от Энди_Ф страдают искажениями типа ступенька (данные искажения внутри схемы самого ОУ успешно побеждены), требуют применения строго комплиментарных транзисторов (на кристале ОУ транзисторы уже комплиментарны), и ставят под сомнение возможность оперирования с такими блоками как с обычным ОУ (например, схема не инвертирующего усилителя с единичным Ку, может ли быть реализована? Ведь точка эмиттеров транзисторов не является выходом ОУ, а отделена от него некоторым сопротивлением). Третья же "бесступенчатая" схема вообще кошмар какой-то. Транзисторы здесь управляются за счёт просадки напряжения питания самого ОУ в момент возникновения нагрузки. Мало того, что это не особо эффективно, так ещё и требует наличия довольно высокоомных резисторов в цепи питания ОУ. Понятно, что динамичность каскада здесь будет ниже плинтуса.

Я тут взял да и погуглил на словосочетание "High Output Current Operational Amplifiers". Гугль выдал больше десятка интересных изделий буржуйской электроники. Беда только в том, что в Питере большинство из тех наименований недоступны. Разве что в Итисе наличиствует AD842 (Iвых до 100мА), по цене 10$, да в Чипе-Дипе OPA544 в корпусе ТО-220 по цене 21$. Дороговато! Мне ведь нужно парочку

Больше всего мне приглянулся OPA551 - Iвых = 200 мА при Uп = +/-30В в корпусе SOIC8. Но по нему глухо ... Только Промэлектроника обещает добыть таковые по цене 5$, при условии заказа на 100$.

И как тут быть?

P.S. малые размеры кристала мощного ОУ вовсе не всегда требуют применения крупного корпуса с ушами для установки на радиатор. Например, OP179 с Iвых = 250 мА легко местится в корпусе SOT-23-5

Можно констатировать тот факт что вы плохо представляете себе работу ОУ так же как и работу вообще усилителя в линейном режиме, да при питании 30В (!), да при токе в 200ма да еще и в корпусе SOT23-5/SO8... Для кого тогда делают исполнение в ТО220? Вот этот сможет работать при питании 30В и токе нагрузки до 250ма да с теплоотводом, потому что сам ТО220 рассеит 1-1.5вт не более. А от SO8 останутся только выводы . Это азы!
К стати никто и ничто не мешает использовать как инвертирующие входы так и не инверсные. Какая разница...Это же ОУ! И специально для таких случаев и разработаны буферы типа BUF634,635 в соотв. исполнении как то SO8 DIP8 TO220-5 откройте ПДФ на этот девайс. У меня в генераторе стоит ОУ с 634 буфером и радиатором уже 10 лет ...
Есть ОУ LA6500, который может 1А выдать на нагрузку в корпусе ТО220-5 и рассеять 1,75вт, есть LA6510 (спарка) с током 1А и мощностью рассеяния корпуса SIP10 2.5вт . Ток потребления 6ма на 1 ОУ. Супер пупер производства Sanyo с питанием до +-18В ... И все они предназначены для установки на теплоотвод, все зависит от отдаваемой мощности! Посчитайте например когда ОУ выдает напряжение 5В и токе в 02А =1вт в нагрузке. А питание его в плече нагруженом (допустим+) 15В. Какую мощность рассеит ОУ? (15-5)*02= 2вт... а потом плечи поменяются местами (полярностью) или изменится нагрузка (что будет с sot23!!!) Вот это и есть линейный режим... К стати sot23 рассеивает 025вт при темп. корпуса не выше +125гр.
Аналогичные ОУ L2720,22,24 как dip8 так и dip16, sip9 производства ST мощные до 1А спаренные ОУ.

Транзисторы или любые полупроводниковые элементы включенные в обратную связь ОУ, линеаризуются самим ОУ, т.к. есть частью обратной связи. Благодаря ей любые нелинейности переходных характеристик выравниает сам ОУ. Искажения типа "ступень" появляются из-за момента обрыва обр. связи, запирания обоих переходов. Но если быстродействие ОУ достаточно высокое, то этот момент он проходит тем быстрее чем выше его полоса при оборваной обр. связи. Все эти понятия и процессы надо знать и понимать при выборе того или иного решения. ОУ- это не "микруха" с ножками. Это аналоговый "контроллер", гениальная вещь.

Да пусть ставит...

K стати OP179 имеет кондиции следующие: 60ма вых. ток и питание от 2х2,5В до 2х6В при соотв. исполнении в sot23 или SO8. А вот AD8531 имеет вых. ток 250ма но питание макс. 6В(всего) и исполнение sot23-5 в т.ч.

Действительно, я попутал данные. Так и есть - OP179 имеет максимальный выходной ток 60 мА. Дело в том, что у меня в наличии имеются как OP179, так и AD8591. В момент написания предыдущего поста микросхемы лежали у меня на столе, а на компе соответственно были открыты их даташиты. Вот я и перепутал их характеристики, случайно взглянув не туда. Это AD8591 имеет выходной ток 250 мА (у упомянутого AD8531 аналогичные параметры).

Рад что вы наконец поверили в подобные чудеса микроминиатюризации.
И это не предел! У меня есть регулируемый интегральный стабилизатор MIC3975BMM в корпусе mSOP8, который держит ток до 750 мА !

Девайсы в корпусе ТО-220 нередко справляются с нагрузкой в 5 А, и даже больше (LT1083, например)

Чудес никогда не было и не будет. Вы нагрузите тот девайс теми 750ма и посмотрите что из этого получится. Лично пользовал АД8532 (спарка) с вых. током 250ма. Далеко не в восторге. Лучше всего работает BUF634 (dip8) с любым ОУ но с теплоотводом. Мощность из неоткуда не берется и не испаряется. Ее надо кудато рассеивать в виде тепла. Иного не дано.
Сам по себе корпус ТО220 - это средство отвода тепла, колл. тепла зависит от рассеяной мощности и ток сам по себе тут не при чем. Хоть и 10А только при каких падениях напряжений на девайсе. Вот и весь перец т.ск.

Если будет работать в режиме D то особых отводов тепла может и не потребоваца. Никогда не думал что ключевой полевик припаянный снизу к плате (как на материнках) будет спокойно тянуть из источника 3А без всяких радиаторов. Чем меньше сопротивление, тем меньше мощности рассеица. А сопротивления современных ключей достаточно малы.
Как вариант TCA0372. Не знаю как его доставаемость, а так же не разобрался с током покоя, но заявлено 1А и напруга по питанию до 40в, если не напутал конечно. А LM386 совсем ацтой?

Речь идет об операционном усилителе, линейной прецизионной схеме, способной работать с большими токами нагрузки. УНЧ разные не катят. Нужен именно ОУ. О чем и речь... Какие ключи...

Вы можете отключить эти сообщения.

Как человек, плохо представляющий себе работу ОУ, хочу задать совсем уж крамольный вопрос.

А что будет, если для получения достаточной выходной мощности каскада включить в параллель два одинаковых ОУ ? То есть нужно взять и соединить вместе входы и выходы обоих ОУ.

Подобная фишка иногда применяется для умощнения интегральных стабилизаторов. А с ОУ разве не получится?

Получится. Только надо последовательно с каждым выходом установить выравнивающие резисторы 20-50ом и разделительные конденсаторы. Такие включения встречались раньше для увеличения вых. тока используя ОУ как буферы при Ку =1 и для снижения шумов.Это было в эпоху отсутствия выбора ОУ.

А почему же нельзя обойтись без тех резисторов и конденсаторов?
Ведь если для объединения будут использованы ОУ, находящиеся на одном кристалле в одном корпусе, то ведь параметры их не будут ощутимо отличаться.

Приведённая схема иллюстрирует немного другой случай - запарллелены 4 ОУ, каждый из которых включён по схеме неинвертирующего усилителя с Ку=1. Заметьте, что в этом случае инвертирующие входы разных ОУ не соприкасаются друг с другом.

Меня же интересует вариант применения для схемы инвертирующего усилителя. Поэтому и появилась идея тупо соединить все одноимённые выводы запараллеливаемых ОУ.

[quote="Karat23"]А почему же нельзя обойтись без тех резисторов и конденсаторов?
Ведь если для объединения будут использованы ОУ, находящиеся на одном кристалле в одном корпусе, то ведь параметры их не будут ощутимо отличаться.

Низзя! Потому и ставят что низзя! На постоянном токе работать не будут


Приведённая схема иллюстрирует немного другой случай - запарллелены 4 ОУ, каждый из которых включён по схеме неинвертирующего усилителя с Ку=1. Заметьте, что в этом случае инвертирующие входы разных ОУ не соприкасаются друг с другом.

Ну и что?! Схема караз и иллюстрирует тот самый случай. Инвертирующие, не инверсные какая разница! Объединять можно только выходы. Я же и говорю- вы не знаете ОУ. Это не транзисторы, которые можно соединять в параллель, и то надо ставить выравнивающие резисторы, диоды соединяя параллельно - надо ставить выравнивающие резисторы.

Меня же интересует вариант применения для схемы инвертирующего усилителя. Поэтому и появилась идея тупо соединить все одноимённые выводы запараллеливаемых ОУ.

Так не делается. Почему- долгий разговор. Сомневаетесь? Соедините хотябы два так как хочется

Вот такая схемка. Но мне кажется вариант с внешними транзисторами все же лучше. По постоянке ОУ должны быть развязаны, т.к каждый держит половину питания на выходе.

Эта схемка немного не о том. Тут каждый ОУ работает на вход сумматора, т.е. его выход фактически подключен к 0 потенциалу сумматора, виртуальной земле инверсного вх. ОУ. Тут задача в усилении тока, а изображено "снижение шумов". Т.е. параллельное соединение тут не выполняется. Простое суммирование.

Соединять в параллель ОУ не ль зя по простой причине: "мужик женился и не хочет чтобы его жену ктото имел ни с переди ни с зади, чтобы только он знал что там творится, и чужие половые проблемы его не интересуют. А когда несколько мужиков пристраиваются сзади (на выходе) это уже группа, тут мужик вопросом не владеет, ситуацию не контроллирует." У ОУ есть обр. связь и коэфф. усиления в сотню тысяч, чтобы на входе у него все стремилось к нулю, блягодаря требуемой нулевой разности напряжений промеж входов, установит на выходе такой потенциал который через делитель обр. связи уравняет входы. Потому и происходит "усиление". Привязали один вход к половинке питалова- второй вход он уравнивает до этого значения. Привязали к какому либо смещению - аналогично, через делитель обр. связи поступает напряжение, уравнивающее потенциал входов =0 промеж себя. Ошибка (естественно) вызвана напряжением смещения, токами входными, неточностями элементов схемы (1% 5% резисторы), которую можно корректировать вводя отдельные цепи балансировки, внешние.
Это маленький экскурс т.ск.

Про мужика и его семейно-половые проблемы - это вы конечно интересно написали! Однако, вынужден констатировать, что "шведская семья", состоящая из операционных усилителей имеет полное право на существование ...

Сегодня произвёл натурный эксперимент по поводу притворения своей затеи в жизнь.
Сперва спаял инвертирующий усилительный каскад с Ку=2 на одном сегменте ОУ LM324. Запитал всё это от источника +/-12В. На вход этого каскада подал синусоиду амплитудой 5В, а на выходе соотвтетственно получил около 10В. В качестве сопротивления нагрузки подвесил к выходу ОУ переменник сопротивлением 22к; затем стал медленно убавлять сопротивление нагрузки и смотреть по осциллу результат. Критерием возникновения перегрузки являлось возникновение ступенчатого искажения на скате синусоиды. Первые признаки ступеньки появлялись при Rн = 7,5к.
Затем все четыре ОУ из обоймы LM324 были запаралелены вот по такой схеме.



В результате ступенчатое искажение стало проявляться при значении Rн = 1,8к. Полное искажение синусоиды наступало при Rн = 160 Ом.
Четырёхкратное увеличение выходной мощности каскада налицо! Что и требовалось доказать. При этом сама схема демонстрировала такую же функциональность как и одиночный ОУ. Никаких побочных эффектов в виде искажения сигнала, или нагрева корпуса микросхемы, не наблюдалось.

В принципе, это достойное и дешевое решение проблемы. Буду делать так.

Вы выбрали ОУ маломощный с достаточно высоким вых. сопротивлением у которых по выходу установлены резисторы внутри каждого . Выравнивать их не пришлось. А вообще вопрос был о мощных ОУ, на токи в сотни ма. У которых выходное сопротивление не 50-100ом, а 3-5ом. Даже более мощные типа TL07X и то показали бы свой норов (один 071 способен работать на 1,8К и палалелить не надо). А греться они не должны, т.к. у них у всех стоит защита по вых. току, тот самый резистор. Просто ток потребления будет высок. Вообще такое включение - для пионеров, не серьезно.

Что-то вы маэстро того, совсем зарапортовались ...
Давайте хоть в даташиты на LM324 и TL074, что-ли глянем, для сравнения.

Вот схема выходного каскада LM324



Никаких таких последовательно включённых резисторов по выходу тут не наблюдается.

А вот схема выходного каскада TL074



Тут, как раз, имеется мост из двух резюков по 100 Ом, а так же один последовательный резюк на 200 Ом. Итого имеем суммарное значение токоограничивающего резистора = 300 Ом.

Так что с наличием резисторов на выходах, у данных экземпляров, всё как раз наоборот обстоит.


Теперь собственно вопрос: какой из этих двух ОУ мощнее?
Я думаю, что тот, у которого на выходе нет токоограничивающего резистора. В сущности, конечно, по классу выходной мощности, оба этих изделия попадают в одну категорию; но LM324 мощней немного.

Заглянем опять в даташиты. В таблице параметров LM324 имеется вот такой



То есть при определённом значении входного напряжения и напряжения питания, ОУ потянет выходной ток, в среднем, 40 мА.

У TL074 данный параметр большинством производителей не нормирутся. Само по себе это указывает на то, значение параметра - хуже невозможно. Однако, в даташите от STM обнаружилась всё же вот такая строчка:



На первый взгляд, значение выходного тока TL074 аналогично LM324. Но если приглядеться, то становится очевидно, что речь здесь идёт о токе короткого замыкания. Само собой понятно, что LM324 выдаст ещё больший ток Кз. Так что, как не крути, а LM324 помощнее будет. Это и определило выбор LM324 как участника эксперимента.
Начальное техзадание гласило, что нужен ОУ с выходным током 100 мА. Ну, так если 40 мА х 4 = 160 мА, то можно сказать что желаемый результат достигнут. И всё получилось, несмотря на отсутствие последовательных резисторов по выходу.

TL074 при таком включении тем более бы свой норов не показали, ибо там на выходе имеются те самые, так необходимые для запараллеливания, последовательные резисторы. Только у него суммарная моща поменьше будет.

А нагрузку в 1,8к на выходе и одиночный LM324 нормально терпит; только искажения великоваты, по сравнению с тем, что мне нужно.

Значит вам повезло что в 324 не так организован выход. Обычно ставят резистор. Но ток пишут около 20ма и нагрузка 2ком. Всеравно как не крути, такое включение - это издевательство, как по мне.

Издевательство - это ценники в 10-30$ на ОУ с выходным током 100мА! Да и за такие деньги днём с огнём их не сыщешь.

Лучше уж легкодоступный LM324 за 0,15$ запараллелить.

Ну почему же. Есть вполне реальные ОУ за реальные деньги с током и поболе. AD8531 250ма при цене 0.8$ Но питание у них 6В всего! Все от той же рассеиваемой мощности... Вы же хотели в корпусе блошином чтобы и питание 2х15 и току не меряно. О чем же речь то шла?

Совсем уж блошиных корпусов я не желал.
Вот, например, OPA551 с напряжением питания +/- 4...30В и выходным током 200 мА, вполне успешно пакуется в корпус SO-8. Тока он дорого стоит, и в ассортименте реальных магазинов не фигурирует.

http://imrad.kiev.ua/search.shtml?qs=OPA551&query=any Питание у него до 60В
И соотв. исполнение имеется.