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単電源ヘッドフォンバッファの製作〜5V単電源で動作するオペアンプ探し

投稿日:2014年11月21日 更新日:

一番難儀と思われるオペアンプの選定。5V単電源で動作してくれるオペアンプって、どれくらいあるのかな?

ということで、実際にヘッドフォンバッファ回路で手持ちのオペアンプを取っ替え引っ替えして試してみることに。

単電源オペアンプとか、レール2レールなオペアンプは、今回はパス。
というわけで、手持ちの中から、一回路入りのオペアンプを14種類。

opamps_5v

データシートをみると、そのほとんどが、±5V以上が推奨条件。そう「推奨」なだけで、絶対条件で「5V以下で使うな」とは書いていないし、壊れることもない。

ということで、簡易スペアナで使えるwave spectraをVAIOに入れて簡易計測してみました。
計測時のキャプチャを後半に貼っておきます。

結果としては、下記の通り。

image

ちなみに、THDをオペアンプ別に表にしてみたのが、下記の通り。

image

思ったより使えるオペアンプが多い。

うんともすんとも鳴かなかったのは、LM3080NLF356H

LF411CNは、2次高調波が盛大にでてる模様、というわけで、5V利用は避けるべきかな。もう少し電圧上げると、綺麗になると思う。

NECのオペアンプは、すごい。データシートによると、uPC4061Cは±2V、uPC816Cは±3V、それ以外は±5Vからのものばかり。試してみるまでは、uPC4061Cと、あわよくばuPC816Cが音が出て来ればいいやぁと思っていたのに、試したuPCは全部動いた。

TL071/TL081は、他の5V動作させたオペアンプに比べて、THDが一桁多いので、無理に5Vで使うことは避けたほうがいいかも。

NE5534Pも、特に問題なし。JRCものと迷ったのですが、今回は、TI製で測ってみました。

ということで、簡易計測した後は、THDが0.1%以下のものから、好みで選ぶといったところでしょうか。

結論として「5V単電源使用でも、旧来のオペアンプも、意外に使えるものが多い」です。シビアな条件云々言いだすと、きちんとした推奨条件での利用をすべきですが、値を見る限りでは「必要」くらいの条件は満たしてくれる(十分とは言えないですものね)オペアンプは意外に多いと思われます。あと、「NECのオペアンプは、やっぱり優秀」かと。設計ギリギリのところでの論理動作条件が外れてからの動作を頑張ってくれるのは、やっぱりNEC製の気がする(意味不明かも、失礼)。あ・・・今はRENESASさんか・・。

次に、簡易計測した結果です。

計測条件は、
・wavespectraを利用
・vaioおよびvaioに標準装備のMIC-INとHP-OUTを利用
・MIC-IN入力が0.1V以上の入力があるとクリッピングするので、入力は0.1Vとして計測
・MIC-INのあとのマイクアンプ自体でTHD発生しているようなので、かなり誤差が盛られる可能性あり。
・計測にあたり、負荷インピーダンスは、AKGK44を犠牲に。

計測中は、こんな感じ。

image

K44が「ぴー」だけを鳴きまくってます。

ということで、完全性を提示するものではありません。データの信憑性はありません。
ちなみに、すべての計測を終えてもAKGは無事でした(笑)。
後半には、AKGのK44繋げた状態でのf特結果を貼っておきます。

LM741CN(THD:0.040%)

汎用オペアンプ。

image

LT1055CN8(THD:0.059%)

高精度アンプ、J-FET入力。

image

TL071CP(THD:0.307%)

汎用、J-FET入力。

image

TL081CP(THD:0.410%)

汎用、J-FET入力。

image

NE5534P(THD:0.036%)

低ノイズ。

image

uPC4061C(THD:0.017%)

uPC4081Cの低消費電力、J-FET入力。±2Vから動作可能。

image

uPC4071C(THD:0.024%)

uPC4081Cの低ノイズ版、J-FET入力。

image

uPC4081C(THD:0.046%)

汎用、J-FET入力。

image

uPC811C(THD:0.034%)

低オフセット、高安定、J-FET入力

image

uPC813C(THD:0.031%)

高スルーレート、低オフセット、J-FET入力。

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uPC816C(THD:0.023%)

全部入り(超低オフセット、低ドリフト、超低ノイズ、高速、広帯域、高精度)。

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LF411CN(THD:3.740%)

低オフセット、低ドリフト、J-FET入力。

image

uPC4081C+AKG K44のf特

最終的にuPC4081Cを使うことにしたので、その時のAKG K44を負荷にした時のf特のスナップ。

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