OPA827 lieferbar

[Rheinhessen-Jones]

Für diejenigen, die mit verschiedenen Audio-OPs experimentieren:

Der neue OPA827 von TI ist mittlerweile lieferbar! (z.B. bei Digikey)

Datenblatt:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa827.pdf

Habe den in meiner Hifiakademie-Kombi mal gehört und finde ihn gut...(Wer den OPA627 mag, wird sich gewiss auch mit dem 827 anfreunden können, zumal er nur halb so teuer ist)

Grüßle, Rheinhessen-Jones

[ChPuls]

Ich suche noch einen guten Dualen-OP für einen Austausch im Verstärker.
Wie gut ist denn der AD746 von Analoge Devices?
Der hat ziemlich gute Werte:
Slew Rate: 75 Volt/Mikrosekunde
0.0001% Total Harmonic Distortion (THD)
Ich möchte eigentlich nochmal genau wissen, worauf man achten muss, wenn man einen OP tauscht. Betriebsspannung ist klar, aber wie sieht es mit Gain und Feedback-Schaltungen und möglichen Schwingneigungen aus?
Ok, es gibt ja "Tina" das Simulationstool von Texas Instruments.

[Calvin]

Hi,

die von Dir genannten Werte sind für Audioanwendungen in etwa so nützlich wie Wattangaben bei LS.

Der AD746 ist eine leicht dekompensierte Version des AD712. Für reine Pufferanwendungen, bzw, dort wo die Verstärkung 1 werden kann, müsste er extern kompensiert werden (was die schnelle Anstiegszeit dann drastisch verringert), oder gleich der AD712 genommen werden.
Was mir an dem OP beim ersten draufblicken nicht so zusagt, ist das stark unsymmetrische Verhalten bezgl. der Ausgangs- und Betriebsspannungen (Vout, Iout, Errors, PSRR, Rechteckverhalten).

Worauf also achten?
Zunächst kommt es auf die Anwendung an und hier vor allem auf die nötige Verstärkung und das Rauschverhalten. Für übliche Hochpegelstufen mit geringer Verstärkung (1-10fach, 0-20dB) kommen bevorzugt kompensierte OPs in Frage, die auch Verstärkungsfaktoren von 1 erlauben. In hoch verstärkenden Stufen , wie beispielsweise Phono können durchaus auch unkompensierte OPs vorteilhaft verwendet werden.
Openloop-Bandbreite. Sie gibt den Verstärkungsverlauf über der Frequenz an.
Es wäre wünschenswert wenn die OL-Bandbreite >20kHz betrüge. Bei nahezu allen integrierten OPs ist sie jedoch sehr klein (<100Hz). Eine löbliche Ausnahme ist z.B. der AD825 (10kHz), der generell auch von seiner Schaltung her gut aufgebaut ist.
Openloop Verstärkung. In den Datenblättern ist hierzu ein dB oder V/mV-Wert angegeben. Sie gibt den DC-Wert(!) der Verstärkung an. In der Theorie sollte sie so hoch wie möglich sein, damit zu hohen Frequenzen -wo der OL-gain abfällt- noch genügend Verstärkungsreserve hat (der Unterschied zwischen dem Verstärkungsfaktor den der OP könnte und dem, auf den er per Gegenkopplung eingestellt ist). So kommt es das der AD825 trotz nur 76dB (6,3V/mV) OL-Verstärkung tatsächlich nur unterhalb 10kHz eine geringere Verstärkung hat als der AD746 (~109dB, 300V/mV) oder gar der AD745 (132dB, 4000V/mV).
In der Audio Praxis sind weitaus niedrigere OL-Verstärkungen erlaubt. Die üblicherweise angegebenen linearen Verzerrungen sind dann zwar größer, dafür können andere Parameter optimiert werden. Seit spätestens Ende der 70er Jahre weiss man doch, daß die klassischen Verzerrungsmesswerte in den Datenblättern in keinster Weise mit dem Klangeindruck korrelieren. Was also sollen 20dB mehr an OL-Verstärkung dann bringen außer einer weiteren nutzlosen Null hinter dem Komma?? Nichts Gutes jedenfalls, das ist sicher!

Schnelligkeit. Die Slewrate wird gerne als Schnelle des Ops misinterpretiert, hat aber für Audioanwendungen kaum Bedeutung (alles über ~1V/µS ist ausreichend). Interessanter sind die Angaben und Messkurven für die settling time und die Large- und small signal Response.
Erstere gibt einen Aufschluss darüber wie lange der OP tatsächlich braucht um auf einen vorgegebenen Wert einzuschwingen (typischerweise 0,1%, 0,01% und mit kapazitiver Last). 5µs sollten nicht deutlich überschritten werden. Das ist das direkte und reale maß für die ´Schnelligkeit´ des OPs.
Bei Large- und Small signal response sollten idealerweise steilflankige symmetrisch-trapezförmige Kurven resultieren. Beim AD746 kann man eine Verzerrung bei der ansteigenden Flanke erkennen, sowie ein asymmytrisches Verhalten zwischen Anstiegs- und Abfall-Flanke. AD745 und 825 sind hier klar besser.
Generell sollte derjenige der nicht über entsprechende Messgeräte und Kenntnisse verfügt die Finger tunlichst von superschnellen OPs lassen. Während es in der gesamten E-Technik wohlbegründete Art ist die Bandbreite eines Systems nur so groß wie nötig und so gering wie möglich zu halten um das Verhalten des Systems zu verbessern(!), glauben HighEnder, das genaue Gegenteil. Kein Verstärker klingt gut, weil er fürchterlich schnell ist, sondern weil er gut konzipiert ist! Der langsamere Verstärker arbeitet nicht nur schnell genug sondern auch rauschärmer und stabiler! Die superschnellen OPs reagieren mittlerweile sehr empfindlich auf die Spannungsversorgung und sind nur durch ein ausgebufftes Layout und aufwändige Abblockungsmaßnahmen zu bändigen.

Rauschen. Auch hier kommt es auf die Anwendung an. Die meisten Quellen haben Innenwiderstände von weniger als 1kOhm. Dann dominiert das Spannungsrauschen und sein Verlauf über der Frequenz. Werte von unter ~20nV/SQR(Hz) reichen für Hochpegelstufen aus, für Phono MM sollten weniger als ~5nV/SQR(Hz) angestrebt werden. Der Anstieg zu tiefen Frequenzen (charakterisiert durch die 1/f-Frequenz) sollte so niedrig wie möglich sein.
OPs mit bipolaren Eingängen sind hier typischerweise überlegen, allerdings haben JFET-OPs nachgezogen, sodaß für Hochpegelanwendungen die Art des OP-Einganges ziemlich egal geworden ist. Bei Phono kommen aber überwiegend noch bipolare Typen zum Zug.
In den meisten Filterschaltungen, oder auch bei Ausgangskoppelkondensatoren im Quellenausgang treten durchaus sehr hohe Widerstandswerte auf. Dann wird das Stromrauschen dominant. Hier sind JFET-OPs deutlich überlegen. Bei Anwendungen, bei denen ein niedriger Offset gefordert ist, beispielsweise Subsonic-/DC-Servos sind JFET-OPs aufgrund ihres viel niedrigeren Input Offset current ebenfalls besser.
Wenn also nicht gerade extrem niedriges Spannungsrauschen erforderlich ist, sind JFET-Eingangs-OPs universeller einsetzbar.

Vergleiche anhand von Datenblättern sind ohnehin nicht einfach. Die Hersteller messen üblicherweise unter verschiedensten Bedingungen. Selbst bei Produkten eines Herstellers bleiben die Messbedingungen nicht gleich! Leider ist auch immer wieder feststelbar, daß auf positive Effekthascherei abgehoben wird und dafür wichtige Daten und Diagramme nicht angegeben sind.
Ein Paradebeispiel für ein miserables Datenblatt eines (derzeitig) goldenen Kalbs der OP-Freaks, ist das des LM4562. Hebt völlig auf die multiple Darstellung uninteressanter Werte ab und bombardiert uns von Seite 4 bis 22 mit sage und schreibe 102(!=) Diagrammen!! Maximal 20 davon (zusammengefasst zu ~10) reichten aus, aber bitte schön dann auch in erkennbarer Auflösung ( Seite 22 z.B), oder sinnvoller Bandbreite (PSRR-Digramme nur bis 20kHz???).
Kämpft man sich durch das Dickicht durch so bleibt am Schluss ein mittelprächtiger OP nach heutigen Standards übrig (s. settling time et al).

Das Datenblatt des OPA827 ist direkt Gold dagegen. Es bleibt abzuwarten wann der duale Typ der OPA2827 kommt. Der AD8620 ist eine JFET-Alternative von Analog Devices. Für Quellimpedanzen unter 2kOhm käme der bipolare OPA2211 in Frage, oder die guten alten OPA227 und NE5532.

jauu
Calvin

[ChPuls]

Ich kenne mich nur laienhaft mit Elektrotechnik aus trotz Leistungskurs Physik.
Noch ein paar Fragen zur Aufklärung:
- Gain:
Gain heißt doch Verstärkung und wenn im Datenblatt zB steht: gemessen bei +1 heißt das doch soviel wie Vestärkungsfaktor =1 ? In was wird die Verstärkung gemessen? Oft werden Signalstärken in dB gemessen um es wahrscheinlich logarithmisch auszudrücken. Wenn jetzt aber Gain +1 da steht, wieviel dB sind es und wird dann überhaupt verstärkt oder nur die Ausgangsimpedanz herabgesetzt, und was wird verstärkt Spannung oder Strom oder beides? Es gibt ja Strom-Spannungswandler
- Gegenkopplung-Schaltung
In den Datenblättern bzw. Schaltbildern sieht häufig einen Widerstand parallel zu einem kleinen Kondensator, der vom Eingang zum Ausgang des OPs geht. Das ganze sieht wie eine Gegenkopplung aus. Wozu der Kondensator? Siehe zB Datenblatt OPA827 I/V Converter.

Puh, ich muss mir mal ein gutes Elektrobuch zu Weihnachten wünschen.
Wenn ich mir den D/A-Wandler von Raphael und Nuggets nachbaue empfiehlt es sich den OP hinterm Eingang des Verstärkers auszutauschen, denn es könnte sich als "Nadelöhr" herausstellen.
Deswegen wieder die Frage nach OP-Austausch.

[ChPuls]

Die genannten Typen sind entweder kein DIP-Gehäuse oder kein Dual. Beides brauche ich aber.
Kann mir jemand Typen empfehlen, die beides erfüllen?!

[Calvin]

Hi,

gain A: Die Verstärkung ist das Verhältnis von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung. Entweder als direkter Zahlenwert, z.B. beim AD746: 300.000V/V, bzw. 300V/mV.
Das Bel, bzw. DeziBel wurde eingeführt um die den riesigen Wertebereich übersichtlicher zu gestalten. Ausserdem ist die logarithmische Einteilung der Empfindlichkeitskurve des Ohres ähnlich.
Das dB drückt ebenfalls ein Verhältnis aus.
Die Formel für die Verstärkung lautet A[dB]= 20*log(Vaus/Vin)
Für den AD746 mit einem Verstärkungsfaktor von A=300.000 fach demnach:
A= 20*log300.000 = 109,54dB
umgekehrt lässt sich der direkte Zahlenwert zu A = 10exp(A[dB]/20) errechnen.
0dB errechnet sich damit zu einem Verhältnis 1:1, bzw. einem Verstärkungsfaktor A = 1.
+20dB ergibt ein Verhältnis 10:1 --> A=10
-20dB ergibt ein Verhältnis von 1:10 --> A=0,1
Für Ströme gilt es analog, allerdings spielt die Stromverstärkung bei integrierten OPs eine untergeordnete Rolle. Das ist eher ein Thema, wenn Leistung gefragt ist, also bei Endstufen.
In üblichen Verstärkerschaltungen mit OPs arbeitet selbiger als Spannungsquelle, d.h. mit einem sehr hohen Eingangswiderstand, sehr niedrigem Ausgangswiderstand. Im Eingangskreis fließen dann vernachlässigbar winzige Ströme und im Ausgangskreis der Strom den die Last(!) und der Gegenkopplungskreis abfordern. Hier haben wir also keine konstante Stromverstärkung. Arbeitet der Verstärker dagegen als Stromquelle mit sehr kleinem Eingangs- und sehr hohem Ausgangswiderstand, dann bleibt der Ausgangsstrom unabhängig von der Last, dafür ändert sich die Ausgangsspannung (Stromverstärker).
Ein niedriger Eingangswiderstand und niedriger Ausgangswiderstand und die Schaltung arbeitet als Strom-Spannungswandler (auch I/U-Konverter in DACs, oder CCVS für current Controlled Voltage Source, oder transresistance amplifier). Die ´Verstärkung´ ist hier in V/mA angegeben.
Hoher Ein- und Ausgangswiderstand und die Schaltung arbeitet als Spannungs-Strom-Wandler (VCCS Voltage Controlled Current Source, oder transconductance amplifier. Die ´Verstärkung´ ist in mA/V angegeben.

Der sehr niedrige Ausgangswiderstand ergibt sich dadurch, das die OpenLoopAusgangsimpedanz durch den Gegenkopplungsfaktor herunter geteilt wird. Beispiel: AD825 sei in nichtinvertierender Beschaltung, mittels 9kOhm (von Out nach In-) und 1kOhm (von In- nach gnd) auf eine Verstärkung von 10-fach (+20dB) eingestellt.
Von DC bis ca. 10kHz ist die OL-Verstärkung bei 76dB, ca 6300-fach. Darüber fällt sie ab. Wird um +20dB verstärkt, dann bleiben für die Gegenkopplung 56dB übrig (anders ausgedrückt 6300-fach/10-fach = 630-fach --> 56dB).
Der OL-Ausgangswiderstand beträgt 8Ohm. Durch das schließen der Gegenkopplungsschleife wird der Ausgangswiderstand nun zu 8/630[Ohm] =12,7mOhm. Oberhalb 10kHz sinkt die OL-Verstärkung ab und der Ausgangswiderstand nimmt dementsprechend zu. Schön zu sehen im Vergleich der Diagramme TPC4 und TPC6 im Datenblatt.

Eigentlich müsste es heißen: "In den Datenblättern bzw. Schaltbildern sieht man häufig einen kleinen Kondensator parallel zu einem Widerstand, der vom Eingang zum Ausgang des OPs geht."

Über das Verhältnis der Widerstände wird die Verstärkung im Nutzbereich (Durchlassbereich) eingestellt. Bei kleinen Verstärkungen hätte das aber eine zumeist viel zu große Bandbreite zur Folge, was den Verstärker empfindlicher gegen Einstreungen und kapazitive Belastungen (Schwingneigung) machte und höhere Rauschwerte zur Folge hätte.
Der kleine Kondensator stellt für hohe Frequenzen einen Kurzschluss dar, sodaß die Verstärkung auf 1 (nichtinvertierende Konfiguration) bzw. -0 (invertierende Konfiguration) im Sperrbereich zurückgeht. Es handelt sich anders ausgedrückt um einen 6dB-Tiefpasss mit Verstärkung. (C2 in Fig.49 des OPA827).

Wenn Du Dich auf OP-Schaltungen beschränkst und ein einfaches Englisch nicht scheust dann kann ich Dir das Buch " Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits" von Sergio Franco sehr empfehlen. Didaktisch auch von Anfängern sehr zu verstehen und selbst für Ingenieure noch nicht unter Niveau.
Erschienen bei McGraw Hill International Editions in der ´Electrical and Electronic Engineering Series´ ISBN 0-07-100435-1

DIP-Dual-OP: OPA2604

jauu
Calvin

[ChPuls]

Ich wollte mich jetzt zwischen dem OPA2134 und dem AD823 entscheiden.

Der OPA2134 hat etwas geringeres Spannungsrauschen (8 nV/Wurzel aus Hz gegenüber 16 nV/Wurzel aus Hz).

Der AD823 hat dagegen die schneller Einschwingzeit (350 ns auf 0,01%, G=-1, 2V Step gegenüber 1000ns auf 0,01% G=1, 10V Step, CL=100pF). Obwohl Letzteres wegen der verschieden Spannungen nicht vergleichbar ist.

Wen soll ich von den beiden nehmen?

[ChPuls]

Ich habe mir jetzt das Buch "Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits" von Sergio Franco bestellt. Es scheint wirklich das Thema ganz gut und abgerundet darzustellen. Danke für den Tip.

@Calvin:
Sag bitte mal was zum OPA2134 und zum AD823 ?!

Ich werde in ein paar Tagen den Schaltplan zu meinem Verstärker und CD-Player haben, dann kann ich mal mit "Tina" ein paar Simulationen starten und die hier präsentieren.

[Calvin]

Hi,

beide OPs sind für übliche Audio Schaltungen tauglich. Die nehmen sich eigentlich nicht viel. Würde den nehmen, an den ich leichter oder billiger dran komm.

jauu
Calvin

[J.Ollig]

Hallo Calvin

klasse Beiträge,
werde ich mir kopieren.

Gruß
Jürgen

[ChPuls]

Ich habe mir jetzt 3x OPA2134 bestellt, weil sie mit 2,70 Euro so günstig sind.
Mal schauen ob sich eine Verbesserung einstellt.
Die Schaltpläne habe ich noch nicht, also kann ich noch nicht simulieren.
Ich habe mir zusätzlich für Gewissen auch ein paar Wima MKS4 2,2uF Kondensatoren für die direkte Stromversorgung am OP besorgt.

[Rheinhessen-Jones]

Die genannten Typen sind entweder kein DIP-Gehäuse oder kein Dual. Beides brauche ich aber.
Kann mir jemand Typen empfehlen, die beides erfüllen?!

Der Tip mit dem OPA2134 von meinem Vorposter ist schon ganz gut.

Mein persönlicher Favorit als Audio-OP ist der LME49720 (Doppel-OP) oder LME49710 (Einzel-OP)

Hat einen Bipolaren Eingang, und ist für Audio-Zwecke mein Lieblings-OP. Ich nutze ihn als Eingangs-OP in der HiFiakademie-Vorstufe. Er war außer dem OPA827/627 der Einzige, der den OPA134 schlagen konnte...

Ergänzung: Der ist ein großartiger Ersatz für den NE5532, mein Sony X55ES klingt deutlich besser, nachdem ich einen der beiden 5532 durch den LME49720 ersetzt habe...

[ChPuls]

Nun ich habe mir jetzt die OPA2134 bestellt. Ich warte heute auf das Paket. Mal schauen.

Der Schaltplan des Verstärkers ist jetzt auch da; erfreulicherweise findet sich kein OP-Amp im Signalweg, wenn man CD-Direct wählt.
Jedoch hat er wieder Elkos als Koppelkondensatoren. Aber die machen noch keine Probleme, also lasse ich sie drin.

Ich habe im Internet ein paar Messungen mit einem Oszi gefunden:
http://www.analog-forum.de/wbboard/i...&postID=582444

[Calvin]

Hi,

die dort abgebildeten Messungen sind in etwa so nützlich wie McDonalds gesund ist.
Die Bedingungen unter denen der Test erfolgte, sind doch sehr sehr speziell (extrem hohe Verstärkung, wie sie allenfalls für eine Phono-MC-Stufe in Frage käme und eine Transen-Lesebrille innerhalb der FB-Loop!).
Das Ganze würde ziemlich schnell als sinnfrei entlarvt, wenn als Vergleich einfach mal eine 20kHz-Sinuskurve dagegen gehalten würde!
Im Bild 1 mit 10kHz Rechteck ginge der Sinus praktisch über das komplette Display!

Die gennanten verdächtigen Ops sind allesamt mit >10Mhz Bandbreite so schnell, daß sie bei den üblichen geringen Verstärkungsfaktoren ohnehin durch einen kleinen C parallel zum Rückkoppelwiderstand ausgebremst (bandbreitenbegrenzt) werden müssen. Am Ausgang einer realen Schaltung, die auf lets say 150kHz begrenzt wird, ist dann kein Unterschied mehr messbar. Das Verhalten der Schaltung ist praktisch ausschließlich durch den ´Frequenzgang´ der Gegenkopplungs-Bauteile bestimmt.
In solch einem Fall arbeitet dann der langsamere OP durchaus stabiler an kapazitiven Lasten als ein Superschneller. Anders gesagt. In der Ruhe liegt die Kraft ;-)

jauu
Calvin

[ChPuls]

Ich habe die OPs jetzt eingebaut. Der erste Klangeindruck ist zwiespältig. Man kann zwar mehr Details hören, aber irgendwie geht die "Musikalität" flöten. Es macht bei vielen Liedern kein Spaß mehr zu zuhören, denn man achtet zu sehr auf Details.

Ich werde vielleicht wieder zurückbauen.

Beim Löten hatte ich auch Schwierigkeiten die Original-OPs auszulöten, da ich die Beinchen nicht frei bekommen habe. Ich habe mit Lötlitze es nicht hinbekommen, das Lötzinn zu entfernen und dann nach und nach jedes Beinchen frei zu löten. Ich habe ziemlich lange an den Original-OPs gelötet; sie werden wahrscheinlich jetzt kaputt sein. Außerdem gab auch beim zweiten OP Probleme, da aufeinmal entweder der Lötstopplack oder dieser "Plastik 70" Anti-Korrisionslack einen schwarzen Teich gebildet haben und ich beim Einlöten das Lötzinn nicht an den richtigen Platz bekommen habe.
Wie kann man die Lötstellen erstmal richtig säubern? Vielleicht mit Feuerzeugbenzin?
Sollte man wieder "Plastik 70" auf die Platine sprühen, da etwas verloren gegangen ist?

PS: Ich habe mit einem 20 Watt Lötkolben gelötet, obwohl eine "Lötnadel" besser wäre. Ich habe im Internet nur welche mit 12 Volt Anschluß gefunden. Wie werden solche mit Strom versorgt?