经典双运放NE5532详解：特性、应用与电路设计指南

经典双运放NE5532详解：特性、应用与电路设计指南

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/USALCD/article/details/139753205

1. 产品特点

• 等效输入噪声电压：5nV/√Hz（典型值，1 kHz）
• 单位增益带宽：10 MHz（典型值）
• 共模抑制比：100 dB（典型值）
• 高直流电压增益：100 V/mV（典型值）
• 峰峰值输出电压摆幅：26 V（典型值，Vcc± = ±15 V，RL = 600 Ω）
• 高压摆率：9 V/μs（典型值）

2. 应用领域

• AV接收机
• 嵌入式电脑
• 上网本
• 视频广播和基础设施：可扩展平台
• DVD刻录机和播放器
• 多通道视频转码器
• 专业调音台

3. 产品描述

NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件是高性能运算放大器，兼具出色的直流和交流特性。它们具有极低噪声、高输出驱动能力、高单位增益和最大输出摆幅带宽、低失真、高转换速率、输入保护二极管和输出短路保护等特点。这些运算放大器在内部进行补偿，以实现单位增益操作。这些器件为等效输入噪声电压指定了最大限值。

4. 简化原理图

5. NE5532引脚配置和功能

5532引脚功能说明

6. 规格

6.1 绝对最大额定值

超过工作自由空气温度范围（除非另有说明）（1）

7. 详细说明

7.1 概述

NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件是高性能运算放大器，集出色的直流和交流特性于一身。它们具有极低噪声、高输出驱动能力、高单位增益和最大输出摆幅带宽、低失真、高转换速率、输入保护二极管和输出短路保护等特点。这些运算放大器在内部进行补偿，以实现单位增益操作。这些器件为等效输入噪声电压指定了最大限值。

7.2 功能说明

7.2.1 单位增益带宽

单位增益带宽是具有单位增益的放大器可以在不大幅失真信号的情况下工作的频率。NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件具有 10MHz 单位增益带宽。

7.2.2 共模抑制比

放大器的共模抑制比（CMRR）是衡量器件抑制两个输入引线共有的不需要的输入信号的程度的指标。它是通过将输入失调电压的变化与输入电压的变化之比转换为分贝来计算的。理想情况下，CMRR是无限的，但实际上，放大器被设计为使其尽可能高。NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件的 CMRR 为 100 dB。

7.2.3 压摆率

压摆率是运算放大器在输入发生变化时可以改变其输出的速率。NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件的压摆率为 9V/ms。

7.3 设备功能模式

连接电源时，NE5532、NE5532A、SA5532 和 SA5532A 器件通电。根据应用的不同，这些器件中的每一个都可以作为单电源运算放大器或双电源放大器运行。

8. 应用与实施

8.1 典型应用

某些应用需要差分信号。图4显示了一个简单的电路，该电路采用15 V单电源将2V至10V的单端输入转换为±8 V的差分输出。有意限制输出范围，以最大限度地提高线性度。该电路由两个放大器组成。一个放大器充当缓冲器，产生电压VOUT+。第二个放大器反相输入并增加一个基准电压以产生VOUT–。VOUT+ 和 VOUT– 的电压范围为 2 V 至 10 V。VDIFF 的区别是 VOUT+ 和 VOUT–。

8.1.1 设计要求

• 电源电压：15 V
• 基准电压：12V
• 输入：2 V 至 10 V
• 输出差分：±8 V

8.1.2 详细设计程序

图4中的电路采用单端输入信号VIN，并使用两个放大器和一个基准电压VREF产生两个输出信号VOUT+和VOUT。VOUT+是第一个放大器的输出，是输入信号的缓冲版本，VIN公式为1。VOUT– 是第二个放大器的输出，它使用 VREF 向 VIN 添加失调电压，并使用反馈来增加反相增益。VOUT– 的传递函数为公式 2。

(1)
VOUT+ = VIN

(2)
VOUT– = VREF – VIN

差分输出信号VDIFF是两个单端输出信号VOUT+和VOUT–之间的差值。公式 3 显示了 VDIFF 的传递函数。通过应用 R1 = R2 和 R3 = R4 的条件，传递函数被简化为公式 6。使用此配置时，最大输入信号等于基准电压，每个放大器的最大输出等于VREF。差分输出范围为 2×VREF。此外，共模电压将是VREF的一半（参见公式7）。

(3)
VDIFF = VOUT+ - VOUT-

(4)
VOUT+ = VIN

(5)
VOUT– = VREF – VIN

(6)
VDIFF = 2×VIN – VREF

(7)
共模电压 = VREF / 2

8.1.2.1 放大器选择

输入范围内的线性度是获得良好直流精度的关键。共模输入范围和输出摆幅限制决定了线性度。通常，需要具有轨到轨输入和输出摆幅的放大器。

带宽是此设计的关键问题。由于 NE5532 的带宽为 10 MHz，因此该电路只能处理频率低于 10 MHz 的信号。

8.1.2.2 无源元件选择

由于 VOUT– 的传递函数严重依赖于电阻器（R1、R2、R3 和 R4），因此请使用低容差电阻器，以最大限度地提高性能并最大限度地减少误差。此设计使用的电阻值为 36kΩ 且公差在 2% 以内。但是，如果系统噪声是一个关键参数，用户可以选择较小的电阻值（6 kΩ或更低），以保持整个系统的低噪声。这确保了电阻器的噪声低于放大器噪声。

8.1.3 应用曲线

图5、图6和图7中测得的传递函数是通过将输入电压从0 V扫描到12V而产生的。但是，此设计只能在2 V至10 V之间使用，以获得最佳线性度。

9. 电源建议

NE5532x 和 SA5532x 器件的额定工作电压范围为 ±5 至 ±15 V;许多规格适用于 0°C 至 70°C （NE5532x） 和 -40°C 至 85°C （SA5532x）。“典型特性”部分提供了在工作电压或温度方面可能表现出显著差异的参数。

注意：

超出 ±22 V 范围的电源电压可能会永久损坏器件（请参阅绝对最大额定值）。

将 0.1μF 旁路电容放置在靠近电源引脚的位置，以减少来自噪声或高阻抗电源的误差耦合。有关旁路电容器布局的更多详细信息，请参阅布局指南。

10. 布局

10.1 布局指南

为使设备获得最佳操作性能，请使用良好的PCB布局实践，包括：

• 噪声可以通过整个电路的电源引脚和运算放大器传播到模拟电路中。旁路电容用于通过提供模拟电路本地的低阻抗电源来降低耦合噪声。
• 在每个电源引脚和接地之间连接低 ESR、0.1μF 陶瓷旁路电容器，并尽可能靠近器件放置。从V+到地的单个旁路电容适用于单个
  供应应用。
• 电路的模拟和数字部分分开接地是最简单、最有效的噪声抑制方法之一。多层PCB上的一层或多层通常专用于接地平面。
  接地层有助于散热并减少 EMI 噪声拾取。确保将数字和模拟接地物理分开，注意接地电流的流动。有关详细信息，请参阅电路板布局技术，SLOA089.
• 为减少寄生耦合，请使输入走线尽可能远离电源或输出走线。如果无法将它们分开，则最好垂直穿过敏感迹线，而不是与嘈杂迹线平行。
• 将外部组件放置在尽可能靠近设备的位置。将RF和RG保持在反相输入附近可较大限度地降低寄生电容，如布局示例所示。
• 保持输入迹线的长度尽可能短。永远记住，输入走线是电路中最敏感的部分。
• 考虑在关键走线周围设置一个驱动低阻抗保护环。保护环可以显著降低附近不同电位走线的漏电流。