Применение операционных усилителей в звуковой аппаратуре

Особенности звучания операционных усилителей. Сравнительный анализ ОУ: качество
передачи звука, уровень вносимых искажений, быстродействие

В рамках данной статьи мы не будем углубляться в вопросы "о вреде" или "пользе" использования операционных усилителей в составе звуковых устройств, а будем исходить из того, что такая практика существует и весьма распространена как среди производителей радиоаппаратуры, так и среди аудиофилов разных мастей.

Особенности схемотехнического построения устройств на ОУ уже давно известны и хорошо изучены, поэтому основным методом повышения качественных характеристик звуковоспроизводящих узлов является правильный выбор типа прибора и его параметров в соответствии с закладываемыми требованиями к звучанию. При этом важно понимать, что микросхемы разных наименований, пусть и с близкими электрическими показателями, будут звучать по-разному, поэтому субъективную оценку влияния ОУ на звук также необходимо учитывать.

А для того чтобы было проще ориентироваться в широком ассортименте операционных усилителей, их особенностей и звучания, приведём таблицу с описаниями и некоторыми характеристиками ОУ, так или иначе оптимизированных для работы в составе высококачественной звуковой аппаратуры.
Многие из приведённых операционников не сказать что сильно дёшевы и оттого довольно часто подвержены фальсификации, поэтому, дорогие друзья, будьте бдительны – покупайте микросхемы исключительно в надёжных и проверенных местах.

ОУ	Звучание	THD, %, дБ	Скор. нараст.	Ku
Микросхемы фирмы Texas Instruments
OPA1602 OPA1604	Чистые высокие, воздушная середина, сцена ближе по сравнению с LME49860, плотный бас. Средние частоты не столь динамичные как у LME49860, но переигрывают её своей музыкальностью и естественностью звучания	0.00003	20 В/мкс	120 дБ
OPA1612	Звук точный и ровный с небольшим уклоном в басовый регистр, СЧ естественные, ВЧ собранные и детальные. Мало-шумящий ОУ, применяется в профессиональном аудио-оборудовании, контрольно-измерительном оборудовании для аудиотехники, высококачественных AV-ресиверах.	0.000015	27 В/мкс	130 дБ
OPA1622	По звуку напоминает OPA1612. Усилитель для профессионального оборудования с отличными показателями и выходной мощностью до 150 мВт. Низкое энергопотребление 2,6 мА позволяют использовать его в смартфонах, планшетах, усилителях для наушников и внешних ЦАП	-135 дБ	10 В/мкс	136 дБ
OPA1642	Звучание по сравнению с OPA2134 еще более проработано во всём диапазоне, прекрасно отрабатывает перкуссионные инструменты, вокал, ударные, смычковые, духовые	0.00005	20 В/мкс	134 дБ
OPA1652	Звук точный. Представитель линейки SoundPLUS для высококлассных аудио устройств. Широкий диапазон напряжений питания: от ±2.25 V до ±18 V	0.00005	10 В/мкс	114 дБ
OPA1662	Звук точный и ровный с небольшим уклоном в басовый регистр, с ультра-низкими гармоническими искажениями. Представитель линейки SoundPLUS для высококлассных аудио устройств. Диапазон напряжений питания: от ±1.5 V до ±18 V	0.00006	17 В/мкс	114 дБ
OPA2134 OPA134	Звучание слегка смягченное, считается тёплым. Очень красиво удается середина, вокал, духовые инструменты, но очень тонкие нюансы слегка смазываются. Популярный и недорогой, диапазон напряжений питания: от ±2.5 V до ±18 V	0.00008	20 В/мкс	120 дБ
OPA2132 OPA132	Звук получше, чем OPA2134, более детальный, очень приятный на слух. Поддерживает нагрузку до 600 Ом	0.00008	20 В/мкс	130 дБ
OPA2140 OPA2141 OPA140 OPA141	Прецизионные (отборные), малошумящие. OPA2141 немного точнее и менее шумные, по звучанию схожи с OPA1642	0.00005	20 В/мкс	126 дБ
OPA2211 OPA211	Звучание нейтральное, точный, детальный звук с отличным тональным балансом и разрешением. Прецизионный усилитель с высоким динамическим диапазоном и чрезвычайно низким шумом	0.000015	27 В/мкс	136 дБ
OPA2322 OPA322	По звучанию схожи с OPA2132. Rail-to-rail входы и выходы, диапазон напряжений однополярного питания: от 1.8 V до 5.5 V	0.00005	10 В/мкс	130 дБ
OPA2604 OPA604	Прекрасное качество звука, сочное, детальное. Очень хороший контроль нижнего регистра. Отличный вокал без явных артефактов, ясность звука выше, чем у LM4562. Низкий уровень шума обеспечивает широкий динамический диапазон даже при высоком импедансе источника. Диапазон напряжений питания: от ±4.5 V до ±24 V	0.0003	25 В/мкс	100 дБ
OP27	Звучание винтажное, «жирное», красиво звучит бас и вокал, немного теряются детали	—	2.8 В/мкс	125 дБ
OP275	Звук хороший, но немного смазан. При неинвертирующем включении необходимо подбирать сопротивление резистора обратной связи пропорционально выходному сопротивлению предыдущего каскада, чтобы избежать роста искажений на частотах выше 1 кГц.	0.0006	22 В/мкс	104 дБ
OP285	Отобранные по напряжению смещения (лучшие из) OP275	0.0006	22 В/мкс	104 дБ
TPA6120	Звук практически не приукрашивает, мощный, предпочитает высокоомную нагрузку (от 60 Ом), с уменьшением сопротивления растут гармонические искажения. Чип содержит два независимых канала с отдельными выводами питания. На каждом из каналов: выходная мощность 80 мВт на нагрузке 600 Ом при питании ± 12В, динамический диапазон более 120 дБ, уровень сигнал/шум 120 дБ	0.00014	1300 В/мкс	—
TPA6132	Звучание с уклоном в нижний регистр, сочный бас, качественная проработка СЧ диапазона, ВЧ немного сглажены. Неплохой усилитель, широко распространенный в беспроводных гарнитурах и наушниках с выходной мощностью 25 мВт на канал	0.01	—	—
OPA627	Звук очень качественный, высокая детализация, упругость басов, глубина музыкальной сцены	—	55 В/мкс	120 дБ
OPA926	Звук мягкий, со сглаженными деталями и небольшим уклоном в середину. Изготовлен специально для фирмы FiiO, обладает низкими показателями искажений при работе на 32 Ом, минимальным уровнем шума и в целом более чистым звуком по сравнению с AD8397, но по сравнению с OPA1612 не хватает воздушности	0.0003	—	—
Микросхемы фирмы National Semiconductor
LM4562	Звучание имеет холодный оттенок, глубокий и довольно резкий нижний регистр на ударных, и акцентированные верха. Сверх-малошумящий, с низким уровнем искажений. Нагрузка до 600 Ом без увеличения искажений, отличное подавление пульсаций. Звучит без малейших признаков окрашивания, но ему свойственна проблема, описанная для OP275	0.00003	20 В/мкс	140 дБ
LME49720	Звук явно отличается от LM4562 в худшую сторону, плоская сцена с пропадающей реверберацией	0.00003	20 В/мкс	140 дБ
LME49860	Звучание приятное на слух, лишенное недостатков LM4562, исключительная детальность во всём диапазоне частот, самый качественный из LM усилителей, с повышенным рабочим напряжением до 44V	0.00003	20 В/мкс	140 дБ
LME49990	Звук не до конца точный, но приятный. Управляет нагрузкой до 600 Ом	0.00001	22 В/мкс	135 дБ
LM6172	Звук удивительно прозрачный, мягкий и воздушный для классики, джаза, блюза и других стилей. Малошумящий, мощный до 50 мА выходного тока и очень быстрый	—	3000 В/мкс	86 дБ
LM7372	Тоже очень быстрый. Всем хорош, но при сопротивлении нагрузки ниже 150 Ом искажения начинают резко расти, преодолевая в итоге планку -80 дБ	-100 дБ	3000 В/мкс	85 дБ
Микросхемы MUSES фирмы New Japan Radio Co.
MUSES 8820	Звучание вальяжное, мягкий «ламповый» звук с раздутым басом, винтажный усилитель	0.001	5 В/мкс	110 дБ
MUSES 8920	Звук яркий, его качества – разделение инструментов, масштабность звучания, динамика, звонкость	0.0004	25 В/мкс	135 дБ
MUSES 01	Звук ровный, нейтральный, с высокой детальностью, обилием воздуха и чётким позиционированием инструментов. Детализация голоса, середина и верха звучат завораживающе, но с немного пересушенным басом, хоть он быстрый и хлесткий	0.002	12 В/мкс	105 дБ
MUSES 02	Звучание прозрачное, приятное, динамичный операционник, с хорошим разрешением, более басистый чем MUSES8920, а в остальном они похожи	0.001	5 В/мкс	110 дБ
MUSES 03	Взято лучшее из MUSES01 и MUSES02. Сцена приобрела абсолютно чёткие границы, стала еще глубже и шире. Образы ясные и чёткие. Например, ударная установка с тарелками при хорошей записи звучит так, что чётко слышно, когда по какой тарелке был удар, ближе-дальше, выше-ниже, левее-правее – высочайший эффект присутствия	0.0003	35 В/мкс	115 дБ
Микросхемы фирмы Analog Devices
AD45257	Сильные стороны звучания этого усилителя: голос, глубокий бас, объемная сцена	—	—	—
AD45275	Звучание мягкое, не хватает воздушности и детальности, сцена довольно узкая, инструменты словно в одном ряду. Усилитель с низким уровнем шума, ширина полосы частот в 180 МГц	—	225 В/мкс	—
ADA4896 ADA4897	Мощный звук, слитная подача, с уклоном в НЧ и СЧ, мягкие ВЧ из-за чего может не хватать воздушности. Стабильный при единичном усилении, с низким рабочим током 3 мА, а также с низким шумом. Имеет ширину полосы 230 МГц и широкий диапазон напряжений питания от 3 В до 10 В. Подходит там, где требуется большой динамический диапазон, точность и быстродействие	−115 dB	120 В/мкс	82 dB
AD711	Винил-рипы звучат более лампово и теплее, старый усилитель	−118 dB	20 В/мкс	106 dB
AD712	Компенсированная для единичного усиления версия предыдущего усилителя	−118 dB	20 В/мкс	106 дБ
AD744	Звучит очень приятно, хоть и смазывает некоторые детали, некий компромисс между детальностью и «мясом»	0.0003	75 В/мкс	108 дБ
AD746	По звучанию близок к Burr-Brown, обладает неплохим подавлением пульсаций, работоспособен при низкоомной нагрузке (при токах менее 20 мА)	0.0001	75 В/мкс	116 дБ
AD797	Малошумящий. Звук почти нейтральный, но всё же немного приукрашенный. Выходной ток до 50 мА	–120 dB	20 В/мкс	120 дБ
AD8022	Выходной ток высокий, что хорошо для низкоомных наушников. Сверхмалошумящий, имеет вдвое большую нагрузочную способность, чем AD8066, но требует стабилизированную схему питания	−110 dB	22 В/мкс	—
AD8066	Звук очень качественный. Глубокие низкие частоты, прозрачный звук, похож на AD8620, но более светлый и лёгкий. Область применения – студийное оборудование, где важен точный, неокрашенный звук. Амплитуда тока на выходе до 30 мА, что может быть не достаточно для части низкоомных наушников. Хорошее подавление пульсаций	−95 dB	180 В/мкс	113 дБ
AD8034	Звучание схожее с AD8066. На нагрузке 1 кОм уровень гармоник находится ниже -100 дБ, однако уже на 500 Ом подскакивает до −85 дБ	−100 dB	80 В/мкс	96 дБ
AD823	Звук достаточно резкий на высоких, сцена хорошая, чуть хуже AD8066. Искажения при выходных токах более 20 мА лавинообразно растут. На нагрузке 32 Ом отдаваемая без искажений мощность составляет всего 6 мВт	−108 dB	50 В/мкс	72 дБ
AD826	Звучит неплохо, хорошо строит сцену, хорошо подходит для рока. Фактически является скомпенсированным для единичного усиления AD828, со всеми его достоинствами, но значительно более стабильным. Небольшая потеря в уровне подавления пульсаций питания компенсируется способностью легко выносить ёмкостную нагрузку	−95 dB	350 В/мкс	77 дБ
AD827	Такой же как и предыдущий, с ослабленным выходным каскадом	−88 dB	300 В/мкс	77 дБ
AD828	Звучит очень хорошо, но далеко не во всех схемах стабилен. Способен обеспечить 2 В амплитуды даже на нагрузке 10 Ом. Без искажений выдаёт в нагрузку до 50 мА тока. Малошумящий, обладает хорошим подавлением пульсаций	−100 dB	450 В/мкс	80 дБ
AD8397	Rail-to-rail выход. Звучит нейтрально, широкая сцена, высокий выходной ток до 310 mA, хорошо подходит на выход для наушников, но немного шумит, склонен к возбуждению, требователен к схеме подключения	−98 dB	53 В/мкс	96 дБ
AD845	Звучание с широкой сценой, один из лучших из AD усилителей	−118 dB	100 В/мкс	108 дБ
AD8512	Звучит немного грубее AD823, с меньшей натуральностью высоких частот, но лучшей проработкой баса. Хороший выходной ток до 70 мА, отличное подавление пульсаций, малошумящий.	0.0005	20 В/мкс	100 дБ
AD8599	Звук нейтральный, немного узкая сцена, сверх-малошумящий с усилением до 10 МГц. Искажения возрастают до 0.002% при нагрузке 600 Ом. Хорошо относится к ёмкостной нагрузке, имеет отличное подавление пульсаций питания и выходной ток до 50 мА	0.0005	14 В/мкс	90 дБ
AD8620	Звучит хорошо, но не во всех схемах, иногда не хватает выразительности, шумит поменьше чем AD8066. Искажения менее 0.001%, но резко растут с уменьшением сопротивления нагрузки	0.001	50 В/мкс	105 дБ
AD8672	Звук ровный и чистый, по сравнению с AD823 более детальные ВЧ, более проработанные НЧ. Малошумящий, полоса до 10 МГц. Искажения низкие, но выходной каскад не справляется с большой амплитудой сигнала при низкоомной нагрузке	0.0005	4 В/мкс	120 дБ
Микросхемы разных фирм
LS6132	Китайская копия усилителя TPA6132A2 и PAM8908, с коэффициентом гармонических искажений 1% и выходной мощностью 33 мВт на канал	—	—	—
MAX97220	Звук мягкий, акцентирован на мидбасе и средних частотах, верхние сглажены, достаточно большая выходная мощность 125 мВт, хорошо подходит на выход для наушников	0.0035	—	—
MAX98512	Звук ровный, детальный, близкий к аналитичности	—	—	—
SABRE ES9603	Звучание в сторону мониторности, бас собранный и четкий (без бубнения), середина чистая, высокие частоты детальные без излишних «циканий», неплохая ширина сцены. Усилитель непривередлив к нагрузке и выдает довольно стабильные показатели на разной нагрузке	−117 dB	—	139 дБ
SSM6322	Предназначен для высокой точности передачи звука в Hi-Fi приложениях в портативной технике, в том числе для мобильных телефонов. Рассчитан на нагрузку до 32 Ом, с довольно высоким выходным током 100 мА. Звучание достаточно чистое, без «бубнежки» в нижнем диапазоне и аккуратно сглаженные высокие частоты без потери деталей	−121 dB	18 В/мкс	120 дБ
TFA9891 TFA9892	Звучание с уклоном в средний и низкочастотный диапазон. Усилители класса D с высоким коэффициентом производительности (при 12В до 15 Вт) для портативных устройств	0.1	—	—
THX AAA-78	Звук взрослый с высоким разрешением и в тоже время «музыкальный». НЧ диапазон хороший по разрешению. СЧ — хорошее естественное звучание, позиционирование и глубина сцены. ВЧ смягчены, но без потери детализации. Профессиональный усилитель с отличными показателями: выходная мощность до 400 мВт на канал	0.0008	—	—
HT4832 HT4831	Китайская копия усилителя TPA6132A2 и PAM8908, с выходной мощностью 20 мВт на канал	0.014	—	—
JRC4558	Звук неплохой, достаточно мощный усилитель до 600 мВт с низкими искажениями	0.008	2.2 В/мкс	110 дБ
NE5532P	Звучание мягкое, старый проверенный временем приличный усилитель, что-то сверх этого от него ждать не стоит	—	9 В/мкс	100 дБ
TL071 TL072	Можно повторить всё сказанное про NE5532P	0.003	13 В/мкс	106 дБ
NE5534	Более детальный звук по сравнению с NE5532P и более широкий диапазон питающих напряжений ±3 V...±20 V	0.002	13 В/мкс	100 дБ
LT1355 LT1358 LT1361 LT1364	Семейство из четырёх ОУ с большой (400 В/мкс для LT1355 и LT1358) и очень большой (1000 В/мкс для LT1361 и LT1364) скоростью нарастания. Неплохие шумовые характеристики, повышенная стабильность при ёмкостной нагрузке. Звучание почти нейтральное, очень детальное, немного выделяет середину	0,0007	400 В/мкс	60 дБ
LT1469	Звук чистый и прозрачный, ровный во всем диапазоне. Он не резок, не криклив и не мягок. Очень низкий уровень искажений на высокоомной нагрузке	–125 dB	22 В/мкс	110 дБ
LT1498	Придаёт звуку аналоговый окрас, немного выделяя вокал, музыкальный, имеет высокое соотношение сигнал-шум	–125 dB	6 В/мкс	112 дБ
BUF634	Буфер, высокоскоростной токовый повторитель до 250 мА, увеличивает мощность выходного сигнала без окрашивания звука	—	2000 В/мкс	1