Compensaciones al elegir el paquete de amplificador operacional: quad vs dual vs single

Sin excepciones que se me ocurran, el uso de cuatro amplificadores operacionales requiere que todos los amplificadores operacionales sean del mismo tipo. En muchos casos, esto significa que algunos de los amplificadores operacionales no serán óptimos de alguna manera. El tipo que elegiría para un circuito de salida podría tener una alta velocidad de respuesta, alta capacidad de tensión de alimentación, alta corriente de accionamiento y ser tolerante con las cargas capacitivas; sin embargo, esas características pueden no ser importantes para el extremo frontal que requiere (digamos) muy poco ruido. Voltaje de compensación y corriente de polarización de entrada baja. Por lo tanto, es probable que algo en el rendimiento o el costo se vea comprometido en comparación con el uso de más tipos de piezas. Hay muchos tipos de amplificadores que coexisten en el mercado por buenas razones.

La diafonía, que otros han mencionado, puede tener lugar incluso en CC en forma de ligeros cambios en el voltaje de compensación de un amplificador operacional con el voltaje de salida del otro, posiblemente significativo cuando funcionan a niveles muy diferentes. También es posible la diafonía térmica, como se mencionó, y puede causar distorsión o intermodulación.

Según mi experiencia, el diseño suele ser más fácil con simples o dobles que con quads. Hay poca ventaja en el espacio de la placa con quads sobre duales, sin embargo, los quads pueden ser más baratos por amplificador operacional (el omnipresente LM324 suele tener el mismo precio aproximadamente para el dual y el quad, por lo que casi obtiene dos amplificadores operacionales gratis, excepto la placa espacio y consumo de energía). Los amplificadores operacionales de mayor rendimiento generalmente no son así.

Los amplificadores operacionales modernos incluyen muchos tipos que tienen un voltaje de suministro de energía muy limitado, quizás tan bajo como 5V (+/- 2.5V) como máximo. Las piezas con un rendimiento similar que pueden manejar +/-15 V son mucho más caras o no están disponibles. Por lo tanto, puede tener sentido usar una combinación de voltajes de suministro, lo que requiere diferentes paquetes.

Realmente no puedo responder a la pregunta sobre qué parámetros son importantes - cadanúmero y gráfico y párrafo en la hoja de datos y cualquier nota de aplicación es importante en una aplicación u otra, así como otras cosas que pueden no estar declaradas u ocultas en la hoja de datos. Por ejemplo, se usa un LM324 barato en una aplicación donde se usa un amplificador como comparador, pero los requisitos cambian y se requiere un mayor rendimiento, por lo que el diseñador lo sustituye por un tipo más preciso, desafortunadamente el sustituto es un amplificador operacional maravilloso pero no cosas desafortunadas con un gran voltaje de entrada diferencial que causa mucho rechinar de dientes y pérdida de cabello. La información está oculta en un diagrama de bloques en la página 27 de la hoja de datos donde se muestran las resistencias en serie y los diodos consecutivos, pero no en ningún número de rendimiento, ya que no se especifican en tales condiciones.

1. Los efectos térmicos de tener múltiples amplificadores operacionales en un solo paquete pueden convertirse en una preocupación, ya que el voltaje de salida de los amplificadores operacionales cambia, al igual que su disipación térmica. Esta onda térmica se propagará a través del chip provocando desequilibrios en la entrada de los amplificadores operacionales. Por lo tanto, si está tratando de usar un amplificador operacional de alta velocidad para impulsar una carga de baja impedancia, su disipación térmica podría tener una diferencia de alrededor de 30C

2. Además, muchos compartirán circuitos de polarización internamente y el uso inadecuado de los amplificadores operacionales puede hacer que estos circuitos fallen para todos los amplificadores operacionales, no solo para uno.

3. Diafonía, en dos formas, tanto eléctrica como térmica. La térmica de la onda que se propaga a través del chip se verá como una retroalimentación de baja frecuencia a través de la entrada. Eléctricamente, dado que los pines de suministro se comparten, una gran carga en una sola sección provocará una caída en los cables de unión.

4. Al usar un chip cuádruple o incluso un chip dual, corre el riesgo de limitarse. Como todos los amplificadores operacionales son idénticos y, por lo tanto, debe elegir un estilo/característica, ya sea que esté dirigido a cargas capacitivas, velocidad de respuesta, capacidad HPV, etc. Por esta razón, puede ser mejor tener muchos amplificadores operacionales diferentes en lugar de un quad.

Espero que esto ayude :)

La diafonía puede ser un problema en algunas aplicaciones. Para las cosas de audio que no hago todo el tiempo, uso amplificadores operacionales separados para cada canal porque la diafonía puede distorsionarse, por lo que no es solo una separación estéreo. En otras palabras, la especificación de diafonía parece más que adecuada en comparación con la separación estéreo del material de programa normal, pero dicho amplificador suena espantoso, solo para ser curado usando chips separados para cada canal.

En los rangos de amplificadores operacionales comúnmente utilizados para audio (sin abrir una lata de gusanos) como el 5532 y el tl072, los duales suelen ser más baratos debido al mayor uso, y ciertamente por amplificadores operacionales.

Aparte de algunas de las otras excelentes respuestas, un posible aspecto negativo de los paquetes cuádruples es que a menudo les faltan algunos pines que pueden ser útiles y que están presentes en paquetes simples y duales, como el ajuste compensado.

Los fabricantes suelen ofrecer una variedad mucho más amplia de amplificadores operacionales en dual y singles en comparación con quads. El precio puede ser más del doble por un quad, lo que indica una demanda de mercado pequeña. Mantener la integridad de la señal también es más difícil con quads. Si sus especificaciones no son exigentes, los quads pueden ser baratos y comúnmente disponibles (LM324, TL074 y todos los quads de suministro único de +5V más nuevos en TSSOP-14).