Коллеги, добрый день.

Поставил в аудиотракт самые дешёвые ОУ LM358 , и обнаружил, что при проходе сигнала через 0, т.е. при смене направления тока выхода, возникает ступенька. Очевидно, из-за переключения верхнего и нижнего плеч. Решил проблему нагрузив выход резистором, что бы всегда работало только одно плечо.

Вопрос: каким образом, глядя в документацию на ОУ , узнать об этой характеристике, и выбрать ОУ совсем без ступеньки ?

Заранее спасибо.

Старья 40 летнего не берите, вот и весь совет.

Еще совет - для аудио ОУ так и описываются по назначению - "для аудио".

Для такого случая обратная связь - можно только подобрать при исчезновении ступеньки. Очень поможет Proteus. Есть в библ.




Гы! Peoteus очень пользительный, увеличиваeт быстродействие разработки, а на новые элементы библиотек немае.

*
В документации на LM358 дают принципиальную схему из которой любой хоть чуть-чуть специалист в усилителях может понять, что выходной каскад работает в режиме "B", то есть искажения типа "ступенька" весьма вероятны, особенно при небольшой глубине ООС.
И если человек хоть немного смыслит в усилителях, то он поищет другой ОУ, в котором выходной каскад в режиме "AB". Например JRC4558.

для неспециалиста можно пояснение?
в описании есть намек, "emphasize operation on only a single power supply voltage." из которого, впрочем, ничего не следует для не получившего опыт поользователя.
за пример 4558, спасибо, совершенно по учебнику смещение между тактами выходного буфера, как на дискретных компонентах, плюс не очень мне понятная обвязка, завершающаяся JFETом (регулирующее плечо для источников тока?)
а по поводу сабжа, я правильно понимаю, причина в неопределенной разности падений на Q10 и дарлингтоне Q11-Q12? еще меня всегда смущают стрелочки источников тока, не очень понятно какая схема используется потому что я для себя хотел как-то собрать высокочастотный выходной AB каскад, и сделать экономичный и устойчивый источник тока под смещение оказалось не очень просто.

Это не совсем так. Те же LM358 от многих производителей работают практически без ступеньки. Но, в принципе, вы правы.

Как я понял из ответов, однозначного критерия выбора нет.
Получается, нужно просто брать образцы и экспериментировать ?
Вот например, у MCP6004 ступенька скорее всего будет, или скорее всего нет ?

Нужно знать функцию нужного вам усилителя, чтобы выбрать подходящий.

А чтобы оценить параметры усилителя - смотрите его THD - Total harmonic distortion.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Без ОС работа ОУ невозможна и у всех имеется так называемая ступенька - для этого и ОС. Обратите внимание, на три схемы - у всех ОС 100 к. Отсюда и танцуйте,

Лихо-то как — в чужой схеме несколько сотен деталей, но виноватой оказалась единственная чужая для неё, да ещё и аж тема под такое её возмутительное поведение.

Вот, что пишут "наши всё" Хоровитц и Хилл Раздел "Переходные нелинейные искажения" Для тех, кто не знает, 324 - это две штуки 358 в одном корпусе. Посмотрите даташит, это как раз тот случай - базы вых. транзисторов соединены вместе, т.е. эти тр-ры работают без смещения в классе В.

Не у всех. Во многих ОУ применён т.н. параллельный повторитель, он работает практически без ступеньки. Примеры: AD797, LT1028, К157УД2 и мн. др. Существует даже целая тема безООС-ных хай-энд усилителей с вых. каскадом, построенных по этой схеме. Также, неудачен ваш совет про Протеус. Во многих моделях вообще никак не отражено внутреннее устройство ОУ, в том числе и вых. каскада, поэтому, там никакой ступеньки не будет видно. Найдите хорошую статью "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", сразу поубавится энтузиазм по части тонкого моделирования схем на ОУ. Я не против симуляторов, сам активно их применяю, но на вопрос "как выбирать ОУ?" ну, совсем не стал бы отвечать "Протеус". Плюс ко всему, совсем непонятно, зачем вы запостили картинки. Какое отношение они имеют к наличию /отсутствию ступеньки в том или ином ОУ? Ну, ООС, а что, кто-то против?А это о чём вообще? 100 кОм спасут от ступеньки? А 10 кОм нет?

Я бы так категорично не писал. Есть вполне нормальные 40-летние бюджетные ОУ, успешно применяемые в звуковых схемах, например MC33078, RC4558, LM833 и их многочисленные японские клоны NJM2068, 4560, 4580, M5218,... и мн. др. Неплох NE5532. А NE5534 по совокупности параметров до сих пор не имеет конкурентов в своей ценовой категории, он даже лучше некоторых дорогих for audio. До сих пор активно применяется в самой топовой студийной технике, например, AMS Neve, Millennia Media и др. Конечно, есть прекрасные новые серии ОУ, но они обычно на порядок (в лучшем случае) дороже. Обычно раз в 20-30. В общем, всё зависит от поставленной задачи (параметров качества) и от кошелька.

Однозначно узнать нельзя. Надо смотреть по совокупности параметров. На первых порах смотрите в начале даташита рекомендации по применению. Как написали, см. искажения. Ток потребления не бывает маленьким у звуковых ОУ. Полезно посмотреть схему, если она есть - это, как раз, случай с 358. А вообще-то, хорошо видимая ступенька - это редкость.

Tuvalu , огромное спасибо за понятный развёрнутый ответ !!!
На Ваш взгляд, способ борьбы со ступенькой путём нагрузки выхода резистором, что бы работало только одно плечо, в целом хороший ? Вроде бы никакого подводного камня не предвидится ?

Не за что. Резистор - вполне нормально. Ещё лучше - источник тока на транзисторе (два диода, транзистор, два резистора), коллектор на выход. Ток - 2...5 мА (очень приблизительно). Это было не раз описано, в том числе, и в ж. Радио. Так будет намного лучше линейность вых. каскада. Впрочем, выбор того или иного решения (или типа ОУ) целиком зависит от желаемого результата. Чтобы что-то советовать, надо знать, что за схема, чего Вы хотите от неё получить и т.п.
Успехов!

ПС. В предыдущем посте по ошибке посоветовал не ту статью. Исправил. Она называется "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", 3 части.

Tuvalu, я вижу иную тенденцию, грубо - для одной и той же сферы применения каждый новый ОУ лучше старых и дешевле.

Вообще-то о том, что такое подключение ООС рекомендует производитель. Доходит? А в отношении 10 к следует писать: "Увеличении ООС". У производителя так "глубоко" отсутствует и не стоит лезть в трубу.
PS. В отношении "358". Топикстартер спрашивал и был дан конкретный ответ - не глядя установить ООС 100 к.
Теперь в отношении Гугления. Верю, что Вы умеете нажимать на кнопки и двигать мышей...

Самый надежный способ избавиться от "ступеньки" - не использовать дешевое гуано.

Я когда-то на эти "грабли" тоже наступил"

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Лет десять назад, когда начинал работать, тоже сталкивался с LM358/324... Тоже был сильно удивлен
С тех пор ОУ, создающие какие-либо заметные искажения при переходе через ноль, мне не попадались

ViKo, тема интересная, я тут вижу два аспекта.
1) Новые и относительно новые ОУ for audio или "и в том числе, для аудио", действительно, часто дешевле предыдущих. Например, "властители дум" 90-х г.г. вроде AD797, LT1028/1128, OPA627/637 существенно дороже всяких нынешних OPA16xx, LME49xxx и т.п. Насчёт "лучше"... не всегда и/или не во всём, тут надо разбираться конкретно и по пунктам. Если взять сегмент "подешевле", то у меня нет какого-то устояшегося мнения, настолько всё по-разному.
2) Практика. Я давно занимаюсь студийной техникой самого разного класса - от бюджетного до топ-уровня. Вот, что я вижу:
NE5534 - массово применяются во всех классах. Это чемпион в сегменте от 500 до примерно 2...3 000 $ за рековый прибор. А в микшерных пультах вообще любой стоимости я не встречал ничего дороже 5534. Ну, попадалось когда-то что-то, но это было редкое исключение.
Японские NJM2068, NJM/BA4560, -65, -70, -80 тотально доминируют в бюджетном и "чуть выше" классах.
Также, здесь массово применяются NE5532, MC33078, LM833, TL072, реже LF353, 412.
Дальше, кто во что гаразд - всего по чуть-чуть: OPA604, 2134, AD797, OP27, 275, TLE2027 и др. И ни разу не встречал ОУ for audio OPA16xx, LME49xxx. и даже прародителя LME49ххх-серии LM4562. Я очень озадачен. Такое впечатление, что эти новые серии выпускаются для DIY-энтузиастов из Вегалаб. Ну и российский производитель Digilab применяет многое из хороших новых ОУ. Конечно, я имел дело, в лучшем случае, с сотой частью всех высококлассных приборов, производящихся в мире. Зато, хорошо знаком с аппаратурой низкой /средней стоимостной категории - а тут вообще никто не спешит применять ничего нового, кроме спец. чипов VCA, инструментальных усилителей для вх. каскадов микрофонных преампов, балансных драйверов /приёмников и т.п. Все эти чипы, кстати, недёшевы.
В целом, тенденция для меня очевидна, но плохо объяснима.

Насчёт "дешёвое" я ответил, этот показатель зачастую слабо коррелирует с аудио-качеством. К сожалению, в даташитах прямо не указано про "гуано"; ТС просто был не в курсе об этом свойстве 358, поэтому и спросил, мы ответили, всё нормально.

Определенно пришлось почесать репу - Вы, уважаемый Тувалу, живете в Киеве, а Украина - це Ойропа. Гыыы! Попробовал набрать на заказ - здесь я чаще всего беру компоненты. Набираю LM358, но такого старья тут нет. А в Ойропе продают LMV358:
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=4...ae1cb74cbcae324
On Semi. CMOS Op-Amp. Power supply voltages at 2.7 V and 5 V. Allows for optimal signal-to-noise applications.
И пр., и пр.
Однако, безвиз - це гарно!

Так вот же:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Это же не я создал тему о LM358, не я советовал применять этот ОУ и т.п. Так какое отношение имеют мои сообщения к наличию /отсутствию 358 в Европе или где-то ещё? Тем более, при чём тут безвиз? Какой-то безумный поток сознания: "LM358... Украина... Гыыы!... в Европе нет такого старья... есть LMV358... безвиз - це гарно!". Такое впечатление, что я общаюсь с очень пьяным человеком.

Сожалею, если не понравилось! Я иронизирую, потому, что тема превратилась в меряние пиписками. ТС спрашивал о конкретной МС LМ358, а что получил в ответ? Следует уметь обращаться с тем, что имеем. Hе разводите оффтопик. Посмотрите, на то, что Вы накуролесили! Предсатавляете - кому Вы пытаетесь разводить муру? Когда с Вами иронизируют - это уже не гарно. Придерживайтесь темы и не обижайтесь! А тема была: "Купил в магазине LМ358". Он что, побежит пукупать другой? Ему следует помочь поставить имеющееся.

для LM358 внимательнее глядеть в DS:
насчет "аудио ОУ", они скорее для обвязки ЦАП/АЦП и ФАПЧ, у каждого свои особенности, например, OPA16xx малопотребляющие и могут работать от 3В, у AD797 малый шум, для пультов 5534 хватает и они дешевле

- Да хоть Сенегал. Какая разница, где живёт разработчик?
- В Ойропе этим "старьём" пользуются вовсю.
Буквально последний проект с достаточно известным европейским брендом, так LM358 у них первым номером.
И не будут они его менять на LMV358, если только совсем не приспичит. И причина очень простая, см. ниже.
- На диапазон питания LM358 не пробовали взглянуть?
К сожалению, с новыми, крутыми и дешёвыми ОУ так бывает часто. И далеко не всегда они дешёвые. И т.д., и т.п.
- И каким боком прислонился безвиз к выбору комплектухи?
Был бы инет, а там хоть с безвизовой Луны.



Дык, с имеющимся разобрались.
И по поводу других не Tuvalu советовал, скорее наоборот.
Вы вообще читаете, что люди по теме пишут?

Коллеги, а посдкажите пожалуйста, как эту ступеньку определить и измерить на спектре сигнала, а не на осциллограмме? Насколько я понял, при большом размахе сигнала влияние ступеньки на спектр будет мало, а при малом- значительно больше. Т.е с уменьшением амплитуды тестового сигнала соотношение между его амплитудой на спектре и гармоникаим будет изменяится в сторону амплитуд гармоник?

- Думается, что основное отличие новых - пониженное питание и потребление с ориентацией на однополярку.
Впрочем, я сейчас аналогом почти не занимаюсь, м.б. что-то и пропустил.

- Насчёт "дешёвого" трудно не согласиться.
Да и "дорогие" зачастую заточены под узкие задачи. Т.е., их применение м.б. специфично и далеко не всегда оправдано.

Абсолютно верно. Рост искажений ("палок" гармоник в спектре) при уменьшении сигнала - это верный признак наличия ступеньки.

Послушайте, уважаемый! Безвиз не имеет отношения к комплектующим, а имеет занос пишущих не туда - здесь развивается тема "Чем заменить LM358", ну а ТС это зачем? Лезете в дебри чепухи. LM358 действительно используют, например ж.Электор. И без всяких "ступенек"! И стоимость новых LMV на копейки выше старых. О чем Bы несете?
Пишите на тему ТС "как исправить ступеньку"!
--------
the amplifiers have a class A output stage for small signal levels which
converts to class B in a large signal mode.
--------
Ну, электронщики, а скажите что такое класс "А"?

Слушаюсь, герр полковник!

Присоединяюсь к вопросу коллеги prig
Вот, о чём спрашивал ТС:Про "исправить ступеньку" уже всё разжевали, теперь пишем про "выбрать ОУ". Или нам всем тут заткнуться по вашей хотелке - из-за того, что, по-вашему, "это всё флуд"?

Так в "фирменном" даташите четко сказано, что никакой ступеньки нет. Обсуждаем, как выбрать деревню в Китае, где клоны LM358 делают без ступеньки?

Собрал примитивный стенд из цифрового осциллографа с опцией FFT и генератора. У 10 штук произвольно взятых LM358 ( разных годов, партий поставки и производителей) 4 были со ступенькой, две без явно видимой ступеньки в осциллограмме, но спектр показывал ее наличие, и 4 без ступеньки. Т.е производители лепят клоны микросхем как бог на душу положит, т.к параметр в даташите не описан.
Поскольку все микросхемы использовались в схеме с однополярным питанием и резистивной нагрузкой, то наличие-остутствие ступеньки вообще не влияло на фнкционирование.

Очень интересно! Можете написать о результатах по производителям - "у кого как"?

Резистор 2 кОм - это лишние 7,5 мА при питании от +/-15 В (в аудио это самый распространённый вольтаж). Резистор - это костыль. Кроме того, этот ОУ для аудио плох по другим причинам - у него очень высокий шум (40 nV/ √ Hz), малое быстродействие, что чревато повышенными искажениями и т.д. Поэтому, тема выбора недорогих ОУ в аудио, всё же, актуальна, я считаю. Пусть даже, ТС и решил свою проблему, но читать-то этот топик будут много других людей.

Ну так для чистоты эксперимента - интересно же узнать, кто сколько грузит на выход LM358?

Судя по предыдущей картинке, ступенька будет всегда при том или ином выходном напряжении, в зависимости от добавленной нагрузки. Когда верхние транзисторы в ОУ должны закрыться, а нижние открыться. Спастись можно, только если такое выходное напряжение не будет появляться в схеме, находится за пределами рабочего диапазона. Считаю, это костыль, придуманный разработчиками этого ОУ чтобы хоть как-то спасти репутацию. Удивляюсь, что оно так и тянется все 40 лет.

А это о чем?
----------
the amplifiers have a class A output stage for small signal levels which
converts to class B in a large signal mode.
----------
Не знаю "в каких китайских селах" производится LM358, но спецификацию даташита следует сохранять и не перехить в класс "B".

Вот он и "конвертс" при большом сигнале. А какой сигнал уже будет большим? В принципе, мне не интересно, что там внутри. Я его ни разу не использовал. Там, кажется, источник тока присобачили в нагрузку.

Так и есть, источник тока 50 мкА "выход-минус питания".

Я тоже ни разу такого зверя не использовал,а large сигнал - большой. по входу - small signal/маленький сигнал дает режим А^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Но сейчас-то они уже исправились и выпускают исключительно бесступенчатые ОУ? Или как?
http://files.domcxem.ru/infocenter/Усилите...0Distortion.pdf

Сразу надо было ставить ОУ от Burr-Brown, и никаких заморочек. :-)

С ростом амплитуды от нуля, скорее будет область "совсем малого сигнала" без ступеньки, далее с наибольшим Кг и, наконец, на большом сигнале она будет менее заметна
На звуковой карте дин.диапазон получался больше чем на осциле (АКИП4126)
PS многим "звуколюбителям" известен метод основанный на вычитании из выхода/Ку входного сигнала и наблюдении оставшихся искажений, в DS LME49710 что-то подобное есть, Whats All This Distortion Stuff, Anyhow? в конце видео

При этом список Zero-crossover Amplifiers достаточно ограниченный.http://www.ti.com/lit/an/sboa181a/sboa181a.pdf
И связана она может быть и с входным каскадом, а не только с выходом.
Зато видна методика измерений.
Кстати, метода с плавающим операционником (внешний выходной каскад управляемый по питанию операционника) вроде позволяла избавится от ступеньки.
Вот только тогда про сдвоенные операционники можно забыть.
ЗЫ. Статистики по производителям пока не будет- ссыпал все в коробочку.

влияние входного каскада актуально для Rail-to-Rail ОУ, у большинства ОУ входной дифкаскад работает в классе А
у Rail-to-Rail ОУ дифкаскад построен на парах транзиторов с разной проводимостью и имеет переходную область, вызвывающую искажения

khach, а посмотрите на своем стенде mcp6001 (6002, 6004).
Я применил его при однополярном от 3 до 4.2 В питании аудио пред. ус. но пока ещё не поздно поменять.
На слух ничего не слышно, никаких ступенек...

У меня нет в наличии mcp6001. Так что надо просить кого-то с цифровым скопом и хорошим по спектру генератором промерить этот ОУ.
Я свои спектры не кидал сюда, потому что китайский генератор синуса неплохо гадил на спектр своими собственными усилителями. Но различия в уровнях гармониках можно было обнаружить.
По уму нужно собрать измерительный стенд с возможностью плавного регулирования амплитуды сигнала на вход ОУ, нагрузки ОУ, сдвига уровня сигнала по постоянке итд. И снимать зависимость уровня гармоник к уровню основного тона при изменении амплитуды основного тона. При этом некоторые ОУ при малых уровнях сигнала переходят в безступенчатый режим. Т.е на малом сигнале уровень гармоник мал, потом растет, потом снова падает.
И еще это зависит от быстродействия ОУ. Частота тестового сигнала должна быть сопоставима с быстродействием ОУ, иначе ступеньку на медленном синусе у быстрого ОУ не видно или уровень гармоник получается относительно низким.

Я тут подумал а вообще имеет смысл искать ступеньки при однополярном питании, это же вроде касается двухполярного или я чего-то не понимаю?

ОУ изнутри не видит какое у него питание..
MCP6001:

Эта бяка может вылезать и при однополярном питании, когда нагрузка ОУ имеет явно выраженный реактивный характер ( емкостная или индуктивная).

Т.е. я правильно понял, что для лучшей линейности к примеру при напряжении питания 4 В, и по схеме во вложении для mcp6001 желательно "держать" сигнал на выходе от +1,1 В до 4 - 1,1?

Двухполярное или однополярное питание - абсолютно все равно. Главное - чтобы входной сигнал не попадал в нежелательный диапазон и выходной так же. Для тех ОУ, у которых они есть.

Переходная область во входном каскаде в области VCM = VDD – 1.1V