Kompromisse bei der Auswahl des Operationsverstärker-Pakets: Quad vs Dual vs Single

Nehmen wir als Beispiel an, ich muss in meinem Projekt vier Operationsverstärker verwenden. Ich habe keine sehr strengen Anforderungen an Platz und Preis.

Welche Parameter müssen bei der Auswahl des zu verwendenden Pakets neben dem Platz auf der Tafel und dem Gesamtpreis berücksichtigt werden?

Was sind die Kompromisse und was sind die Unterschiede bei der Verwendung von zwei Doppelpaketen oder sogar vier verschiedenen Einzelpaketen anstelle eines Vierfachpakets?


Vielen Dank im Voraus für jede Antwort.

Ohne Ausnahmen, die mir einfallen, erfordert die Verwendung von vier Operationsverstärkern, dass alle Operationsverstärker vom gleichen Typ sind. In vielen Fällen bedeutet dies, dass einige der Operationsverstärker in irgendeiner Weise nicht optimal sind. Der Typ, den Sie für eine Ausgangsschaltung auswählen würden, könnte eine hohe Anstiegsgeschwindigkeit, eine hohe Versorgungsspannung, einen hohen Ansteuerstrom und eine Toleranz gegenüber kapazitiven Lasten aufweisen. Diese Eigenschaften könnten jedoch für das Front-End unwichtig sein, das beispielsweise ein sehr geringes Rauschen erfordert. Offsetspannung und niedriger Eingangsvorspannungsstrom. Die Chancen stehen also gut, dass die Leistung oder die Kosten im Vergleich zur Verwendung von mehr Teiletypen beeinträchtigt werden. Es gibt viele Arten von Verstärkern, die alle aus guten Gründen auf dem Markt existieren.

Übersprechen, das andere erwähnt haben, kann sogar bei Gleichstrom in Form von geringfügigen Verschiebungen der Offset-Spannung eines Operationsverstärkers mit der Ausgangsspannung des anderen auftreten - möglicherweise signifikant, wenn sie auf sehr unterschiedlichen Pegeln arbeiten. Auch thermisches Übersprechen ist wie erwähnt möglich und kann zu Verzerrungen oder Intermodulationen führen.

Meiner Erfahrung nach ist das Layout bei Singles oder Duals im Vergleich zu Quads oft einfacher. Der Platz auf dem Board mit Quads ist gegenüber Duals wenig vorteilhaft, jedoch können Quads pro Operationsverstärker billiger sein (der allgegenwärtige LM324 ist in der Regel ungefähr für Dual und Quad gleich teuer, sodass Sie fast zwei Operationsverstärker kostenlos erhalten - mit Ausnahme von Board Platz- und Stromverbrauch). Operationsverstärker mit höherer Leistung sind normalerweise nicht so.

Moderne Operationsverstärker umfassen viele Typen mit sehr begrenzter Versorgungsspannung - möglicherweise nur 5 V (+/- 2,5 V). Teile mit ähnlicher Leistung, die +/- 15 V verarbeiten können, sind viel teurer oder nicht verfügbar. Die Verwendung einer Mischung von Versorgungsspannungen kann daher sinnvoll sein, was unterschiedliche Pakete erfordert.

Ich kann die Frage, welche Parameter wichtig sind, nicht wirklich beantworten - alleNummer, Grafik und Absatz im Datenblatt und alle Anwendungshinweise sind in der einen oder anderen Anwendung wichtig, ebenso wie andere Dinge, die möglicherweise nicht angegeben oder im Datenblatt verborgen sind. Zum Beispiel wird ein billiger LM324 in einer Anwendung verwendet, in der ein Verstärker als Komparator verwendet wird, aber die Anforderungen sich ändern und eine höhere Leistung erforderlich ist. Daher ersetzt der Designer einen präziseren Typ. Leider ist der Ersatz ein wunderbarer Operationsverstärker, tut dies aber unglückliche Dinge mit einer großen differentiellen Eingangsspannung, die viel Zähneknirschen und Haarausfall verursachen. Die Informationen sind in einem Blockdiagramm auf Seite 27 des Datenblattes versteckt, in dem Vorwiderstände und Back-to-Back-Dioden angezeigt werden, jedoch keine Leistungsnummer, da sie unter solchen Bedingungen nicht angegeben sind.

1. Die thermischen Auswirkungen mehrerer Operationsverstärker in einem einzigen Gehäuse können zu einem Problem werden, da sich die Ausgangsspannung der Operationsverstärker ändert und sich auch die Wärmeableitung ändert. Diese Wärmewelle breitet sich über den Chip aus und verursacht Ungleichgewichte im Operationsverstärkereingang. Wenn Sie versuchen, einen Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker zum Ansteuern einer Last mit niedriger Impedanz zu verwenden, kann sich Ihre Wärmeableitung um 30 ° C unterscheiden

2. Darüber hinaus teilen sich viele intern Vorspannungsschaltungen, und die unsachgemäße Verwendung von Operationsverstärkern kann dazu führen, dass diese Schaltkreise für alle Operationsverstärker ausfallen, nicht nur für einen.

3. Übersprechen in zwei Formen, sowohl elektrisch als auch thermisch. Die Wärme der Welle, die sich über den Chip ausbreitet, sieht aus wie eine niederfrequente Rückkopplung über den Eingang. Wenn die Versorgungsstifte gemeinsam genutzt werden, verursacht eine große Last in einem einzelnen Abschnitt einen Abfall über die Bonddrähte.

4. Wenn Sie einen Quad-Chip oder sogar einen Dual-Chip verwenden, riskieren Sie, sich einzuschränken. Da alle Operationsverstärker identisch sind, müssen Sie einen Stil / eine Funktion auswählen, unabhängig davon, ob diese auf kapazitive Lasten, Anstiegsgeschwindigkeit, HPV-Fähigkeit usw. abzielt. Aus diesem Grund ist es möglicherweise besser, viele einzelne Operationsverstärker als ein Quad zu haben.

Hoffe das hilft :)

Übersprechen kann in einigen Anwendungen ein Problem sein. Für Audio-Inhalte, die ich nicht immer mache, verwende ich separate Opamps für jeden Kanal, da das Übersprechen verzerrt sein kann, sodass es nicht nur eine Stereo-Trennung ist. Mit anderen Worten, die Übersprechspezifikation scheint im Vergleich zur Stereotrennung von normalem Programmmaterial mehr als ausreichend zu sein, aber ein solcher Verstärker klingt schrecklich, nur um durch Verwendung separater Chips für jeden Kanal geheilt zu werden.

In den Bereichen von Opamps, die üblicherweise für Audio verwendet werden (ohne eine Dose Würmer zu öffnen), wie z. B. 5532 und tl072, sind die Duals aufgrund der zunehmenden Verwendung häufig billiger, und zwar auf Opamp-Basis.

Abgesehen von einigen der anderen großartigen Antworten besteht ein möglicher Nachteil von Quad-Paketen darin, dass ihnen häufig einige Stifte fehlen, die nützlich sein können und bei einzelnen und vielen Doppelpaketen vorhanden sind, wie z. B. Offset-Trimm.

Die Hersteller bieten im Vergleich zu Quads in der Regel eine viel größere Auswahl an Operationsverstärkern für Dual- und Singles. Der Preis für ein Quad kann über dem Doppelten liegen, was auf eine geringe Marktnachfrage hinweist. Die Aufrechterhaltung der Signalintegrität ist bei Quads ebenfalls schwieriger. Wenn Ihre Spezifikationen keine hohen Anforderungen stellen, können Quads billig und allgemein verfügbar sein (LM324, TL074 und alle neueren + 5V-Quads mit Einzelversorgung in TSSOP-14).