LME49600_HPA V2.1に使うOPAMP比較 過渡応答 NJM4580 MUSES8820 MUSES8920 OPA2134 OPA2604など

LME49600_HPA V2.1の増幅およびDCサーボに使用する2回路入りOPAMPを取り替えて過渡応答を測定しました。LME49600は電流増幅に特化したバッファICで、OPAMPを使ったボルテージフォロアと比較して広帯域、高速なため出力に前段のOPAMPの特性が如実に現れることが期待できます。

実験のようす

製作途中ですが、PCM2704_HPAの筐体に収めているLME49600_HPAの基板を使用しました。ケース内部の左側のPCM2704_LineAmp基板は使用せず、右側の緑色のLME49600_HPAの基板に直接信号を入力しています。

電源: ±9V安定化電源
信号源: SQR_FG
出力負荷: 100Ωの酸金を3本並列にした約33Ωの抵抗負荷

比較したOPAMP

品種	メーカー	動作電源電圧	消費電流	スルーレート	利得帯域幅積	入力換算雑音電圧	THD	VIO	IIO	IB	RIN	価格@秋月	備考
NJM4580	NJR	±2～±18V	6mA	5V/us	15MHz	0.8uVrms	0.00050%	0.3mV	5nA	100nA	-	36円（5個入り180円）
NJM4558	NJR	±4～±18V	3.5mA	1V/us	3MHz	1.4uVrms	-	0.5mV	5nA	25nA	5MΩ	25円（8個入り200円）
NJM2114DD	NJR	±3～±22V	9mA	15V/us	13MHz	0.9uVrms	0.00050%	0.2mV	0.01uA	0.5uA	100kΩ	70円（5個入り350円）	NJM5532互換
NE5532	TI	±5～±15V	8mA	9V/us	10MHz	-	-	0.5mV	10nA	200nA	300kΩ	90円（マルツ）
MUSE8820	NJR	±3.5V～±16V	8mA	5V/us	11MHz	0.8uVrms	0.00100%	0.3mV	5nA	100nA	-	400円
LME49720	TI	±2.5V～±18V	10mA	20V/us	55MHz	0.34uVrms	0.00005%	0.1mV	11nA	10nA	30kΩ	270円
NJM072	NJR	±4～±18V	3mA	13V/us	3MHz(fT)	4uVrms	-	3mV	5pA	30pA	10TΩ	50円
NJM072B	NJR	±4～±18V	3mA	13V/us	3MHz(fT)	4uVrms	-	5mV	5pA	30pA	10TΩ	50円	TL072互換
NJM2082	NJR	±4～±18V	4mA	20V/us	5MHz	1.6uV	-	2mV	5pA	30pA	10TΩ	50円
OPA2134	BB	±2.5V～±18V	4mA	20V/us	8MHz	1.2uVrms	0.00008%	0.5mV	2pA	5pA	100TΩ	200円
OPA2604	BB	±4.5V～±24V	10.5mA	25V/us	20MHz	1.5uVp-p	0.00030%	1mV	4pA	100pA	10TΩ	300円
MUSE8920	NJR	±3.5V～±16V	9mA	25V/us	11MHz	1.1uVrms	0.00004%	0.8mV	2pA	5pA	-	480円

電源OFF時

ch1:入力

バイポーラ入力

NJM4580DD

ch1:入力 ch2:出力

NJM4558D

ch1:入力 ch2:出力

NJM2114DD

ch1:入力 ch2:出力

NE5532

ch1:入力 ch2:出力

MUSE8820

ch1:入力 ch2:出力

バイポーラ入力のOPAMPでは、4558系より5532系のほうが立ち上がりが高速なようです。MUSES8820は5532系に近い波形でオーバーシュートが少なくなっています。

FET入力

NJM072D

ch1:入力 ch2:出力

NJM072BD

ch1:入力 ch2:出力

NJM2082

ch1:入力 ch2:出力

OPA2134

ch1:入力 ch2:出力

OPA2604

ch1:入力 ch2:出力

MUSES8920

ch1:入力 ch2:出力

LME49720

ch1:入力 ch2:出力

FET入力のOPAMPはおおむねバイポーラ入力のOPAMPよりも高速です。

NJM072DとNJM072BDはTL072のセカンドソースで「072は072BのCcを小さくし、AC特性をアップさせております。いっぽう発振に対する安定度は072Bが優れています。」とあり、072Bのほうが少し立ち上がりが遅くなっています。

OPA2134、OPA2604、MUSES8920、LME49720といったオーディオ用と言われるOPAMPは072系に比べてレスポンスがよくなっています。MUSES8920とLME49720はオーバーシュートもほとんど見られません。

※LME49720はDATASHEETに特に記載がなく、入力インピーダンス等を見るとバイポーラ入力のようですが、過渡応答の波形からJFET入力に分類しました。

入力波形の歪

特にバイポーラ入力のOPAMPで入力波形が歪んでいて品種によっても歪み方が異なります。

信号源のSQR_FGはAVRのGPIO出力を300ΩのPOTで分圧して振幅を減衰させて矩形波出力としています。

これが、LME49600_HPAの入力のACカップリング用のCと干渉しているものと推測しています。電源を投入した場合だけ波形が崩れ、品種によって崩れ方が異なるのでOPAMPの入力インピーダンスも影響していそうです。

いずれもう少し詳しく調べたいと思っています。