Микросхема NE5532: datasheet, аналоги и характеристики

Согласно данным из datasheet, NE5532 (SA5532) представляют собой сдвоенный маломощный биполярный операционник (ОУ) с двуполярным питанием. В сравнении с аналогичными изделиями, вроде NE1458, характеризуется небольшим уровнем шумов, высокой полосой пропускания и большим коэффициентом усиления. Оснащена защитными диодами на входе и схемой от короткого замыкания на выходе. Широко применяется в качестве предусилителя в высококачественном аудиоборудовании и телефонии.

Микросхема 5532 (символы «NE» и «SA» иногда не приводятся в обозначении) впервые была представлена широкому потребителю голландской Philips (ныне NXP Semiconductor) в 1979 г. Благодаря очень хорошим шумовым характеристикам и низкому уровню искажений стала отраслевым стандартом профессионального звука, и оставалась лучшей до появления в 2007 г. LM4562 от Texas Instruments. В настоящее время её продолжают выпускать многие производители электроники.

Цоколевка

Как и большинство микросхем, ne5532 выпускается в стандартных пластиковых корпусах для дырочного или поверхностного монтажа на плату. Соответственно DIP или SO (SOIC). В большинстве случаев имеет восемь металлических выводов, но иногда встречаются и шестнадцатипиновые экземпляры. В последнем случае часть контактов не используется. Цоколевка представлена на рисунке.

Способы монтажа на плату можно определить по маркировке на микросхеме. У разных производителей она немного отличается. Например, у Texas Instruments устройства с суффиксом «D» предназначены для поверхностного монтажа, а с «P» для дырочного. On Semiconductor для обозначения DIP-корпуса использует символ «N».

Таким образом идентичные по характеристикам NE5532P от Texas Instruments и NE5532N (On Semiconductor) имеют одинаковые DIP-корпуса, но обозначаются по разному. Другие символы в маркировке, в большинстве случаев, уже никак не влияют на внешний вид, но все же подчёркивают отдельные технические характеристики микросхемы.

Принципиальная схема

Используя эту микросхему и трансформатор для согласования с нагрузкой (75 Ом), получаем простой по схеме (рис. 1) усилитель для головных телефонов.

Достоинства такого усилителя — в простоте, хорошем звучании и неприхотливости: устойчив при замыкании в цепи нагрузки, прекрасно работает с телефонами номинальным сопротивлением 75 и 150 Ом (и даже 32 Ом), при этом исключено попадание постоянного напряжения на головные телефоны.

За счёт применения трансформатора микросхема не перегружается, хотя усилитель имеет небольшое окрашивание звука на низких частотах. Наличие небольшого постоянного напряжения на выходах ОУ (в моём усилителе 270 мВ) не создаёт существенного подмагничивания.

Рис. 1. Принципиальная схема простого усилителя НЧ для головных телефонов.

В конструкции для стереотелефонов, кроме сдвоенного операционного усилителя NE5532P (DA1), применены плёночные конденсаторы К73-17 ёмкостью 1 мкФ на 63 В (С1, С2), импортный сдвоенный переменный резистор с экспоненциальной кривой регулирования. Выходной трансформатор — с любым Ш-образным магнитопроводом из электротехнической стали с площадью сечения 2…3 см2.

Обмотки выходного трансформатора: первичная — 1200 витков обмоточным проводом диаметром 0,1 мм, вторичная — 400 витков диаметром 0,15…0,18 мм. Намотка всех обмоток — внавал, сначала половина первичной, затем вторичная и далее вторая половина первичной.

Можно мотать обе обмотки одновременно: сложить вместе четыре провода (три — диаметром 0,1 мм и один — 0,15 мм) и намотать 400 витков с последовательным соединением трёх частей первичной обмотки. Автором были использованы магнитопроводы и каркасы от трансформаторов из неисправных малогабаритных трансформаторных блоков питания.

Полоса воспроизводимых частот усилителя — 30 Гц… 30 кГц по уровню -1 дБ. Максимальное напряжение на вторичных обмотках трансформаторов под нагрузкой 75 Ом — 3,5 В при входном 0,3 В. Резисторы R2 и R3 для обоих каналов желательно подобрать попарно, используя цифровой мультиметр.

В цепях питания микросхемы следует установить блокировочные керамические или плёночные конденсаторы ёмкостью 0,1 мкФ. Нелинейные искажения на реальной нагрузке 75 Ом (телефоны ТДС-5М) на частоте 100 Гц и 1 кГц показаны на спектрограмме (рис. 2 и рис. 3).

Рис. 2. Спектрограмма нелинейных искажений.

Рис. 3. Спектрограмма нелинейных искажений.

Технические характеристики

Согласно технических характеристик NE5532 является почти полностью биполярной, за исключением одного полевого транзистора в генераторе смещения. Сигнальный тракт включает два последовательных диффкаскада, каскада усиления по напряжению и двухтактного повторителя с защитой от перегрузки по току. Внутри так же есть четыре компенсационных конденсатора. Приведём значения предельно допустимых (максимальных) параметров .

Максимальные параметры

Максимальные значения параметров микросхемы NE5532:

напряжение питания (VS) до ± 22 В;
дифференциальное напряжение на входе (VDIFF) до ± 0,5 В;
входной ток (IIN) до 10 мА;
рабочая температура кристалла (TJ) до + 150 oC.

Максимальная рассеиваемая мощность (PD) и тепловое сопротивление ограничены характеристиками корпуса, в котором размещена микросхема. Их значения можно рассчитать по методике приведённой в стандарте JESD 51-7.

Все приведённые величины напряжений относятся к средней точке (между Vcc+ и Vcc-), т.е. для двуполярного питания. Защитные диоды на входе микросхемы ограничивают входное диффнапряжение до 0,6 В. Максимальный ток не должен превышать 10 мА.

Аналоги

Полный аналог NE5532 найти не сложно, в настоящее время их достаточно много. Например, таковыми являются следующие микросхемы и их модификации: AD823, AD712, LM833, OP275, RC4558. Иногда в поисках замены радиолюбители стремятся улучшить качество звучания. В этих целях в качестве альтернативы можно рассмотреть более современные ОУ: AD826, LM6172, LT1364, LM4562, THS4061.

Отечественных аналогов у NE5532 не существует.

Усилитель-конструктор для наушников на УС NE5532P

PA2134 — топ первых твиков, недорога, смягченное слегка окрашенное звучание, считается теплым звуком, но сабам желательно другие, 22 В/мкс OPA2132 — дороже но чуть получше, делает звук аналитичнее ценой облегчения нижнего регистра

OPA2604 — звучание капризной opa2604 оказалось более правдоподобным и воздушным, близким к оригиналу но мнение несколько разделилось, четыре против одного в пользу ad8620, твик базовой хфай с веги

OPA627BP — чёткая картина, высокая детализация, глубина и упругость басов, глубина музыкальных цен — что ещё надо чтобы достойно встретить старость?… но есть ещё не взятая вершина — это два одноканальных opa627bp на переходнике 2mono-to-dual dip8. цена эксперимента от 1500 до 2500 рублей (fcenter.ru)

AD826 или AD823 для более сильного баса, или на LME49860NA для более детального и вкусного звука во всём диапазоне частот.

AD8022 — выходной ток выше, что хорошо для низкоомных наушников, приемлимые искажения на 600 Ом и выше, отзывы о разнице в звучании неоднозначны, 50 В/мкс

AD8066 — только soic8 и msop8, музыкальней чем lm, очень глубокие низкие частоты, считается прозрачным звуком, компромис между 8620 и BB, не агрессивный но не непринужденный как bb, в i/u похожи на AD8620 но несколько более светлые и легкие, 180 В/мкс

AD8620 — шумит чуть поменьше 8066, jfet вроде для аудио получше, не во всех схемах хорошо звучит, не гладкая но и не резкая, в i/u спокойное плавное иногда не хватает выразительности, 50 В/мкс

LM4562 — глубокий и довольно резкий нижний регистр на ударных, но излишне акцентированные верха (fcenter.ru) старая была вялая, новая даже агрессивна, она не для мягкого звука специфическое холодное звучание, в электронике не хватает напористости баса и общей мягкости, 20В/мкс

LME49860 — самая качественная из LM-ок, улучшенный вариант LM4562 с повышенным напряжением до 44v, исключительная детальность, превзошёл по субъективному качеству звучания все остальные испытанные микросхемы этой линейки (fcenter.ru), приятный на слух звук лишенный недостатков 4562, для более детального и «вкусного» звука во всём диапазоне частот, 20 В/мкс

LME49720 — штатный на Auzen X-Fi Forte 7.1, явно отличается от LM4562, плоская сцена с пропадающими реверберациями (fcenter.ru)

LM6172 — быстрая, удивительно прозрачный звук, для джаза и прочих живых записей (fcenter.ru) обладает очень мягким и воздушным звуком, практически ламповым (REN), на Live/Audigy многим нравится больше чем 8066, в i/u похожи на LT1364 но более светлые и легкие, 3000 В/мкс

под beyerdynamic DT880 250 Ом — можно ad8066, ad826, ad8620, ad823, lt1364, ths4062, ths4052 — уши можно цеплять к ad826, ths4062, ths4052.

… наушники у меня низкоомные(40 ом) Хотелось бы более теплого и мягкого звучания, тогда 6172 она почти в 2 раза мощнее LME49860 и где-то в 1.5 раза чем AD8066, обладает мягким звуком, меньше чем 8066 шумит на низких частотах.

отдельно по 8620, ибо по идее она жоще (жёстче!) 8066:

*** с 8620 звук чуть более «тёплый/мясистый» с 8066 — «холодновато/отстраннённый», но более нейтральный и точный, с учётом того, что 8066 дешевле, рекомендую начать с них.

*** по опыту работы с ad8620 помню, что в i/u ее звучание было абсолютно нейтрально-серым вплоть до некоей шероховатости.

*** запомните раз и навсегда: не ставьте в фильтры однобитных цапов оу с низкой скоростью нарастания, они просто не «врубаются», что происходит у них на входе. заменил 8672 (4 в/мкс) обратно на 8620 (50 в/мкс) — верха стали настолько чище и прозрачнее, что поначалу показалось, что их срезали.

*** если душит жаба, то есть оу 8022, — втрое дешевле, а по тех.характеристикам уступают 8620 только по подавлению помех питания и жрут чуть больше тока (5ма, всё равно терпимо). скорость нарастания та же, шумов меньше где-то на 6..10 дб, плоские чх без ос во всём звуковом диапазоне, шире полоса пропускания. кг тоже чуть меньше.

*** ad8066 — отличный выбор. у нее аналитический звук, без отсебятины. все нюансы передаются очень точно, во всей полосе частот. не всем нравится её звук, особенно тем кто привык к улучшайзерам и прочим раскраскам. её область применения студийное оборудование, где важен точный, нераскрашенный звук.

*** если сравнивать ad8066 и opa2134 по характеру звучания, то первый выдает так называемый прозрачный звук, второй так называемый теплый. смягченное, слегка окрашенное звучание

*** opa2134 — очень «музыкальна», ей очень красиво удается серединка, вокал, все щипковые инструменты, духовые… но вот очень тонкие нюансы она смазывает, совсем слегка, но маскирует такие вещи например, когда при игре на саксофоне слышно, как слюнки летят в инструмент у kenny g. её (opa2134) стезя, певучие инструментальные усилители, получается весьма качественное и красивое звучание. в звуковухах на выхлопе вполне оправдана и по цене и по качеству.

*** таки дошли руки поставить opa2132… по сравнению с ad8066 — у ад звук более мягкий, гармоничный что-ли, он как бы растворяется, у опа он более жесткий, агрессивный что ли… первый (ад) наверно будет более предпочтителен для джаза и его производных, опа как более жесткий хорош для мясца… для игрушек наверно все же остановлюсь на opa, хотя оба звучат нормально, и разницу нужно искать действительно «с лупой» между ними…

Не забываем, что ОУ — это вам не LEGO и качество их работы в конкретном месте весьма во многом определяется «обвязкой». Для наушников надо брать ОУ с полностью комплементарным мощным выходом (я такие называю Х-симметричными). Блин, что-то не нашел их списочек в закромах своих… TPA6120a2 — вот пример отличного усилка, но его так просто в карту не вставишь — корпус! N