เนื่องจากนัก diy หูฟังก็คงต้องใช้ opamp กันบ้างไม่มากก็น้อย แต่ทีนี้บางท่านก็ไม่มีพื้นฐาณ ต่อๆวงจรกันไปตามที่เค้าต่อมางั้นแหละ บางคนก็ไม่รู้เลยว่า opamp คืออะไร ใช้ทำอะไร
ผมเลยจะทำการเขียนบทความ สอนกันเป็นเรื่องเป็นราวไปเลย แต่ในระดับเบสิคบ้านๆพอให้รู้ว่า opamp คืออะไร ใช้งานมันยังไง และจะเลือกซื้อดูสเปกมันที่ตรงไหนน่ะครับ ต้องบอกก่อนว่าไม่ได้สอนเจาะลึกมาก เพราะนอกจากผมจะไม่ได้ตังค่าสอนแล้วผมก็ไม่ได้รู้ลึกระดับนักออกแบบ opamp หรอกครับตอนแรกคิดว่าจะสอน tr ก่อน แต่เห็นว่ามันยากกว่า และใช้กันน้อย ก็เลยเริ่มกันที่ opamp กันก่อนเนี่ยแหละ
เริ่มจาก opamp คือ Operational amplifier แปลว่าภาคขยายที่ใช้งานได้
มันก็เป็นวงจรที่ประกอบจาก Transistor และ fet ฯลฯ มันจะเป็นไงมาไงสร้างยังไง ก็ลองเซิซกันดูนะครับ อย่างใน http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier อันนี้ก็เข้าท่าดีเหมือนกัน
opamp มีหลายรูปร่างหน้าตา 8 ขา 16 ขา แบบกระป๋อง แบบ surface mount โอยสารพัด แต่ที่นิยมใช้กันใน
วงการ diy รู้สึกจะเป็นแบบ dip 8 ขาครับ
opamp มีหลายรูปร่างหน้าตา 8 ขา 16 ขา แบบกระป๋อง แบบ surface mount โอยสารพัด แต่ที่นิยมใช้กันในวงการ diy รู้สึกจะเป็นแบบ dip 8 ขาครับ
ข้างในแบบ 8 ขาเนี่ยก็มีทั้งแบบ opamp เดี่ยว คือมี opamp อยู่ข้างในตัวเดียว แบบแบบ opamp คู่ มี opamp ข้างในสองตัว
เรากลับมาที่คอนเซ็บแบบบ้านๆ คือมันมายังไงไม่ต้องสนใจ มาสนใจที่ว่าจะใช้งานมันยังไงกันดีกว่า
opamp ทำงานโดย วัดความแตกต่างระหว่าง ขา in+ กับ in- แล้วเอามาคูณด้วยอัตตราขยาย ซึ่งโดยปรกติถ้าไม่มีการป้อนกลับ opamp จะขยายได้เกิน 100 เท่าจนถึงหลายหมื่นเท่ากันเลย โดยเมื่อสัญญาณเป็น + เข้ามาที่ ขา + มันก็จะออกเป็น + ในขณะที่ถ้า + เข้ามาที่ขา - มันก็จะออกมาเป็นลบ เรียกว่ามันกลับเฟสกับอินพุท
ที นี้จะเห็นว่าอัตตราขยายมันจะสูงเกินไปที่เราจะเอามาใช้ขยายสัญญาณ ก็เลยต้องมีการป้อนกลับขึ้นเพื่อควบคุมอัตตราขยายของ opamp โดยเอาสัญญาณที่ขาออก ป้อนกลับมาเข้าที่ขา - เพื่อที่เวลาสัญญาณที่ output มันใหญ่ มันก็จะป้อนกลับมาใหญพอผ่านขาลบมันก็จะไปหักล้างกันจนสัญญาณเล็กลง
ถ้าคิดแบบง่ายๆจะคล้ายกับเราเปิดก๊อกน้ำ เราก็จะคอยดูว่าน้ำมันออกมามากไหม พอเห็นว่าน้ำมันมากเกินเราก็บิดก๊อกให้น้ำไหลน้อยลง แต่ถ้าน้ำมันน้อยเราก็บิดให้ไหลมากขึ้น ซึ่งก็คล้ายๆกัน โดยตัว opamp มันจะดูจากสัญญาณ output และทำการควบคุมตัวมันเองโดยอัตโนมัติครับ
ข้างในแบบ 8 ขาเนี่ยก็มีทั้งแบบ opamp เดี่ยว คือมี opamp อยู่ข้างในตัวเดียว แบบแบบ opamp คู่ มี opamp ข้างในสองตัว
เรากลับมาที่คอนเซ็บแบบบ้านๆ คือมันมายังไงไม่ต้องสนใจ มาสนใจที่ว่าจะใช้งานมันยังไงกันดีกว่า
opamp ทำงานโดย วัดความแตกต่างระหว่าง ขา in+ กับ in- แล้วเอามาคูณด้วยอัตตราขยาย ซึ่งโดยปรกติถ้าไม่มีการป้อนกลับ opamp จะขยายได้เกิน 100 เท่าจนถึงหลายหมื่นเท่ากันเลย โดยเมื่อสัญญาณเป็น + เข้ามาที่ ขา + มันก็จะออกเป็น + ในขณะที่ถ้า + เข้ามาที่ขา - มันก็จะออกมาเป็นลบ เรียกว่ามันกลับเฟสกับอินพุท
ที นี้จะเห็นว่าอัตตราขยายมันจะสูงเกินไปที่เราจะเอามาใช้ขยายสัญญาณ ก็เลยต้องมีการป้อนกลับขึ้นเพื่อควบคุมอัตตราขยายของ opamp โดยเอาสัญญาณที่ขาออก ป้อนกลับมาเข้าที่ขา - เพื่อที่เวลาสัญญาณที่ output มันใหญ่ มันก็จะป้อนกลับมาใหญพอผ่านขาลบมันก็จะไปหักล้างกันจนสัญญาณเล็กลง
ถ้าคิดแบบง่ายๆจะคล้ายกับเราเปิดก๊อกน้ำ เราก็จะคอยดูว่าน้ำมันออกมามากไหม พอเห็นว่าน้ำมันมากเกินเราก็บิดก๊อกให้น้ำไหลน้อยลง แต่ถ้าน้ำมันน้อยเราก็บิดให้ไหลมากขึ้น ซึ่งก็คล้ายๆกัน โดยตัว opamp มันจะดูจากสัญญาณ output และทำการควบคุมตัวมันเองโดยอัตโนมัติครับ
จริงๆแล้วการต่อ opamp มีหลากหลาย แต่ในที่นี้เรามาคุยกันถึงการต่อเพื่อทำแอมป์หูฟังกัน ซึ่งก็ทำได้สองแบบคือ inverting และ noninverting แบบอินเวิทคือเข้ามาแล้วรูปคลื่นขาออกจะเป็นตรงกันข้ามกับที่เข้ามา ส่วน noninvert คือเข้ามายังไงออกไปยังงั้น
วงจรแบบแรกคือแบบ invert แบบนี้ไม่ค่อยมีคนทำแอมป์หูฟังเท่าไร เพราะเสียงที่ได้จะกลับด้านกับที่เข้ามา และอินพุทอิมพีแดนซ์จะต่ำ ทำให้ต้องใช้ซอสที่แรงมากกว่า และอาจจะทำให้เพี้ยนมากขึ้น
โดยวงจร แบบนี้จะมีอินพุทอิมพีแดนซ์เท่ากับ Rin โดยอัตตราขยายของวงจรจะเท่ากับ Rfeedback/Rin คิดง่ายๆว่า สัญญาณเข้ามาเท่าไร ก็จะถูกสัญญาณที่ป้อนกลับมาผ่าน Rfeedback มาหารออกครับ เช่นในรูป Rin=1K หาร Rf 10K ก็จะได้อัตตราขยายเท่ากับ 10 เท่า
จะเห็นได้ว่าตัว Rin จะใช้ค่ามากๆไม่ได้ เพราะถ้า Rin มาก Rf ก็จะต้องยิ่งมากขึ้นตามอัตตราขยายที่เราต้องการใช้ ทีนี้พอ Rin น้อยอินพุทอิมพีแดนซ์เราก็น้อยตาม ซอสก็ต้องขับกระแสมากขึ้น Cinput ก็ต้องใช้ค่ามากขึ้น แถมยังได้สัญญาณกลับด้านกับที่เข้ามา ทำให้วงจรนี้ไม่เป็นที่นิยมมากนัก
ต่อมาก็มาถึงวงจรยอดนิยม noninverting (C-moy) ซึ่ง C-moy นี้มาจากชื่อคนที่ทำวงจรนี้ออกมาและวิเคราะห์เผยแพร่วิธีทำจนคนนิยมและเรียก กันติดปากเพื่อให้เกียรติเขาครับ อ่านว่า ซีมอยนะครับ ไม่ใช่ชม้อย
วงจร แบบนี้สัญญาณเข้ามาก็จะเข้าที่ขา opamp เลย ซึ่งที่ขา opamp นี้มีค่าความต้านทานสูงมากๆซึ่งก็แล้วแต่เบอร์ opamp โดยถ้าใช้ opamp ทั่วๆไปก็จะสูงเกิน 1M ขึ้นไป ทีนี้พอค่ามันสูงไปสัญญาณรบกวนก็จะเข้ามากวนง่าย เราก็เลยใส่ R3 เพิ่มเข้าไป เพื่อให้ค่า input impedance ของวงจรลดลง โดยตัวนี้ถ้าใช้ค่ามากก็สัญญาณรบกวนเยอะ ถ้าใช้ค่าน้อยก็จะกินกระแสซอสมาก ต้องใช้ C input ตัวโตอีก โดยปรกติค่าที่นิยมใช้กันก็ราวๆ 200K-500K
อัต ตราขยายก็จะใช้สูตร 1+Rf/Ri เช่นในรูป Ri 1K Rf 10K ก็จะได้อัตตราขยาย 11 เท่า สัญญาณที่ได้จะเหมือนกับที่เข้ามา คือไม่กลับเฟส แค่ขยายใหญ่ขึ้นเท่านั้นเอง แต่วงจรนี้มีข้อสังเกตุอยู่อย่างนึง คือสัญญาณที่ป้อนกลับ จะวิ่งผ่าน Rf และ Ri ลงกราวด์ การเลือกใช้ค่า R ตรงนี้ถ้าใช้ค่าน้อย เช่น 10K/1K แบบนี้ก็จะกินกระแสมากกว่า 100K/10K ซึ่งก็มีข้อดีข้อเสีย คือถ้าใช้ค่าน้อยกระแสไหลมากสัญญาณรบกวนก็จะต่ำแต่มันก็จะกินไฟ แต่ถ้าใช้ค่ามากกินไฟน้อยกว่าแต่สัญญาณรบกวนก็จะมากกว่าตามครับ
วงจรแบบแรกคือแบบ invert แบบนี้ไม่ค่อยมีคนทำแอมป์หูฟังเท่าไร เพราะเสียงที่ได้จะกลับด้านกับที่เข้ามา และอินพุทอิมพีแดนซ์จะต่ำ ทำให้ต้องใช้ซอสที่แรงมากกว่า และอาจจะทำให้เพี้ยนมากขึ้น
โดยวงจร แบบนี้จะมีอินพุทอิมพีแดนซ์เท่ากับ Rin โดยอัตตราขยายของวงจรจะเท่ากับ Rfeedback/Rin คิดง่ายๆว่า สัญญาณเข้ามาเท่าไร ก็จะถูกสัญญาณที่ป้อนกลับมาผ่าน Rfeedback มาหารออกครับ เช่นในรูป Rin=1K หาร Rf 10K ก็จะได้อัตตราขยายเท่ากับ 10 เท่า
จะเห็นได้ว่าตัว Rin จะใช้ค่ามากๆไม่ได้ เพราะถ้า Rin มาก Rf ก็จะต้องยิ่งมากขึ้นตามอัตตราขยายที่เราต้องการใช้ ทีนี้พอ Rin น้อยอินพุทอิมพีแดนซ์เราก็น้อยตาม ซอสก็ต้องขับกระแสมากขึ้น Cinput ก็ต้องใช้ค่ามากขึ้น แถมยังได้สัญญาณกลับด้านกับที่เข้ามา ทำให้วงจรนี้ไม่เป็นที่นิยมมากนัก
ต่อมาก็มาถึงวงจรยอดนิยม noninverting (C-moy) ซึ่ง C-moy นี้มาจากชื่อคนที่ทำวงจรนี้ออกมาและวิเคราะห์เผยแพร่วิธีทำจนคนนิยมและเรียก กันติดปากเพื่อให้เกียรติเขาครับ อ่านว่า ซีมอยนะครับ ไม่ใช่ชม้อย
วงจร แบบนี้สัญญาณเข้ามาก็จะเข้าที่ขา opamp เลย ซึ่งที่ขา opamp นี้มีค่าความต้านทานสูงมากๆซึ่งก็แล้วแต่เบอร์ opamp โดยถ้าใช้ opamp ทั่วๆไปก็จะสูงเกิน 1M ขึ้นไป ทีนี้พอค่ามันสูงไปสัญญาณรบกวนก็จะเข้ามากวนง่าย เราก็เลยใส่ R3 เพิ่มเข้าไป เพื่อให้ค่า input impedance ของวงจรลดลง โดยตัวนี้ถ้าใช้ค่ามากก็สัญญาณรบกวนเยอะ ถ้าใช้ค่าน้อยก็จะกินกระแสซอสมาก ต้องใช้ C input ตัวโตอีก โดยปรกติค่าที่นิยมใช้กันก็ราวๆ 200K-500K
อัต ตราขยายก็จะใช้สูตร 1+Rf/Ri เช่นในรูป Ri 1K Rf 10K ก็จะได้อัตตราขยาย 11 เท่า สัญญาณที่ได้จะเหมือนกับที่เข้ามา คือไม่กลับเฟส แค่ขยายใหญ่ขึ้นเท่านั้นเอง แต่วงจรนี้มีข้อสังเกตุอยู่อย่างนึง คือสัญญาณที่ป้อนกลับ จะวิ่งผ่าน Rf และ Ri ลงกราวด์ การเลือกใช้ค่า R ตรงนี้ถ้าใช้ค่าน้อย เช่น 10K/1K แบบนี้ก็จะกินกระแสมากกว่า 100K/10K ซึ่งก็มีข้อดีข้อเสีย คือถ้าใช้ค่าน้อยกระแสไหลมากสัญญาณรบกวนก็จะต่ำแต่มันก็จะกินไฟ แต่ถ้าใช้ค่ามากกินไฟน้อยกว่าแต่สัญญาณรบกวนก็จะมากกว่าตามครับ
ต่อมาเราก็โดดมาคุยกันเรื่อง ดูสเปก opamp นั้นดูกันยังไง หลายคนอาจจะเลือก opamp กันมาใช้กันแบบใครว่าดีก็ซื้อมาใช้ บางทีก็ไม่ได้เข้ากับวงจรเราก็มี ทีนี้ผมก็จะสอนวิธีดูสเปก opamp กันแบบคร่าวๆ จะได้รู้กันว่า สเปกตัวไหนมันบอกอะไรกับเราบ้าง
เริ่มจากเพื่อความเข้าใจที่ตรงกัน เราก็ไปโหลดดาต้าชีทกันมาสักแผ่นนึง โหลดได้จากที่นี่ครับ เอาของ bb ที่มีขนาด 1M นะครับ
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/O/P/A/2/OPA2132.shtml
หน้าแรก
FEATURES
1.FET INPUT: IB = 50pA max
2.WIDE BANDWIDTH: 8MHz
3.HIGH SLEW RATE: 20V/ms
4.LOW NOISE: 8nV/?Hz (1kHz)
5. LOW DISTORTION: 0.00008%
6.HIGH OPEN-LOOP GAIN: 130dB (600W load)
7.WIDE SUPPLY RANGE: ?2.5 to ?18V
8.LOW OFFSET VOLTAGE: 500mV max
อันนี้เขาโฆษณาข้อดีของ opamp ตัวนี้ครับ
1. อินพุทเป็นเฟท ทำให้กินกระแสน้อย การกินกระแสน้อยของ opamp นอกจากจะมีข้อดีทำให้ดึงกระแสจากต้นทางไม่มากแล้วยังมีผลทำให้ offset ต่ำอีกด้วย ส่วนท่านที่ยังไม่รู้ว่า offset คืออะไรเดี๋ยวจะเล่าให้ฟังทีหลังครับ
2. แบนด์วิธกว้าง หมายถึงว่า opamp ตัวนี้มีช่วงกว้างในการขยายสัญญาณมาก โดยตัวนี้สามารถขยายได้ถึง 8 MHz แต่อย่าให้สเปกแหกตาท่าน จริงๆแล้วสเปกตัวนี้ยังขึ้นกับกระแสที่มันต้องจ่ายให้กับโหลดด้วย โดยถ้าต้องจ่ายกระแสขับโหลดมากๆมันก็จะขยายได้ที่ความถี่ต่ำลง หรือถ้าสัญญาณมีขยาดใหญ่ เช่นต้องสวิง +-10V มันก็จะได้ที่ความถี่ต่ำลง
อย่าง ne5532 บอกว่า small signal bandwidth 10MHz แต่ปรากฎว่า power bandwidth กลับทำได้แค่ที่ 100KHz เท่านั้น ทำให้เห็นว่าถ้าเราใช้ ne5532 ไปขยายสัญญาณเล็กๆอย่างใน DAC มันเป็น opamp เทพเลยทีเดียว ดีกว่า opa2132 ที่แพงกว่าเป็นสิบเท่า แต่ถ้าใช้งานกับสัญญาณใหญ่ๆมันกลับสู้ 2132 ไม่ได้
3.high slewrate อธิบายง่ายๆคือ opamp ทำงานได้ไว สมมุติว่าสัญญาณมันต้องสวิงจาก 0 ไปถึง 10 V ถ้า opamp ที่ช้ามันอาจจะใช้เวลานานกว่ามันจะสวิงไปถึง พออีตอนลงก็ใช้เวลานานอีกกว่าจะลง ทำให้ได้สัญญาณที่ไม่เหมือนต้นฉบับนัก แต่กับ opamp ที่ไว พอต้องสวิงมันก็ขึ้นลงได้ปุ๊บปั๊บตามที่ต้องการ ค่านี้ยิ่งสูงจะยิ่งดีครับ อย่างตัวนี้บอกว่า 20V/mS หมายความว่า สัญญาณวิ่งจาก 0-20V เนี่ยมันใช้เวลา 1/1000 วินาที เร็วมากๆ
ค่านี้จากการลองฟังพบว่ายิ่งสูงเสียงที่ได้ก็จะดุดันกระแทกกระทั้นมากขึ้น สดกว่าตัวที่มีค่าน้อย
4.สัญญาณรบกวนต่ำ ยิ่งน้อยก็ยิ่งดี สัญญาณรบกวนนี้ถ้าตัวไหนมากเวลาขยายเสียงออกมาเราจะได้ยินเป็นเสียงซ่า..นั่นเอง
5.ความเพี้ยนต่ำ ค่านี้ยิ่งน้อยยิ่งดี
6. อัตตราขยาย open loop สูง หมายความว่าถ้าไม่มีการป้อนกลับจะมีอัตตราขยายได้สูงมาก แสดงให้เห็นว่า opamp ตัวนี้มีความสามารถในการขยายสัญญาณที่ดีนั่นเอง
7.ใช้ไฟเลี้ยงได้กว้าง ...อันนี้สำคัญ ไว้จะอธิบายรายละเอียดอีกทีครับ
8. offset ต่ำ ค่านี้ยิ่งน้อยยิ่งดี หมายถึงว่าเมื่อไม่มีสัญญาณเข้าแล้วก็จะไม่มีไฟรั่วออกไปที่สัญญาณขาออก
ทีนี้มาเจาะลึกกันในตารางของสเปกมันกันครับ เอาเฉพาะตัวที่สำคัญๆนะครับ
เริ่มจากเพื่อความเข้าใจที่ตรงกัน เราก็ไปโหลดดาต้าชีทกันมาสักแผ่นนึง โหลดได้จากที่นี่ครับ เอาของ bb ที่มีขนาด 1M นะครับ
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/O/P/A/2/OPA2132.shtml
หน้าแรก
FEATURES
1.FET INPUT: IB = 50pA max
2.WIDE BANDWIDTH: 8MHz
3.HIGH SLEW RATE: 20V/ms
4.LOW NOISE: 8nV/?Hz (1kHz)
5. LOW DISTORTION: 0.00008%
6.HIGH OPEN-LOOP GAIN: 130dB (600W load)
7.WIDE SUPPLY RANGE: ?2.5 to ?18V
8.LOW OFFSET VOLTAGE: 500mV max
อันนี้เขาโฆษณาข้อดีของ opamp ตัวนี้ครับ
1. อินพุทเป็นเฟท ทำให้กินกระแสน้อย การกินกระแสน้อยของ opamp นอกจากจะมีข้อดีทำให้ดึงกระแสจากต้นทางไม่มากแล้วยังมีผลทำให้ offset ต่ำอีกด้วย ส่วนท่านที่ยังไม่รู้ว่า offset คืออะไรเดี๋ยวจะเล่าให้ฟังทีหลังครับ
2. แบนด์วิธกว้าง หมายถึงว่า opamp ตัวนี้มีช่วงกว้างในการขยายสัญญาณมาก โดยตัวนี้สามารถขยายได้ถึง 8 MHz แต่อย่าให้สเปกแหกตาท่าน จริงๆแล้วสเปกตัวนี้ยังขึ้นกับกระแสที่มันต้องจ่ายให้กับโหลดด้วย โดยถ้าต้องจ่ายกระแสขับโหลดมากๆมันก็จะขยายได้ที่ความถี่ต่ำลง หรือถ้าสัญญาณมีขยาดใหญ่ เช่นต้องสวิง +-10V มันก็จะได้ที่ความถี่ต่ำลง
อย่าง ne5532 บอกว่า small signal bandwidth 10MHz แต่ปรากฎว่า power bandwidth กลับทำได้แค่ที่ 100KHz เท่านั้น ทำให้เห็นว่าถ้าเราใช้ ne5532 ไปขยายสัญญาณเล็กๆอย่างใน DAC มันเป็น opamp เทพเลยทีเดียว ดีกว่า opa2132 ที่แพงกว่าเป็นสิบเท่า แต่ถ้าใช้งานกับสัญญาณใหญ่ๆมันกลับสู้ 2132 ไม่ได้
3.high slewrate อธิบายง่ายๆคือ opamp ทำงานได้ไว สมมุติว่าสัญญาณมันต้องสวิงจาก 0 ไปถึง 10 V ถ้า opamp ที่ช้ามันอาจจะใช้เวลานานกว่ามันจะสวิงไปถึง พออีตอนลงก็ใช้เวลานานอีกกว่าจะลง ทำให้ได้สัญญาณที่ไม่เหมือนต้นฉบับนัก แต่กับ opamp ที่ไว พอต้องสวิงมันก็ขึ้นลงได้ปุ๊บปั๊บตามที่ต้องการ ค่านี้ยิ่งสูงจะยิ่งดีครับ อย่างตัวนี้บอกว่า 20V/mS หมายความว่า สัญญาณวิ่งจาก 0-20V เนี่ยมันใช้เวลา 1/1000 วินาที เร็วมากๆ
ค่านี้จากการลองฟังพบว่ายิ่งสูงเสียงที่ได้ก็จะดุดันกระแทกกระทั้นมากขึ้น สดกว่าตัวที่มีค่าน้อย
4.สัญญาณรบกวนต่ำ ยิ่งน้อยก็ยิ่งดี สัญญาณรบกวนนี้ถ้าตัวไหนมากเวลาขยายเสียงออกมาเราจะได้ยินเป็นเสียงซ่า..นั่นเอง
5.ความเพี้ยนต่ำ ค่านี้ยิ่งน้อยยิ่งดี
6. อัตตราขยาย open loop สูง หมายความว่าถ้าไม่มีการป้อนกลับจะมีอัตตราขยายได้สูงมาก แสดงให้เห็นว่า opamp ตัวนี้มีความสามารถในการขยายสัญญาณที่ดีนั่นเอง
7.ใช้ไฟเลี้ยงได้กว้าง ...อันนี้สำคัญ ไว้จะอธิบายรายละเอียดอีกทีครับ
8. offset ต่ำ ค่านี้ยิ่งน้อยยิ่งดี หมายถึงว่าเมื่อไม่มีสัญญาณเข้าแล้วก็จะไม่มีไฟรั่วออกไปที่สัญญาณขาออก
ทีนี้มาเจาะลึกกันในตารางของสเปกมันกันครับ เอาเฉพาะตัวที่สำคัญๆนะครับ
มาต่อ หลังจากตอนที่แล้วอธิบายค่าที่เขาโฆษณาไว้แล้วรู้สึกมันยุ่งเหยิง และเข้าใจยากไปนิด เอาเป็นว่าเขียนใหม่
โดย จะเริ่มกันจากคำถามที่คนซื้อ opamp มักจะถามกันว่า จะรู้ได้ไงว่า opamp ตัวไหนดีกว่าตัวไหน และจะมิกซ์กันไปกับคำถามที่ว่าจะรู้ได้ยังไงว่า opamp ตัวใหม่จะใส่กับวงจรเดิมเราได้ โดยสุดท้ายจะสรุปย่ออีกทีตอนนี้อ่านกันไปก่อนครับ
กับคำถามที่ว่าถ้า จะซื้อ opamp มาใช้กับวงจรเราสักตัว เราจะดูดาต้าชีทตรงไหนบ้างเพื่อใช้เลือกซื้อ ซึ่งในที่นี้ผมจะบอกให้เฉพาะสเปกหลักๆที่ใช้ในการเลือกซื้อ จะได้ไม่ต้องซื้อกันมามั่วๆ หรือซื้อกันมาแบบ ของแพงต้องดีกว่าอะไรทำนองนั้น
แต่จะไม่ได้อธิบายทุกค่าไปนะครับ เพราะเดี๋ยวมันจะยากไปและสับสนแบบหน้าที่แล้วครับ
เริ่มกันด้วยภาพ โดยจะตัดจากดาต้าชีทที่ผมมีลิ้งให้โหลดในหน้าที่แล้วนะครับ ไปโหลดกันมาเวลาอธิบายจะได้มีประกอบ
เริ่ม จากตัวแรก noise คือสัญญาณรบกวน ชื่อมันก็บอกอยู่แล้วครับ ตัวนี้ยิ่งน้อยจะยิ่งดี ทีนี้จะรู้ได้ยังไงล่ะว่ามันน้อย อันนี้ก็คงต้องเทียบกับ opamp เบอร์อื่นๆครับ ถ้าตัวไหนมีค่านี้น้อยกว่าก็เลือกตัวนั้น
ต่อมาจุดที่ 1 input voltage range คือมันทนแรงดันอินพุทได้เท่าไร ตรงนี้ต้องดูในบางเบอร์ คือว่าบางเบอร์มันทนได้ไม่สูงนักถ้าเราเอามาใช้กับสัญญาณอินพุทสูงๆมันจะพัง ได้ แต่โดยปรกติเราก็แค่ดูๆไว้เลือกเอาตัวที่ทนได้เกิน 3-5V น่าจะพอ แต่มีอีกจุดนึงที่น่าสนใจคือมันจะทนแรงดันอินพุท ได้ไม่เกิน +V-2.5 และ -V+2.5 ทีนี้ถ้าเราใช้ไฟเลี้ยงในวงจรต่ำ เช่นใช้ไฟเลี้ยงจากแบต 9V แล้วแบ่งครึ่ง เป็น+-4.5 เราก็จะได้ว่ามันทนแรงดันอินพุทได้ไม่เกิน +-2V ซึ่งถ้าเราเอาไปรับสัญญาณแรงๆ opamp อาจจะเสียได้ครับ
จุด ที่ 2 frequency responce ช่องนี้จะมีค่าหลายค่าและค่อนข้างจะเทคนิคซ่อนเยอะ แต่คร่าวๆก็คือ ค่ายิ่งมากจะยิ่งดี หมายถึง opamp ตัวนี้จะทำงานได้ไว และตอบสนองความถี่สูงได้ดีกว่า แต่ต้องดูว่าเราชอบแนวเสียงแบบไหนด้วย เพราะบางทีถ้ามันเร็วมากไปเสียงมันก็จะออกแนวดุดัน อาจจะไม่ถูกหูคนชอบนุ่มนวลได้ครับ
ทีนี้เรามาดูรายละเอียดย่อยๆในช่องนี้ กัน
ประกอบ ด้วย gain bandwidth product ซึ่งหมายถึงถ้าเราเซ็ท opamp ให้มีอัตตราขยายเท่ากับ 1 มันจะทำงานได้เร็วสุดที่ 8MHz ซึ่งตรงนี้หลายคนจะโดนสเปกหลอก คือมันบอกว่าได้ 8M ซึ่งเหลือเฟือสำหรับงาน audio เอาเข้าจริงพอเราต่อวงจรให้เกนสูงขึ้น เช่น 5 เท่า 10 เท่า มันก็จะยิ่งตอบสนองได้น้อยลงครับ ซึ่งจะน้อยลงแค่ไหนก็ต้องไปดูกร๊าฟซึ่งเขาจะมีให้ดู(ในบางดาต้าชีทก็ไม่มี ให้ดู) และที่เจอบ่อยๆคือทำงานได้แบบในตารางข้างล่างนี้
อัน นี้เป็นของ opamp ne5532 ซึ่งจะเห็นว่ามันทำ gain bandwidth ได้ถึง 10M opamp ตัวละ 8 บาทเนี่ยนะ เทพกว่า opa3132 ตัวละ 2xx อีกเหรอ จะว่างั้นมันก็ใช่ครับ แต่มันก็เฉพาะงานอีก เพราะตามลูกศรอันล่าง มันจะบอกว่า power bandwidth แค่ 100-140K เท่านั้นเองครับ หมายความว่าถ้าเราใช้มันกับงานที่ไม่ต้องขับโหลดโดยตรง เช่นทำเป็นปรีแล้วมี buffer ตามหลัง หรือทำเป็น DAC i/V ตัวนี้จะเทพในราคาถูกๆได้ แต่ถ้าเราเอามันไปขับหูฟังตรงๆล่ะก็มันจะห่วยลงไปทันตาเห็นเลยครับ
กลับ ไปดูตารางในช่อง 2 อันนี้ยังมีค่าสำคัญอีกสองค่าคือ slew rate ซึ่งตัวนี้ถ้าว่ากันตามสเปก ยิ่งสูงจะยิ่งดี แต่เอาเข้าจริง ยิ่งสูงเสียงจะยิ่งคมและดุดันมากขึ้น ก็เลือกเอาตามชอบใจเลยครับ ถ้ารู้สึกว่าตัวที่ใช้เสียงมันฟังล้าหูเร็วก็หาตัวที่ slew rate ต่ำกว่ามาใช้ก็ไม่ผิดครับ
ส่วนอีกค่านึงคือ total harmonic distortion หรือ THD ค่านี้ยิ่งน้อยก็หมายความว่าความเพี้ยนของสัญญาณก็จะยิ่งน้อย เรียกว่าเลือกน้อยไว้ก่อนได้เปรียบ แต่ส่วนตัวแล้วไม่สามารถฟังออกระหว่าง opamp THD 0.001% กับ 0.0001% ได้ครับ สเปกก็เลยมีเอาไว้โม้เท่านั้นแหละ อิอิ
โดย จะเริ่มกันจากคำถามที่คนซื้อ opamp มักจะถามกันว่า จะรู้ได้ไงว่า opamp ตัวไหนดีกว่าตัวไหน และจะมิกซ์กันไปกับคำถามที่ว่าจะรู้ได้ยังไงว่า opamp ตัวใหม่จะใส่กับวงจรเดิมเราได้ โดยสุดท้ายจะสรุปย่ออีกทีตอนนี้อ่านกันไปก่อนครับ
กับคำถามที่ว่าถ้า จะซื้อ opamp มาใช้กับวงจรเราสักตัว เราจะดูดาต้าชีทตรงไหนบ้างเพื่อใช้เลือกซื้อ ซึ่งในที่นี้ผมจะบอกให้เฉพาะสเปกหลักๆที่ใช้ในการเลือกซื้อ จะได้ไม่ต้องซื้อกันมามั่วๆ หรือซื้อกันมาแบบ ของแพงต้องดีกว่าอะไรทำนองนั้น
แต่จะไม่ได้อธิบายทุกค่าไปนะครับ เพราะเดี๋ยวมันจะยากไปและสับสนแบบหน้าที่แล้วครับ
เริ่มกันด้วยภาพ โดยจะตัดจากดาต้าชีทที่ผมมีลิ้งให้โหลดในหน้าที่แล้วนะครับ ไปโหลดกันมาเวลาอธิบายจะได้มีประกอบ
เริ่ม จากตัวแรก noise คือสัญญาณรบกวน ชื่อมันก็บอกอยู่แล้วครับ ตัวนี้ยิ่งน้อยจะยิ่งดี ทีนี้จะรู้ได้ยังไงล่ะว่ามันน้อย อันนี้ก็คงต้องเทียบกับ opamp เบอร์อื่นๆครับ ถ้าตัวไหนมีค่านี้น้อยกว่าก็เลือกตัวนั้น
ต่อมาจุดที่ 1 input voltage range คือมันทนแรงดันอินพุทได้เท่าไร ตรงนี้ต้องดูในบางเบอร์ คือว่าบางเบอร์มันทนได้ไม่สูงนักถ้าเราเอามาใช้กับสัญญาณอินพุทสูงๆมันจะพัง ได้ แต่โดยปรกติเราก็แค่ดูๆไว้เลือกเอาตัวที่ทนได้เกิน 3-5V น่าจะพอ แต่มีอีกจุดนึงที่น่าสนใจคือมันจะทนแรงดันอินพุท ได้ไม่เกิน +V-2.5 และ -V+2.5 ทีนี้ถ้าเราใช้ไฟเลี้ยงในวงจรต่ำ เช่นใช้ไฟเลี้ยงจากแบต 9V แล้วแบ่งครึ่ง เป็น+-4.5 เราก็จะได้ว่ามันทนแรงดันอินพุทได้ไม่เกิน +-2V ซึ่งถ้าเราเอาไปรับสัญญาณแรงๆ opamp อาจจะเสียได้ครับ
จุด ที่ 2 frequency responce ช่องนี้จะมีค่าหลายค่าและค่อนข้างจะเทคนิคซ่อนเยอะ แต่คร่าวๆก็คือ ค่ายิ่งมากจะยิ่งดี หมายถึง opamp ตัวนี้จะทำงานได้ไว และตอบสนองความถี่สูงได้ดีกว่า แต่ต้องดูว่าเราชอบแนวเสียงแบบไหนด้วย เพราะบางทีถ้ามันเร็วมากไปเสียงมันก็จะออกแนวดุดัน อาจจะไม่ถูกหูคนชอบนุ่มนวลได้ครับ
ทีนี้เรามาดูรายละเอียดย่อยๆในช่องนี้ กัน
ประกอบ ด้วย gain bandwidth product ซึ่งหมายถึงถ้าเราเซ็ท opamp ให้มีอัตตราขยายเท่ากับ 1 มันจะทำงานได้เร็วสุดที่ 8MHz ซึ่งตรงนี้หลายคนจะโดนสเปกหลอก คือมันบอกว่าได้ 8M ซึ่งเหลือเฟือสำหรับงาน audio เอาเข้าจริงพอเราต่อวงจรให้เกนสูงขึ้น เช่น 5 เท่า 10 เท่า มันก็จะยิ่งตอบสนองได้น้อยลงครับ ซึ่งจะน้อยลงแค่ไหนก็ต้องไปดูกร๊าฟซึ่งเขาจะมีให้ดู(ในบางดาต้าชีทก็ไม่มี ให้ดู) และที่เจอบ่อยๆคือทำงานได้แบบในตารางข้างล่างนี้
อัน นี้เป็นของ opamp ne5532 ซึ่งจะเห็นว่ามันทำ gain bandwidth ได้ถึง 10M opamp ตัวละ 8 บาทเนี่ยนะ เทพกว่า opa3132 ตัวละ 2xx อีกเหรอ จะว่างั้นมันก็ใช่ครับ แต่มันก็เฉพาะงานอีก เพราะตามลูกศรอันล่าง มันจะบอกว่า power bandwidth แค่ 100-140K เท่านั้นเองครับ หมายความว่าถ้าเราใช้มันกับงานที่ไม่ต้องขับโหลดโดยตรง เช่นทำเป็นปรีแล้วมี buffer ตามหลัง หรือทำเป็น DAC i/V ตัวนี้จะเทพในราคาถูกๆได้ แต่ถ้าเราเอามันไปขับหูฟังตรงๆล่ะก็มันจะห่วยลงไปทันตาเห็นเลยครับ
กลับ ไปดูตารางในช่อง 2 อันนี้ยังมีค่าสำคัญอีกสองค่าคือ slew rate ซึ่งตัวนี้ถ้าว่ากันตามสเปก ยิ่งสูงจะยิ่งดี แต่เอาเข้าจริง ยิ่งสูงเสียงจะยิ่งคมและดุดันมากขึ้น ก็เลือกเอาตามชอบใจเลยครับ ถ้ารู้สึกว่าตัวที่ใช้เสียงมันฟังล้าหูเร็วก็หาตัวที่ slew rate ต่ำกว่ามาใช้ก็ไม่ผิดครับ
ส่วนอีกค่านึงคือ total harmonic distortion หรือ THD ค่านี้ยิ่งน้อยก็หมายความว่าความเพี้ยนของสัญญาณก็จะยิ่งน้อย เรียกว่าเลือกน้อยไว้ก่อนได้เปรียบ แต่ส่วนตัวแล้วไม่สามารถฟังออกระหว่าง opamp THD 0.001% กับ 0.0001% ได้ครับ สเปกก็เลยมีเอาไว้โม้เท่านั้นแหละ อิอิ
ที่มา :: nopphong ณ headphoneresearch.com
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น