Compensações ao escolher o pacote op-amp: quad vs dual vs single

Digamos como exemplo que eu preciso usar quatro amplificadores operacionais no meu projeto. Não tenho nenhum requisito super rigoroso de espaço e preço.

Quais são os parâmetros a serem considerados na escolha do pacote a ser utilizado, além do espaço ocupado no quadro e do preço total?

Quais são as vantagens e desvantagens de usar dois pacotes duplos ou até quatro pacotes únicos diferentes em vez de usar um pacote quad?


Agradecemos antecipadamente por todas as respostas.

Sem exceções que eu possa pensar, usar quatro amplificadores operacionais exige que todos os amplificadores operacionais sejam do mesmo tipo. Em muitos casos, isso significa que alguns dos amplificadores operacionais não serão ideais de alguma forma. O tipo que você escolheria para um circuito de saída pode ter alta taxa de rotação, alta capacidade de tensão de fonte de alimentação, alta corrente de acionamento e tolerar cargas capacitivas; no entanto, essas características podem não ser importantes para o front end que requer (por exemplo) ruído muito baixo, tensão de offset e baixa corrente de polarização de entrada. Portanto, há boas chances de que algo no desempenho ou custo esteja sendo comprometido em comparação ao uso de mais tipos de peças. Existem muitos tipos de amplificadores que todos coexistem no mercado por boas razões.

A diafonia, mencionada por outros, pode ocorrer mesmo em corrente contínua na forma de ligeiras mudanças na tensão de compensação de um amplificador operacional com a tensão de saída do outro - possível quando elas estão operando em níveis muito diferentes. A diafonia térmica também como mencionado também é possível e pode causar distorção ou intermodulação.

O layout é geralmente mais fácil com singles ou duplos em comparação com os quads, na minha experiência. Há pouca vantagem no espaço da placa com quads em relação aos duals, no entanto, os quads podem ser mais baratos por amplificador operacional (o onipresente LM324 é normalmente o mesmo preço aproximadamente para o dual e quad, então você está recebendo quase dois amplificadores operacionais de graça - exceto a placa consumo de espaço e energia). Amplificadores operacionais de alto desempenho geralmente não são assim.

Os amplificadores operacionais modernos incluem muitos tipos com tensão de fonte de alimentação muito limitada - talvez tão baixa quanto 5V (+/- 2,5V) no máximo. Peças com desempenho semelhante que podem suportar +/- 15V são muito mais caras ou indisponíveis. Portanto, usar uma mistura de tensões de alimentação pode fazer sentido, o que exige pacotes diferentes.

Eu realmente não posso responder à pergunta sobre quais parâmetros são importantes - todos osnúmero e gráfico e parágrafo na folha de dados e quaisquer notas de aplicação são importantes em uma aplicação ou em outra, assim como outras coisas que podem não estar declaradas ou ocultas na folha de dados. Por exemplo, um LM324 barato é usado em um aplicativo em que um amplificador é usado como um comparador, mas os requisitos mudam e o desempenho é maior, portanto o designer substitui um tipo mais preciso; infelizmente, o substituto é um amplificador operacional maravilhoso, mas coisas infelizes com uma grande tensão de entrada diferencial, causando muito ranger de dentes e perda de cabelo. As informações estão ocultas em um diagrama de blocos na página 27 da folha de dados em que os resistores em série e os diodos back-to-back são mostrados, mas não em nenhum número de desempenho, pois não são especificados nessas condições.

1. Os efeitos térmicos de ter vários amplificadores operacionais em um único pacote podem se tornar uma preocupação, pois a tensão de saída dos amplificadores operacionais muda assim como a dissipação térmica. Essa onda térmica se propagará pelo chip, causando desequilíbrios na entrada dos amplificadores operacionais. Portanto, se você estiver tentando usar um amplificador operacional de alta velocidade para conduzir uma carga de baixa impedância, sua dissipação térmica poderá ter uma diferença de cerca de 30 ° C

2. Além disso, muitos compartilharão circuitos de polarização internamente e o uso inadequado de amplificadores operacionais pode causar a falha desses circuitos para todos os amplificadores operacionais, não apenas um.

3. Crosstalk, de duas formas, elétrica e térmica. A temperatura da onda que se propaga através do chip será semelhante ao feedback de baixa frequência na entrada. Eletricamente, como os pinos de suprimento são compartilhados, uma grande carga em uma única seção causará uma queda nos fios bond.

4. Ao usar um chip quad ou mesmo um chip dual, você corre o risco de se limitar. Como todos os amplificadores operacionais são idênticos e, portanto, você deve escolher um estilo / recurso que seja voltado para cargas capacitivas, taxa de giro, capacidade hpv etc. É melhor ter muitos amplificadores operacionais diferentes em vez de um quad por esse motivo.

Espero que isto ajude :)

O diafonia pode ser um problema em algumas aplicações. Para coisas de áudio que eu não faço o tempo todo, uso opamps separados para cada canal porque a diafonia pode ser distorcida, portanto não é apenas a separação estéreo. Em outras palavras, a especificação de diafonia parece mais do que adequada em comparação com a separação estéreo do material de programa normal, mas esse amplificador soa horrível, apenas para ser curado usando chips separados para cada canal.

Nas faixas de opamps comumente usadas para áudio (sem abrir uma lata de worms), como a 5532 e a tl072, os duais costumam ser mais baratos devido ao aumento do uso, e certamente por opamps.

Além de algumas das outras ótimas respostas, um possível ponto negativo dos pacotes quad é que eles geralmente estão faltando alguns pinos que podem ser úteis presentes em pacotes únicos e duplos, como compensação de compensação.

Normalmente, os fabricantes oferecem opções muito mais amplas de amplificadores operacionais em duplo e simples em comparação com os quads. O preço pode ser mais que o dobro para um quad, indicando pequena demanda do mercado. Manter a integridade do sinal também é mais difícil com os quads. Se suas especificações não são exigentes, os quads podem ser baratos e geralmente disponíveis (LM324, TL074 e todos os mais novos quads de fornecimento único de + 5V no TSSOP-14).