JRC4558 OP-AMP: caratteristiche, specifiche e applicazioni

Il JRC4558 è un amplificatore operativo doppio flessibile ampiamente utilizzato in elettronica.Questo articolo esplora le sue caratteristiche, tra cui frequenza stabile, ampia gamma di tensione e resistenza ad alta temperatura, che lo rende affidabile tra le applicazioni.Rispetto ad amplificatori come TL072 e NE5532, il JRC4558 è ideale per progetti sia semplici che avanzati, trovati in pedali di chitarra, sistemi audio e attrezzature mediche.

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Figura 1: JRC4558 OP-AMP

Cos'è JRC4558 OP-amp?

Il JRC4558 è un amplificatore a doppia operazione ampiamente utilizzato (AMP) con otto pin.È noto per avere una buona impedenza di input e una forte amplificazione della tensione.È disponibile in due tipi principali: SOP e immersione per diversi progetti di circuiti.Questo chip è popolare nei pedali di chitarra, offrendo fino a 100 dB di guadagno di tensione e un'impedenza di ingresso di 5 megaohm.Funziona su un intervallo di potenza tra ± 4 V e 18 V.Il layout PIN del JRC4558 è semplice e semplifica il design del circuito.Il pin 8 è collegato alla tensione positiva e il pin 4 alla tensione negativa.Le uscite dei due amplificatori si trovano sui pin 1 e 7. Gli ingressi di invertitura, invertono il segnale, sono sui pin 2 e 6, mentre gli ingressi non invertiti che mantengono lo stesso segnale sono sui pin 3 e 5.

Ogni amplificatore opera in modo indipendente, gestendo contemporaneamente segnali diversi.Il chip ha una stabilizzazione integrata, gestendo efficacemente un'ampia gamma di tensione.Ha un'elevata impedenza di input, significa che non disegna molto corrente.Mentre il guadagno da 100 dB non è il più alto, è sufficiente per la maggior parte degli usi.Il chip ha anche un tempo di risposta rapido con una velocità di serie di 1,7 V per microsecondo.Questo chip è progettato per aumentare la differenza di tensione tra i suoi segnali di ingresso e utile per attività come il confronto dei segnali o amplificare piccole differenze di tensione. Un grande vantaggio è che può funzionare solo su un alimentatore +5V, a differenza di altri amplificatori operativi che necessitano di fonti di potenza sia positive che negative, rendendo più facile l'uso in semplici progetti di circuiti senza perdere prestazioni.

Caratteristiche e specifiche JRC4558

Caratteristiche JRC4558

Nessuna regolazione della frequenza: il design è stabile e non ha bisogno di messa a punto ultratene per mantenere stabile la risposta in frequenza.

Nessun rischio di bloccarsi: il sistema è progettato per evitare di bloccarsi durante l'uso, migliorando l'affidabilità.

Gestione ampia tensione- Funziona con una gamma di tensioni comuni e differenziali, per vari circuiti.

Prestazioni coerenti nel calore: le misure come il guadagno e l'offset rimangono stabili anche con variazioni di temperatura.

Amplificatori abbinati: gli amplificatori sono bilanciati in guadagno e fase, riducendo le differenze di prestazioni.

Ottimizzazione della frequenza integrata: il sistema è già ottimizzato per la frequenza, non è richiesta la messa a punto manuale.

Ingresso a basso rumore- Il design dell'input riduce il rumore, fornendo un segnale più pulito.

Compatibile con MC1458/LM358- Funziona con chip MC1458 e LM358 standard per una facile integrazione nei progetti esistenti.

Specifiche JRC4558

JRC4558 Specifiche	Dettagli
Gamma di tensione di alimentazione	Funziona tra ± 5 V e ± 15 V.
Larghezza di banda	3MHz, per una vasta gamma di frequenze di segnale.
Temperatura operativa	Affidabile tra 0 ° C e 70 ° C.
Tasso di griglia	Tasso di risposta rapido di 1,7 V/μs.
Guadagno di tensione	Amplifica i segnali fino a 100 dB, per applicazioni ad alto guadagno.
Opzioni del pacchetto	Disponibile in formati SOP e DIP a 8 pin per la flessibilità di progettazione.

Valutazioni massime di JRC4558

Parametro	Simbolo	Valore	Unità
Tensione di alimentazione	VCC	± 22	V
Tensione di ingresso differenziale	Vi (diff)	± 18	V
Tensione di ingresso	Vi	± 15	V
Temperatura operativa	Topr	-20 ~+85	℃
Dissipazione di potenza (P-Dip)	Pd	600	MW
Dissipazione di potenza (SOP)	Pd	400	MW
Intervallo di temperatura di conservazione	Tstg	-65 ~+150	℃

Figura 2: diagramma del circuito interno JRC4558

Caratteristiche elettriche di JRC4558

Parametro	Simbolo	Conduzione di prova	Min	Tipo	Max	Unità
Fornitura della corrente, tutto amp, nessun carico	ICC	-	-	2.3	4.5	Ma
Tensione di offset di ingresso	Vio	Rs<10KΩ	-	2	6	MV
Corrente di offset di ingresso	Iio	-	-	5	200	n / a
Corrente di distorsione da ingresso	Ibias	-	-	30	500	n / a
Grande guadagno di tensione del segnale	GV	VO (P-P) = ± 10V, rl≤2KΩ	20	200	-	V/mv
Intervallo di tensione di ingresso in modalità comune	VI (R)	-	± 12	± 13	-	V
Rapporto di rifiuto della modalità comune	Cmrr	Rs ≤10kΩ	70	90	-	db
Rapporto di rifiuto della tensione di alimentazione	PSRR	Rs ≤10kΩ	76	90	-	db
Swing di tensione di uscita	VO (P-P)	RL≥10KΩ	-	± 12	± 14	V
Consumo energetico	PC	-	-	70	170	MW
Tasso di griglia	Sr	VI = ± 10 V, rl≥2KΩ, Cl≤100pf	1.2	2.2	-	V/µs
Sorgi il tempo	Tris	VI = ± 20mV, rl≥2KΩ, Cl≤100pf	-	0.3	-	µs
Superamento	Sistema operativo	VI = ± 20mV, rl≥2KΩ, Cl≤100pf	-	15	-	%
Resistenza di ingresso	Ri	-	0.3	2	-	Mω
Resistenza di uscita	Ro	-	-	75	-	Ω
Distorsione armonica totale	Thd	f = 1KHz, AV = 20db, RL = 2KΩ, Vo = 2vpp, cl = 100pf	-	0,008	-	%
Separazione del canale	VO1/VO2	-	-	120	-	db

Caratteristiche di frequenza di JRC4558

Parametro	Simbolo	Test Condizione	Min	Tipo	Max	Unità
Unity guadagna larghezza di banda	BW	-	2.0	2.8	-	MHz

Configurazione del pin JRC4558

Figura 3: JRC4558 PINOUT

Pin n.	Nome PIN	Descrizione del perno
1	Output 1	Il pin di uscita di OP-AMP 1
2	Invertire l'input 1	Il perno di ingresso invertito di op-amp 1
3	Ingresso non invertito 1	Il pin di ingresso non invertito dell'amplifica 1
4	VCC	Fornitura negativa o terminale di terra
5	Ingresso non invertito 2	Il pin di ingresso non invertito di OP-AMP 2
6	Invertire l'input 2	Il pin di invertitore di op-amp 2
7	Output 2	Il pin di uscita di OP-AMP 2
8	VCC +	Terminale di alimentazione positiva

Amplificazione con JRC4558

Il chip JRC4558 viene utilizzato nell'elaborazione audio e del segnale perché può essere utilizzato in molti modi.Il modo in cui è cablato determina i diversi tipi di amplificazione che può fare.Ecco due semplici configurazioni che mostrano come il JRC4558 può aumentare i segnali.

Figura 4: diagramma del circuito dell'amplificatore JRC4558

Configurazione dell'amplificatore invertita

Nella configurazione invertita, il segnale di ingresso è collegato all'ingresso di inverte (PIN 2) del JRC4558.Questa configurazione richiede due resistori: uno collegato tra il segnale di ingresso e l'ingresso di inverte e un altro che funge da resistore di feedback tra l'uscita e l'ingresso di inversione.

La caratteristica principale di questa configurazione è che il segnale di uscita è una versione invertita del segnale di ingresso.Ciò significa che l'output è esattamente l'opposto dell'input, quando l'ingresso è positivo, l'output diventa negativo e viceversa.La quantità di amplificazione, o guadagno, è determinata dal rapporto tra i due resistori.Il guadagno viene calcolato come rapporto tra resistenza di feedback (etichettata RF) e resistenza di ingresso (RI) ma con un segno negativo a causa dell'inversione di fase:

Questa formula significa che se la resistenza di feedback è maggiore del resistore di ingresso, il segnale di uscita verrà amplificato ma comunque invertito.

Configurazione dell'amplificatore non invertito

Nella configurazione non invertita, il segnale di ingresso è collegato all'ingresso non invertito (PIN 3) del JRC4558.In questa disposizione, il segnale di uscita rimane in fase con l'ingresso.Ciò significa che se il segnale di ingresso aumenta, l'uscita aumenta in sincronizzazione con esso, mantenendo la stessa polarità.

Questa configurazione richiede anche due resistori: uno collegato tra l'uscita e l'ingresso di inversione (pin 2) e l'altro tra l'ingresso e il terreno di inversione.Il guadagno in questa configurazione viene calcolato in modo diverso rispetto alla configurazione invertita.Qui, il guadagno è sempre maggiore o uguale a 1, il che significa che amplifica il segnale senza alcuna inversione di fase.La formula del guadagno è:

In questo caso, il valore del resistore di feedback (RF) e il resistore collegato a terra (RI) determinano quanto il segnale viene amplificato.Il "1" nella formula garantisce che anche se i resistori hanno lo stesso valore, il guadagno è ancora maggiore dell'unità.Uno dei vantaggi della configurazione non invertibile è che offre un'impedenza di input più elevata.

Applicazioni JRC4558

Figura 5: applicazioni JRC4558

• Pedali di chitarra

JRC4558 è un componente principale nei pedali di chitarra, specialmente in modelli iconici come il tubo screamer.Modella il segnale audio per produrre un tono ricco, caldo e sovradimensionato che è molto ricercato dai chitarristi per la sua capacità di migliorare l'espressione nel loro modo di suonare.

• Sistemi Hi-Fi

Nei sistemi audio ad alta fedeltà, JRC4558 migliora la chiarezza e la profondità del suono perfezionando i segnali all'interno di preamplificatori e miscelatori audio.Il suo utilizzo aiuta a garantire che gli ascoltatori abbiano un suono più dinamico e coinvolgente, migliorando sia gli alti che i bassi dello spettro audio.

• Filtri

Il chip fa parte di filtri passa-alto e passa-basso.Questi filtri gestiscono la gamma di frequenze autorizzate a passare, contribuendo a eliminare rumore o interferenza indesiderati sia nei sistemi audio che di comunicazione.Il ruolo del JRC4558 garantisce un controllo accurato della larghezza di banda del segnale, contribuendo a un'uscita più pulita e più mirata.

• Amplificatori

Come amplificatore di segnale, il JRC4558 viene utilizzato in varie applicazioni audio e in sistemi basati su sensori.Fornisce la spinta ai segnali di basso livello, migliorando le prestazioni complessive sia dei sistemi audio che dei dispositivi sensibili di raccolta dei dati.

• Convertitori da analogico a digitale

Nei sistemi in cui i segnali analogici vengono convertiti in forma digitale, il JRC4558 viene utilizzato per tamponare e regolare tali segnali.Ciò garantisce che gli ingressi analogici siano adeguatamente regolati per abbinare i requisiti del convertitore digitale, portando a letture digitali più accurate e affidabili.

• Strumentazione biomedica

Il JRC4558 è utile in dispositivi medici che monitorano i pazienti, come ECG e altri strumenti diagnostici.In queste applicazioni, fornisce l'accuratezza e la stabilità necessarie per gestire delicati segnali biologici.

• Controller di servo

Nell'automazione industriale, in particolare nei servomotori, il movimento del motore di controllo JRC4558 con alta precisione.Aiuta a gestire il circuito di feedback necessaria per un posizionamento motorio accurato in sistemi come bracci robotici o linee di montaggio automatizzate.

• Driver di linea

Se utilizzato nei driver di linea, il JRC4558 rafforza i segnali trasmessi su cavi lunghi o linee di telecomunicazioni.Ciò mantiene i dati o i segnali audio chiari e accurati, anche su lunghe distanze.

• Sistemi audio

I sistemi audio domestici e automobilistici beneficiano anche della capacità di JRC4558 di migliorare il controllo e l'amplificazione del suono.Funziona all'interno di questi sistemi per garantire un output audio chiaro e potente, sia che tu stia ascoltando la musica nel tuo salotto o in viaggio.

• Sistemi di misurazione

Il JRC4558 è spesso utilizzato in dispositivi di misurazione come gli oscilloscopi e gli analizzatori di spettro.In questi sistemi, aiuta ad amplificare e filtrare i segnali in arrivo e consentire misurazioni più accurate e un'interpretazione dei dati più chiara.

JRC4558 Equivalenti e alternative

	AMP OP	Dettagli
Diretto Sostituzioni	TL072	Rumore basso, ingressi JFET, per applicazioni ad alta frequenza.
	NE5532	Rumore ad alta velocità, basso, per sistemi audio di alta qualità.
	RC4558	Ampiamente prodotto, condivide le caratteristiche con JRC4558.
	LM1458	Simile a JRC4558 con leggero rumore e variazioni della larghezza di banda.
	LM4558	Corrisponde da vicino a JRC4558 e utilizzato come sostituto diretto.
Funzionale Alternative	OPA2134	Alta fedeltà, bassa distorsione, per attrezzatura audio professionale.
	TL082	Input JFET, bias di ingresso basso e correnti di offset.
	MC4558	Simile a JRC4558, comune nell'elettronica di consumo.
	OPA2604	Eccellente qualità del suono, distorsione minima, per audio di fascia alta.
	LM158 LM158A	Ampli operazionali per uso generale con prestazioni diverse caratteristiche.
	LM358 LM358A	A bassa potenza, adatto per dispositivi a batteria e ampia tensione gamme.
	LM2904 LM2904Q	A bassa tensione, bassa potenza, con versione "Q" per esigente ambienti.
	LM747	Forte doppio amp, consumo energetico più elevato, per durevole applicazioni.

Fase di input di JRC4558

Al centro della JRC4558 è presente una fase di input attentamente progettata sul mantenimento della chiarezza del segnale e dell'amplificazione precisa.Questa fase utilizza un amplificatore differenziale di coppia a coda lunga (LTP), buono per segnali analogici audio e sensibili di alta qualità.Uno specchio corrente viene anche utilizzato per rendere il segnale più coerente e migliorare l'accuratezza dell'amplificazione, aiutando l'amplificatore a funzionare bene anche quando i livelli di input o le temperature cambiano.

Componenti come Transistor da Q1 a Q5, resistori da R1 a R3 e condensatore C1 lavorano insieme per modellare la risposta di input dell'amplificatore.Il loro ruolo nell'attuale circuito specchio aiuta a stabilizzare le prestazioni dell'amplificatore in varie condizioni e a rendere il JRC4558 ideale per le situazioni in cui sono necessarie precisione e stabilità.

Figura 6: stadio di input e output di JRC4558

Fase di output di JRC4558

Lo stadio di uscita del JRC4558 è progettato per fornire un segnale forte e chiaro al carico con una perdita di energia minima.Utilizza una configurazione di follower di emettitore push-pull di classe che fornisce un elevato guadagno di corrente mantenendo l'efficienza.Un moltiplicatore VBE viene impiegato per impostare la corrente di distorsione, garantendo che l'amplificatore funzioni correttamente a riposo e risponde rapidamente alle modifiche dinamiche.

I componenti tra cui i transistor Q11 e Q12 e i resistori R6, R7 e R8, lavorano per garantire che l'amplificatore possa guidare diversi tipi di carichi in modo affidabile.I resistori di zavorra sono inclusi per migliorare la stabilità termica e distribuire uniformemente l'attuale che aiuta a mantenere le prestazioni e prolunga la vita dell'amplificatore.Questo attento design rende il JRC4558 adatto per applicazioni esigenti che richiedono sia precisione che durata.

JRC4558 vs. TL072

Figura 7: JRC4558 vs. TL072

JRC4558 e TL072 sono entrambi doppi amplificatori operativi ma hanno alcune differenze che influenzano il modo in cui si comportano nei circuiti.JRC4558 è semplice e funziona bene nelle configurazioni di base a doppia op-amp e una scelta comune per circuiti piccoli ed efficienti.D'altra parte, il TL072 è progettato per circuiti più complessi.Ha una struttura interna migliore che aiuta con la qualità del segnale e la stabilità, che è importante per i circuiti che richiedono una gestione precisa del segnale.

Il TL072 funziona bene con un'ampia varietà di tensioni e produce pochissima rumore, ottimo per amplificare i segnali audio senza perdere la qualità.È anche efficiente dal punto di vista efficiente e può gestire cambiamenti rapidi del segnale senza problemi come coglioni o cortocircuiti e una scelta affidabile per i sistemi che necessitano di alta precisione.

Il TL072 è versatile e può essere utilizzato in molti circuiti diversi, dai pre-amps audio ai sistemi di energia solare.È anche affidabile in dispositivi come alimentatori non interrompenti (UPS) e oscilloscopi, mostrando la sua adattabilità sia per le attività di elaborazione audio che di gestione dell'alimentazione.

Altri amplificatori operativi simili al TL072 includono LM358, NE5532, OPA827, LT1972 e ADA4610-2.Ognuno ha i suoi punti di forza, quindi i designer possono scegliere uno che si adatta alle proprie esigenze e budget specifici.

JRC4558 vs. NE5532

JRC4558 è ottimo per applicazioni semplici.Al contrario, la NE5532 è progettata per applicazioni ad alte prestazioni come l'audio professionale, in cui la minimizzazione del rumore e della distorsione è importante per ottenere una chiara qualità del suono.

Figura 8: NE5532 PINOUT

Il NE5532 è eccellente per il lavoro audio perché ha un rumore basso e un'ampia larghezza di banda.Il suo elevato rapporto di rifiuto in modalità comune e un forte guadagno di tensione consentono di amplificare segnali deboli.Gestisce anche una vasta gamma di segnali di input e li elabora in modo rapido e accurato.

Il NE5532 utilizzato in dispositivi audio come pre-amplificatori, controlli di tono e parenti grafici, nonché console di miscelazione audio professionali.È una scelta migliore per i professionisti audio che necessitano di prestazioni sonore affidabili e di alta qualità.

Le alternative al NE5532 includono TL072, TL1971, LM358, LM4558, RC4588, NJM4560 e LM258.Ognuno di questi ha diversi punti di forza, consentendo una serie di opzioni a seconda delle esigenze del progetto.

Opzioni dei pacchetti JRC4558

Dip-8 (pacchetto doppio in linea)

Il pacchetto DIP-8 è noto per la sua semplice disposizione dei perni paralleli e ideale per il breadboard e la prototipazione rapida.La dimensione più grande di questo pacchetto consente un facile inserimento nelle prese standard o nella saldatura a foro su circuiti stampati (PCB).

Questo pacchetto è favorito nei progetti in cui sono previsti aggiustamenti manuali o sostituzioni dei componenti.Comunemente utilizzato in kit educativi, elettronica fai-da-te e persino alcuni prodotti commerciali, Dip-8 offre un'esperienza intuitiva per i circuiti di assemblaggio e risoluzione dei problemi.La spaziatura tra i pin e le dimensioni fisiche del pacchetto lo rendono adatto per la gestione e il debug manuali.

Figura 9: pacchetto DIP-8

SIMBOLO	POLLICI		Millimetri
	Min	Max	Min	Max
UN	-	0.2	-	5.08
B1	0,014	0,023	0.36	0,58
B2	0,045	0,065	1.14	1.65
C1	0,008	0,015	0.2	0.38
D	0,355	0.4	9.02	10.16
E	0.22	0.31	5.59	7.87
e	0,100 BSC		2,54 BSC
ea	0.300 a.C.		7.62 BSC
L	0.125	0.2	3.18	5.08
Q	0,015	0,06	0.38	1.52
S1	0,005	-	0.13	-
α	90 °	105 °	90 °	105 °

SOP-8 (pacchetto di contorni piccoli)

Il pacchetto SOP-8 è un design più compatto destinato alla tecnologia a montaggio superficiale (SMT).Le sue dimensioni più piccole consentono una maggiore densità dei componenti sui PCB, rendendolo una scelta eccellente per l'elettronica moderna in cui lo spazio è limitato.

Questo pacchetto è ottimizzato per l'assemblaggio automatizzato, garantendo linee di produzione più efficienti e montaggio meccanico affidabile.A causa del suo profilo inferiore e dell'impronta ridotta, SOP-8 viene utilizzato in dispositivi portatili o applicazioni con rigorosi vincoli di spazio.Supporta processi di produzione scalabili e adatti alla produzione ad alto volume.

Figura 10: pacchetto SOP-8

Simbolo	POLLICI		Millimetri
	Min	Max	Min	Max
UN	0.188	0.197	4.8	5
B	0.149	0.158	3.8	4
C	0.228	0.244	5.8	6.2
D	0,050 a.C.		1.27 BSc
E	0,013	0,02	0.33	0,51
F	0,004	0,01	0.1	0,25
H	0,053	0,069	1.35	1.75
J	0,011	0,019	0,28	0.48
K	0,007	0,01	0.19	0,25
M	0,016	0,05	0.4	1.27
L	0.150 Rif		3.81 Rif
E1	45 °		45 °
α	0 °	8 °	0 °	8 °

Conclusione

L'amplificatore operativo JRC4558 si distingue per la sua stabilità, alte prestazioni e versatilità.Con funzionalità come un ampio intervallo di tensione, un guadagno ad alta tensione e un ingresso a basso rumore, è ideale per applicazioni come l'elaborazione audio e gli strumenti di precisione.L'articolo lo confronta con alternative come TL072 e NE5532, offrendo una guida preziosa per la selezione dei componenti.Nel complesso, il JRC4558 ha svolto un ruolo importante nel far avanzare il design elettronico.

Domande frequenti [FAQ]

1. Qual è la larghezza di banda di JRC4558?

JRC4558 IC, offre una larghezza di banda di 3 MHz.Questa larghezza di banda garantisce che l'IC sia in grado di gestire i segnali audio senza perdita di fedeltà e per attività come l'amplificazione audio e il condizionamento del segnale.

2. Qual è la tensione di alimentazione di JRC4558?

Il JRC4558 opera entro un intervallo di tensione di alimentazione a doppia alimentazione da ± 5 V a ± 18 V.Questa flessibilità nella tensione di alimentazione consente di essere utilizzato in vari dispositivi elettronici, da piccole unità a batteria a apparecchiature più grandi alimentate con la rete.

3. Qual è la tensione massima per 4558 IC?

La tensione massima per il 4558 IC è ± 18 V.L'applicazione di una tensione superiore a ciò può portare a un surriscaldamento e danni potenzialmente permanenti all'IC, quindi è necessario per garantire che la tensione rimanga entro questo limite durante le operazioni.

4. A cosa serve IC 4558?

L'IC 4558 viene utilizzato nell'elaborazione del segnale audio.Le sue applicazioni includono essere un componente principale in pre-amplificatori audio, miscelatori e filtri attivi.Questo IC è favorito per queste applicazioni a causa della sua uscita a basso rumore e della possibilità di funzionare su una vasta gamma di tensioni, soddisfacendo varie esigenze di apparecchiature audio.

5. Qual è la tariffa Slew di 4558?

La velocità di serie di JRC4558 è 1 V/µs.Questa velocità determina la rapidità con cui l'uscita dell'IC può rispondere a una rapida variazione del segnale di ingresso.Una velocità di serie di 1 V/µs è adeguata per la gestione della maggior parte delle applicazioni audio, impedendo la distorsione del segnale durante le rapide variazioni del segnale audio di ingresso.