Amplificador operacional: se dan las especificaciones para la ganancia unitaria, ¿cómo elegir otra ganancia?

La ganancia de bucle abierto es la línea de 'amplificación de voltaje' en la hoja de datos anterior. Especifica 15 o 25V / mV mínimo (dependiendo de la temperatura) y típicamente 200V / mV a temperatura ambiente. Llamémoslo a 100V / mV para facilitar las sumas, pero ten en cuenta que podría ser peor.

El GBW es 3MHz típico (por lo que podría ser peor, ¡una cantidad no especificada, peor!). Eso significa que puede esperar una ganancia unitaria de bucle abierto a 3 MHz, x10 a 300 kHz, x100 a 30 kHz, etc.

Si realiza una etapa de ganancia controlada, usando resistencias de realimentación para establecer la ganancia de circuito cerrado (verifique la terminología que ha usado en su OP), entonces se habrá quedado completamente sin ganancia de realimentación a 30kHz, y no tendrá mucho a 20kHz. Por lo tanto, en las condiciones en que se especifica la ganancia, no sería un buen amplificador, a 20 kHz, a 10 voltios, si se tratara de un amplificador de ganancia típico. Si fuera un amplificador de ganancia mínima, el ancho de banda de 40dB sería bastante menor a 20kHz.

La ganancia se especifica como ganancia de señal grande. ¿Cuál es la ganancia de señal pequeña esperada, si queremos solo un nivel de línea de 1v? Podríamos esperar un poco más, pero ¿cuánto? La hoja de datos guarda silencio sobre eso.

Si desea una ganancia de 40dB por etapa, entonces, como se especifica, no parece ser un buen amplificador de audio. Tenga en cuenta que cualquier distorsión causada por una ganancia de retroalimentación inadecuada no será audible si se produce en señales individuales en la región de 10-20 kHz, los armónicos caerán fuera de banda y el contenido de las señales de audio tiende a disminuir a altas frecuencias de todos modos . Los productos de intermodulación caerán en banda sin embargo. Si desea una ganancia de 20dB por etapa y un nivel de salida de 1v, entonces la imagen es bastante mejor.

En una nota histórica, cuando el venerable 741 salió a la luz en 1900 y lo que fuera, fue tomado con entusiasmo por los fabricantes de amplificadores de guitarra y PA. No era ideal, baja ganancia, alto ruido, baja velocidad de giro, pero los productos sí se vendían. El TL081 está muy por encima del 741 para esos tres parámetros.

Si fueras a crear material de audio profesional, tal vez quieras ver cosas como OP275 y similares. Pero use TL081 primero, y vea si suena adecuado.

Una imagen ayuda (de la hoja de datos): -

Como puede ver (con suerte): -

• La ganancia de bucle abierto suele ser de aproximadamente 2 x \ $ 10 ^ 5 \ $ (o 200 V / mV)
• La ganancia de bucle abierto a 20 kHz es aproximadamente 2 x \ $ 10 ^ 2 \ $ (o 46 dB)

En cuanto a si el TL081 es bueno para el audio que depende de cuánta amplificación necesite su circuito. Para un amplificador de ganancia unitaria, la ganancia de bucle abierto de 46 dB está bien, pero, si quisiera una ganancia de bucle cerrado de 100 (40 dB), empezaría a ser un poco cauteloso al usar el TL081 pero, recordando que la mayoría de la gente ganó. Ni siquiera escuche 20 kHz y cualquier distorsión armónica no se escuchará, supongo que, en la mayoría de las aplicaciones, el TL081 será bueno para ganancias de bucle cerrado de hasta 100.

  

El ancho de banda para la ganancia unitaria es de 3MHz. Suponiendo que tengo un solo polo, cruzaré 20 kHz (quiero tener una ganancia de bucle abierto de, como mínimo, 20 kHz para aplicaciones de audio) a una amplificación de bucle abierto de aproximadamente 40 dB. Eso es muy malo.

eso solo es aplicable a las plataformas VFB. Los opamps de CFB no tienen ese concepto.

  

¿Eso significa que TL081 no es un buen amplificador operacional para audio?

depende de para qué lo estés usando. la ganancia es solo una parte de la ecuación cuando se selecciona un opamp (o cualquier dispositivo activo), y en muchos casos es una parte no tan importante de esa ecuación.

Para complementar otras respuestas:

El opamp te da una ganancia de bucle abierto de 46dB a 20kHz. Utiliza algo de eso como ganancia real en su circuito, y el resto es su retroalimentación, cuyo propósito es corregir los errores de bucle abierto y la distorsión.

Por ejemplo, si desea una alta precisión de CC en una alta ganancia para un sensor, entonces necesita una alta ganancia de bucle abierto para minimizar el error de ganancia. Esto no es para audio.

Aquí, asumo que te gustaría que tu ancho de banda de bucle cerrado fuera de al menos 20 kHz. Pero con su ganancia de 40dB, solo le quedan 6dB de ganancia extra de OL. Eso es asumiendo que usted obtiene los 3MHz que la hoja de datos dice que son "típicos". Si el clima es un poco frío o demasiado caliente, y la temperatura que obtiene no es la mejor en la oblea, tal vez no tenga los 3MHz típicos, podría tener un poco menos, y luego su margen de 6dB se evaporará, y el ancho de banda de circuito cerrado real de su circuito se reducirá, y ya no pasará a 20 kHz.

Además, 6dB de retroalimentación es insuficiente para corregir las no linealidades de bucle abierto. El TL081 tiene una etapa de salida realmente débil (observe que su distorsión se especifica en una carga de resistencia muy alta, no 600 ohmios como opamps más robustos). Así que realmente necesitas esa información adicional en la etapa de salida.

Usaría otro opamp, con más GBW ... y quizás también menos ruido, porque este tiene 18nV / rtHz, ¡lo cual es ENORME! También puede dividir su ganancia de 40dB en dos etapas de 20dB, usando dos opamps.

Tu único TL081 podría funcionar peor que un par de 4558 maliciosos.

Si se trata de bricolaje, hágase un favor y no haga nada, ponga un OPA1652 allí, su precio es realmente razonable (1,5 € cantidad 1) y tiene un rendimiento excelente, aunque también le disgustan las cargas de baja impedancia. .

También puede utilizar opamps descompensados que solo serán estables con altas ganancias. Esto le proporciona GBW extra, si encuentra el correcto.

El TL081 tiene una diferencia de entrada JFET, por lo que la fuente de distorsión será mejor que los bipolares. Ya sea que tenga tonos simples o material de programa de música estándar, la distorsión será inherentemente ----- incluso con un poco de 1 / GH ---- más bajo.

Si puede tolerar ganancias inexactas, use el TL081.

Si puede tolerar una unidad de salida pobre, use el TL081.