NE5534, структура и секреты использования

NE5534 пользуется неизменной популярностью в проф. аудио технике уже несколько десятилетий из за прекрасной линейности и низкого шума, но в бытовой аппаратуре она сыскала дурную славу из за бездарного использования. В этом небольшом очерке я расскажу как устроена 5534 и несколько секретов ее нестандартного использования.

5534 является трехкаскадным ОУ состоящим их входного npn дифкаскада, промежуточного pnp усилителя и выходного npn каскада. Схема NE5534 представлена ниже:

Входной каскад состоит из транзисторов Q1 Q2 без эмиттерных резисторов для уменьшения шума и ГСТ на Q3 с током 0,2...0,25ма, промежуточный каскад из транзисторов Q8 Q11 с МОС через резисторы R9 R12 нагруженный на токовое зеркало Q61 Q62 Q10. Выходной каскад Дарлингтон на Q13 Q17 с повторителем на Q21 управляемый Q17 через схему смещения на Q15 D4 D5 R15. Транзисторы Q19 Q20 с R18 R19 ограничивают выходной ток. Ток покоя задается разницей напряжений на D4 D5 и составляет порядка 2ма, выходной транзистор Q17 работает без отсечки. Упрощенная схема ВК приведена ниже:

Частотная коррекция данного ОУ представляет собой смесь фидфорвард через C2 и нестед Миллер через C3 C4 компенсаций вырождающуюся на вч в Миллер компенсацию из за параллельного соединения C3 C4 через C2. Конденсатор C1 обеспечивает на вч для промежуточного каскада заземление входа на его опорное напряжение (положительное питание) чтоб не добавлять лишний ноль на АФЧХ. Для входного каскада опорным является отрицательное питание, для промежуточного каскада опорным является положительное питание, для выходного каскада отрицательное питание. Поэтому для 5534 обязательным является низкоимпедансная связь между положительным и отрицательным напряжением питания на ВЧ.

Изучив внутреннюю структуру 5534 можно переходить к особенностям ее использования, так как 5534 имеет выведенные наружу несколько точек ее внутренней структуры это позволяет делать такие вещи как:

1. Делать внешний дифкаскад, например JFET.
2. Увеличивать скорость изменения выходного напряжения увеличив ток покоя промежуточного каскада.
3. Корректировать до Ку=+1 без уменьшения петлевого усиления.
4. Увеличить ток покоя ВК.
5. Использовать внешний ВК.

1. Для этого нужно выводы 2 и 3 посадить на минус питания тем самым отключив внутренний дифкаскад, внешний дифкаскад подключается по цепям баланса согласно схеме приведенной ниже.

2. Резисторы R1 и R2 подключать лучше на минус питания а не на землю тем самым увеличив их сопротивления и уменьшив влияния на коеф. усиления оу без оос, ток через резисторы не стоит делать больше 0,2ма так как возможно деградирование усилительных свойств pnp транзисторов промежуточного каскада.

3. Конденсатор C1 должен быть 100-200пф в зависимости от включения ОУ.

4. Резистор R2 включается между 5 и 6 выводом 5534 тем самым изменяя отношение напряжений между диодами задающими ток покоя ВК.

Ток покоя выходного каскада 5534 будет приблизительно равен

• 11ма при R2=47ом

• 9ма при R2=62ом

• 7,5ма при R2=75ом

• 6ма при R2=100ом

• 5ма при R2=150ом

• 4ма при R2=200ом

5. На рисунке ниже представлен один из возможных вариантов построения мощного внешнего двухтактного ВК который может быть использован как усилитель для низкоомных наушников 4-16ом и других применений.

Open loop gain measurements of NE5534 / NE5532 / LM318 from various manufacturers.

CMRR measurements of NE5534 / NE5532 / LM318 from various manufacturers.

DC parameters of NE5534 from various manufacturers.

Accurate SPICE macromodels for some op amps.

"Directly or indirectly, all questions connected with this subject must come for decision to the ear, as the organ of hearing; and from it there can be no appeal" J.W.S. Rayleigh