na 2024/09/18 497

JRC4558 OP-AMP: Funkce, specifikace a aplikace

JRC4558 je flexibilní duální operační zesilovač široce používaný v elektronice.Tento článek zkoumá jeho vlastnosti, včetně stabilní frekvence, rozsahu širokého napětí a vysokoteplotního odporu, což je spolehlivé napříč aplikacemi.Ve srovnání se zesilovači, jako jsou TL072 a NE5532, je JRC4558 ideální jak pro jednoduché i pokročilé projekty, nalezené v kytarových pedálech, zvukových systémech a lékařském vybavení.

Katalog

Obrázek 1: JRC4558 OP-Amp

Co je JRC4558 OP-Amp?

The JRC4558 je široce používaný duální operační zesilovač (op-amp) s osmi kolíky.Je známá tím, že má dobrou vstupní impedanci a silné zesílení napětí.Je dodáván ve dvou hlavních typech: SOP a Dip pro různé návrhy obvodů.Tento čip je oblíbený v kytarových pedálech a nabízí až 100 dB zisku napětí a vstupní impedanci 5 megaohm.Pracuje na rozsahu výkonu mezi ± 4V a 18V.Rozložení špendlíku JRC4558 je jednoduché a usnadňuje design obvodu.Pin 8 je připojen k kladnému napětí a pin 4 k zápornému napětí.Výstupy dvou zesilovačů se nacházejí na kolících 1 a 7. Invertující vstupy, obrácené signál, jsou na kolících 2 a 6, zatímco neinvertující vstupy, které signál udržuje stejný, jsou na kolících 3 a 5.

Každý zesilovač pracuje samostatně a zpracovává různé signály současně.Čip má vestavěnou stabilizaci a efektivně spravuje široký rozsah napětí.Má vysokou vstupní impedanci, znamená to, že nevytváří mnoho proudů.I když zisk 100 dB není nejvyšší, stačí to pro většinu použití.Čip má také rychlou dobu odezvy s rychlostí proudu 1,7 V za mikrosekundu.Tento čip je navržen tak, aby zvýšil rozdíl v napětí mezi jeho vstupními signály a užitečný pro úkoly, jako je porovnání signálů nebo zesilování malých rozdílů v napětí. Velkou výhodou je, že může běžet pouze na napájení +5V, na rozdíl od jiných operačních ampérů, které potřebují pozitivní i negativní zdroje energie, což usnadňuje použití v jednoduchých návrzích obvodů bez ztráty výkonu.

Funkce a specifikace JRC4558

Funkce JRC4558

Žádné nastavení frekvence- Design je stabilní a nepotřebuje další ladění, aby byla frekvenční odezva stabilní.

Žádné riziko uvíznutí- systém je navržen tak, aby se zabránilo uzamčení během používání, což zlepšilo spolehlivost.

Manipulace s širokým napětím- pracuje s řadou běžných a diferenciálních napětí pro různé obvody.

Konzistentní výkon v teplu- opatření, jako je zisk a offset, zůstávají stabilní i při změnách teploty.

Odpovídané zesilovače- zesilovače jsou vyvážené v zisku a fázi, což snižuje rozdíly v výkonu.

Vestavěná optimalizace frekvencí- Systém je již optimalizován pro frekvenci, není nutné manuální ladění.

Vstupní vstup- vstupní návrh snižuje hluk a poskytuje čistší signál.

Kompatibilní s MC1458/LM358- pracuje se standardními čipy MC1458 a LM358 pro snadnou integraci do stávajících návrhů.

Specifikace JRC4558

JRC4558 Specifikace	Podrobnosti
Rozsah napájecího napětí	Pracuje mezi ± 5V a ± 15V.
Šířka pásma	3MHz, pro širokou škálu signálních frekvencí.
Provozní teplota	Spolehlivé mezi 0 ° C a 70 ° C.
Rychlost zabití	Rychlá míra odezvy 1,7 V/μs.
Zisk napětí	Amplifikuje signalizace až 100 dB, pro aplikace s vysokým ziskem.
Možnosti balíčku	K dispozici v 8-kolíkovém formátu SOP a DIP pro flexibilitu designu.

Maximální hodnocení JRC4558

Parametr	Symbol	Hodnota	Jednotka
Napětí	VCC	± 22	PROTI
Diferenciální vstupní napětí	VI (diff)	± 18	PROTI
Vstupní napětí	Vi	± 15	PROTI
Provozní teplota	TOPR	-20 ~+85	℃
Disipace energie (P-DIP)	PD	600	MW
Disipace energie (SOP)	PD	400	MW
Rozsah teploty skladování	Tstg	-65 ~+150	℃

Obrázek 2: Schéma vnitřního obvodu JRC4558

Elektrické vlastnosti JRC4558

Parametr	Symbol	Testovací vedení	Min	Typ	Max	Jednotka
Dodávka proudu, všechny zesilovače, žádné zatížení	ICC	-	-	2.3	4.5	Ma
Vstupní offsetové napětí	Vio	Rs<10KΩ	-	2	6	MV
Vstupní offset proud	Iio	-	-	5	200	na
Vstupní zkreslení proud	Ibias	-	-	30	500	na
Velký zisk na napětí signálu	GV	VO (p-p) = ± 10V, rl <2KΩ	20	200	-	V/mv
Společný rozsah vstupního napětí společného režimu	Vi (r)	-	± 12	± 13	-	PROTI
Poměr odmítnutí společného režimu	CMRR	RS ≤ 10KΩ	70	90	-	db
Poměr odmítnutí napětí	PSRR	RS ≤ 10KΩ	76	90	-	db
Výstupní napětí	VO (P-P)	Rl≥10kΩ	-	± 12	± 14	PROTI
Spotřeba energie	PC	-	-	70	170	MW
Rychlost zabití	Sr	VI = ± 10V, rl≥2KΩ, Cl <100pf	1.2	2.2	-	V/µs
Doba vzestupu	Tris	VI = ± 20mV, rl≥2KΩ, Cl <100pf	-	0,3	-	µs
Překročení	OS	VI = ± 20mV, rl≥2KΩ, Cl <100pf	-	15	-	%
Vstupní odpor	Ri	-	0,3	2	-	MΩ
Výstupní odpor	Ro	-	-	75	-	Ω
Celkové harmonické zkreslení	Thd	f = 1 kHz, AV = 20dB, RL = 2KΩ, VO = 2vpp, Cl = 100pf	-	0,008	-	%
Oddělení kanálu	VO1/VO2	-	-	120	-	db

Frekvenční charakteristiky JRC4558

Parametr	Symbol	Test Stav	Min	Typ	Max	Jednotka
Unity Zisk šířky pásma	BW	-	2.0	2.8	-	MHz

Konfigurace PIN JRC4558

Obrázek 3: JRC4558 Pinout

PIN.	Název pin	Popis PIN
1	Výstup 1	Výstupní kolík op-amp 1
2	Invertování vstupu 1	Invertující vstupní kolík Op-Amp 1
3	Neinvertující vstup 1	Neinvertující vstupní kolík Op-Amp 1
4	VCC	Negativní dodávka nebo pozemní terminál
5	Neinvertující vstup 2	Neinvertující vstupní kolík Op-Amp 2
6	Invertování vstupu 2	Invertující vstupní kolík Op-Amp 2
7	Výstup 2	Výstupní kolík op-amp 2
8	VCC +	Pozitivní dodací terminál

Amplifikace s JRC4558

Čip JRC4558 se používá ve zpracování zvuku a signálu, protože může být použit v mnoha ohledech.Jak je zapojeno, určuje různé typy zesílení, které může udělat.Zde jsou dvě jednoduchá nastavení, která ukazují, jak může JRC4558 zvýšit signály.

Obrázek 4: Schéma obvodu zesilovače JRC4558

Invertování konfigurace zesilovače

V konfiguraci invertující je vstupní signál připojen k invertujícímu vstupu (PIN 2) JRC4558.Toto nastavení vyžaduje dva rezistory: jeden připojený mezi vstupním signálem a invertujícím vstupem a druhý působí jako rezistor zpětné vazby mezi výstupem a invertujícím vstupem.

Hlavní charakteristikou této konfigurace je, že výstupním signálem je obrácená verze vstupního signálu.To znamená, že výstup je přesným opakem vstupu, když vstup bude pozitivní, výstup je negativní a naopak.Množství zesílení nebo zisku je určeno poměrem dvou rezistorů.Zisk se vypočítá jako poměr rezistoru zpětné vazby (označen RF) k vstupnímu odporu (RI), ale s negativním znakem kvůli fázové inverzi:

Tento vzorec znamená, že pokud je rezistor zpětné vazby větší než vstupní rezistor, výstupní signál bude amplifikován, ale stále převrácen.

Konfigurace neinvertujícího zesilovače

V neinvertující konfiguraci je vstupní signál připojen k neinvertujícímu vstupu (PIN 3) JRC4558.V tomto uspořádání zůstává výstupní signál ve fázi se vstupem.To znamená, že pokud vstupní signál stoupá, výstup s ním roste synchronizován a udržuje stejnou polaritu.

Toto nastavení také vyžaduje dva rezistory: jeden připojený mezi výstupem a invertujícím vstupem (pin 2) a druhý mezi invertujícím vstupem a zemí.Zisk v této konfiguraci se počítá odlišně než v nastavení Inverting.Zde je zisk vždy větší než nebo roven 1, což znamená, že zesiluje signál bez jakékoli fázové inverze.Vzorec zisku je:

V tomto případě hodnota rezistoru zpětné vazby (RF) a rezistoru připojeného k zemi (RI) určuje, kolik je signál zesílen.„1“ ve vzorci zajišťuje, že i když jsou rezistory stejné hodnoty, zisk je stále větší než jednota.Jednou z výhod neinvertující konfigurace je to, že nabízí vyšší vstupní impedanci.

Aplikace JRC4558

Obrázek 5: Aplikace JRC4558

• Kytarové pedály

JRC4558 je hlavní součástí kytarových pedálů, zejména v ikonických modelech, jako je Tube Schemer.Tvaruje zvukový signál tak, aby produkoval bohatý, teplý a přepětí, který kytaristé velmi vyhledávají pro jeho schopnost zlepšit výraz při jejich hraní.

• Hi-fi systémy

Ve vysoce věrných zvukových systémech zlepšuje JRC4558 čistotu a hloubku zvuku rafinováním signálů v předzesilovačích a zvukových mixérech.Jeho použití pomáhá zajistit, aby posluchači zažili dynamičtější a pohlctější zvuk a zlepšili maximum i minima zvukového spektra.

• filtry

Čip je součástí filtrů High-Pass i Low-Pass.Tyto filtry spravují rozsah frekvencí, které umožňují procházet, což pomáhá eliminovat nežádoucí hluk nebo rušení jak v audio, tak v komunikačních systémech.Role JRC4558 zajišťuje přesné ovládání šířky pásma signálu a přispívá k čistšímu a zaměřenějšímu výstupu.

• zesilovače

Jako zesilovač signálu se JRC4558 používá v různých zvukových aplikacích i v systémech založených na senzorech.Poskytuje podporu signály nízké úrovně a zlepšuje celkový výkon zvukových systémů i citlivých zařízení pro shromažďování dat.

• Analog-digitální převodníky

V systémech, kde jsou analogové signály přeměněny na digitální podobu, se JRC4558 používá k vyrovnávání a úpravě těchto signálů.To zaručuje, že analogové vstupy jsou správně upraveny tak, aby odpovídaly požadavkům digitálního převodníku, což vede k přesnějším a spolehlivějším digitálním hodnotám.

• Biomedicínské instrumentace

JRC4558 je užitečný ve zdravotnických prostředcích, které monitorují pacienty, jako jsou EKG a další diagnostické nástroje.V těchto aplikacích poskytuje přesnost a stabilitu potřebnou k zpracování jemných biologických signálů.

• Řadiče servo

V průmyslové automatizaci, zejména v servodizátorech, řídí pohyb motoru JRC4558 s vysokou přesností.Pomáhá spravovat potřebu zpětné vazby potřeba přesného umístění motoru v systémech, jako jsou robotické zbraně nebo automatizované montážní linky.

• Řidiči linky

Při použití v řadě řidičů posiluje JRC4558 signály přenášené přes dlouhé kabely nebo telekomunikační linie.To udržuje data nebo zvukové signály čisté a přesné, dokonce i na velké vzdálenosti.

• Zvukové systémy

Domácí a automobilové zvukové systémy také těží ze schopnosti JRC4558 posílit kontrolu a zesílení zvuku.V těchto systémech funguje, aby zajistil jasný a výkonný zvukový výstup, ať už posloucháte hudbu ve svém obývacím pokoji nebo na silnici.

• Systémy měření

JRC4558 se často používá v měřicích zařízeních, jako jsou osciloskopy a analyzátory spektra.V těchto systémech pomáhá amplifikovat a filtrovat příchozí signály a umožňuje přesnější měření a jasnější interpretaci dat.

Ekvivalenty a alternativy JRC4558

	Op-amp	Podrobnosti
Řídit Nahrazení	TL072	Nízký šum, vstupy JFET, pro vysokofrekvenční aplikace.
	NE5532	Vysokorychlostní, nízký hluk, pro vysoce kvalitní zvukové systémy.
	RC4558	Široce produkované, sdílí charakteristiky s JRC4558.
	LM1458	Podobně jako JRC4558 s mírným šumem a šířkou pásma.
	LM4558	Úzce odpovídá JRC4558 a používá se jako přímá náhrada.
Funkční Alternativy	OPA2134	Vysoká věrnost, nízké zkreslení, pro profesionální zvukové vybavení.
	TL082	Vstupy JFET, nízké vstupní zkreslení a kompenzované proudy.
	MC4558	Podobně jako JRC4558, běžné ve spotřební elektronice.
	OPA2604	Vynikající kvalita zvuku, minimální zkreslení, pro špičkový zvuk.
	LM158 LM158A	Opisové ampéry obecně s různým výkonem charakteristiky.
	LM358 LM358A	Nízkoenergetní, vhodná pro zařízení ovládaná baterie a široké napětí rozsahy.
	LM2904 LM2904Q	Nízkonapěťové, nízkoenergetické, s verzí „Q“ pro náročné prostředí.
	LM747	Silná duální op-amp, vyšší spotřeba energie, pro trvanlivé Aplikace.

Vstupní fáze JRC4558

Jádro JRC4558 je pečlivě navržená vstupní fáze zaměřená na udržování čistoty signálu a přesné zesílení.Tato fáze používá diferenciální zesilovač s dlouhým ocasným párem (LTP), který je dobrý pro vysoce kvalitní zvukové a citlivé analogové signály.Aktuální zrcadlo se také používá k tomu, aby signál byl konzistentnější a zlepšil přesnost amplifikace, což pomáhá zesilovači dobře fungovat, i když se změní vstupní úrovně nebo teploty.

Komponenty jako tranzistory Q1 až Q5, rezistory R1 až R3 a kondenzátor C1 spolupracují na formování vstupní odezvy zesilovače.Jejich role v současném zrcadlovém obvodu pomáhá stabilizovat výkon zesilovače v různých podmínkách a činí JRC4558 ideální pro situace, kdy je vyžadována přesnost a stabilita.

Obrázek 6: Vstup a výstupní fáze JRC4558

Výstupní fáze JRC4558

Výstupní stadium JRC4558 je navrženo tak, aby dodával silný a čirý signál zátěži s minimální ztrátou energie.Používá konfiguraci emitoru AB push-pull, která poskytuje vysoký proudový zisk při zachování účinnosti.Pro nastavení proudu zkreslení se používá multiplikátor VBE a zajišťuje, že zesilovač funguje správně v klidu a rychle reaguje na dynamické změny.

Komponenty včetně tranzistorů Q11 a Q12 a rezistorů R6, R7 a R8, pracují na zajištění spolehlivosti zesilovače mohou řídit různé typy zatížení.Zahrnuty jsou balastové rezistory pro zlepšení tepelné stability a rovnoměrně distribuují proud, který pomáhá udržovat výkon a prodlužuje životnost zesilovače.Tento pečlivý design způsobuje, že JRC4558 je vhodný pro náročné aplikace, které vyžadují přesnost i trvanlivost.

JRC4558 vs. TL072

Obrázek 7: JRC4558 vs. TL072

JRC4558 a TL072 jsou oba duální operační zesilovače, ale mají určité rozdíly, které ovlivňují to, jak fungují v obvodech.JRC4558 je jednoduchý a funguje dobře v základních dvojitých nastaveních op-amp a běžnou volbou pro malé a efektivní obvody.Na druhé straně je TL072 navržen pro složitější obvody.Má lepší vnitřní strukturu, která pomáhá s kvalitou a stabilitou signálu, která je důležitá pro obvody, které vyžadují přesnou manipulaci s signálem.

TL072 funguje dobře s širokou škálou napětí a vytváří velmi malý hluk, skvělý pro zesílení zvukových signálů bez ztráty kvality.Je také energetický a může zvládnout rychlé změny signálu bez problémů, jako jsou západky nebo zkratky, a spolehlivá volba pro systémy, které vyžadují vysokou přesnost.

TL072 je univerzální a lze jej použít v mnoha různých obvodech, od zvukových předběžných ampérů po solární energetické systémy.Je to také spolehlivé v zařízeních, jako jsou nepřerušitelné napájecí zdroje (UPS) a osciloskopy, které ukazují svou přizpůsobivost jak pro zpracování zvuku, tak pro úkoly správy energie.

Mezi další operační zesilovače podobné TL072 patří LM358, NE5532, OPA827, LT1972 a ADA4610-2.Každý z nich má své vlastní silné stránky, takže návrháři si mohou vybrat ten, který vyhovuje jejich konkrétním potřebám a rozpočtu.

JRC4558 vs. NE5532

JRC4558 je skvělý pro jednoduché aplikace.Naproti tomu NE5532 je navržen pro vysoce výkonné aplikace, jako je profesionální zvuk, kde minimalizace hluku a zkreslení je důležité pro dosažení jasné kvality zvuku.

Obrázek 8: NE5532 Pinout

Ne5532 je vynikající pro zvukovou práci, protože má nízký hluk a širokou šířku pásma.Jeho vysoký poměr odmítnutí běžného režimu a silný zisk napětí mu umožňují amplifikovat slabé signály.Také zpracovává širokou škálu vstupních signálů a rychle je zpracovává.

Ne5532 se používá ve zvukových zařízeních, jako jsou předzesilovače, ovládací prvky tónů a grafické ekvalizéry, jakož i profesionální konzoly pro míchání zvuku.Je to nejlepší volba pro zvukové profesionály, kteří potřebují spolehlivý a vysoce kvalitní zvukový výkon.

Mezi alternativy k NE5532 patří TL072, TL1971, LM358, LM4558, RC4588, NJM4560 a LM258.Každý z nich má různé silné stránky, což umožňuje řadu možností v závislosti na potřebách projektu.

Možnosti balení JRC4558

DIP-8 (duální in-line balíček)

Balíček DIP-8 je známý pro své přímé uspořádání paralelních kolíků a je ideální pro prkénko a rychlé prototypování.Větší velikost tohoto balíčku umožňuje snadné vložení do standardních zásuvek nebo pájení na desky s obvody (PCB).

Tento balíček je upřednostňován v projektech, kde se očekávají manuální úpravy nebo výměny komponent.DIP-8 se běžně používají ve vzdělávacích soupravách, diy elektronice a dokonce i některých komerčních produktech, poskytuje uživatelsky přívětivý zážitek pro montáž a řešení problémů.Rozšíření mezi kolíky a fyzickou velikostí balíčku způsobuje, že je vhodné pro manuální manipulaci a ladění.

Obrázek 9: Balíček Dip-8

SYMBOL	Palce		Milimetry
	Min	Max	Min	Max
A	-	0,2	-	5.08
B1	0,014	0,023	0,36	0,58
B2	0,045	0,065	1.14	1.65
C1	0,008	0,015	0,2	0,38
D	0,355	0,4	9.02	10.16
E	0,22	0,31	5,59	7,87
E	0,100 BSc		2,54 BSc
ea	0,300 BSc		7,62 BSc
L	0,125	0,2	3.18	5.08
Q	0,015	0,06	0,38	1,52
S1	0,005	-	0,13	-
α	90 °	105 °	90 °	105 °

SOP-8 (malý obrysový balíček)

Balíček SOP-8 je kompaktnější design určený pro technologii Surface-Mount (SMT).Jeho menší velikost umožňuje větší hustotu komponent na PCB, což z něj činí vynikající volbu pro moderní elektroniku, kde je prostor omezený.

Tento balíček je optimalizován pro automatizovanou sestavu a zajišťuje efektivnější výrobní linky a spolehlivé mechanické montáž.Díky nižšímu profilu a snížené stopě se SOP-8 používá ve přenosných zařízeních nebo aplikacích s přísnými prostorovými omezeními.Podporuje škálovatelné výrobní procesy a vhodný pro výrobu s vysokým objemem.

Obrázek 10: Balíček SOP-8

Symbol	Palce		Milimetry
	Min	Max	Min	Max
A	0,188	0,197	4.8	5
B	0,149	0,158	3.8	4
C	0,228	0,244	5.8	6.2
D	0,050 BSc		1,27 BSc
E	0,013	0,02	0,33	0,51
F	0,004	0,01	0,1	0,25
H	0,053	0,069	1.35	1,75
J	0,011	0,019	0,28	0,48
K	0,007	0,01	0,19	0,25
M	0,016	0,05	0,4	1.27
L	0,150 ref		3.81 Ref
E1	45 °		45 °
α	0 °	8 °	0 °	8 °

Závěr

Operační zesilovač JRC4558 vyniká pro svou stabilitu, vysokou výkonnost a všestrannost.S funkcemi, jako je široký rozsah napětí, vysoký zisk napětí a vstupem s nízkým šumem, je ideální pro aplikace, jako je zpracování zvuku a přesné nástroje.Článek jej porovnává s alternativami, jako jsou TL072 a NE5532, nabízí cenné pokyny pro výběr komponent.Celkově hrál JRC4558 hlavní roli při rozvíjení elektronického designu.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Jaká je šířka pásma JRC4558?

IC JRC4558, nabízí šířku pásma 3 MHz.Tato šířka pásma zajišťuje, že IC dokáže zvládnout zvukové signály bez ztráty věrnosti a pro úkoly, jako je zvukové zesílení a kondicionování signálu.

2. jaké je napájecí napětí JRC4558?

JRC4558 pracuje v rozmezí dvojího napájecího napětí ± 5V až ± 18 V.Tato flexibilita v napájecím napětí umožňuje používat v různých elektronických zařízeních, od malých jednotek ovládaných baterií po větší zařízení poháněné na síti.

3. jaké je maximální napětí pro 4558 IC?

Maximální napětí pro 4558 IC je ± 18V.Použití napětí vyšší než toto může vést k přehřátí a potenciálně trvalému poškození IC, takže je nutné zajistit, aby napětí zůstalo v tomto limitu během operací.

4. k čemu se používá IC 4558?

IC 4558 se používá při zpracování zvukového signálu.Jeho aplikace zahrnují být hlavní součástí zvukových zesilovačů, mixérů a aktivních filtrů.Tato IC je pro tyto aplikace upřednostňována kvůli jeho nízkému výkonu šumu a schopnosti pracovat v širokém rozsahu napětí a přizpůsobit různé potřeby zvukového zařízení.

5. Jaká je rychlost proudu 4558?

Rychlost STREW JRC4558 je 1 V/µs.Tato rychlost určuje, jak rychle může výstup IC reagovat na rychlou změnu vstupního signálu.Rychlost zabití 1 V/µs je dostatečná pro manipulaci s většinou zvukových aplikací, což zabraňuje zkreslení signálu během rychlých změn vstupního zvukového signálu.