JRC4558 OP-AMP：機能、仕様、アプリケーション

JRC4558は、電子機器で広く使用されている柔軟なデュアル動作アンプです。この記事では、安定した周波数、広い電圧範囲、高温抵抗などの機能を調査し、アプリケーション全体で信頼性を高めます。TL072やNE5532などのアンプと比較して、JRC4558は、ギターペダル、オーディオシステム、医療機器に見られる単純なプロジェクトと高度なプロジェクトの両方に最適です。

カタログ

図1：jrc4558 op-amp

jrc4558 op-ampとは何ですか？

JRC4558は、8つのピンを備えた広く使用されている二重動作アンプ（OP-AMP）です。優れた入力インピーダンスと強力な電圧増幅があることで知られています。さまざまな回路設計のSOPとDIPの2つの主なタイプがあります。このチップはギターペダルで人気があり、最大100 dBの電圧ゲインと5メガオム入力インピーダンスを提供します。±4V〜18Vの間の電力範囲で動作します。JRC4558のピンレイアウトはシンプルで、回路設計を容易にします。ピン8は正電圧に接続され、ピン4は負の電圧に接続されています。2つのアンプの出力はピン1および7で見つかります。信号を逆にする反転入力はピン2および6にあり、信号を同じに保つ非反転入力はピン3および5にあります。

各アンプは独立して動作し、異なる信号を同時に処理します。チップには組み込みの安定化があり、広い電圧範囲を効果的に管理しています。入力インピーダンスが高く、それほど電流を描かないことを意味します。100 dBゲインは最高ではありませんが、ほとんどの用途には十分です。また、このチップは、マイクロ秒あたり1.7Vのスルーレートで高速応答時間があります。このチップは、入力信号間の電圧の差を増加させるように設計されており、信号の比較や電圧の小さな違いの増幅などのタスクに役立ちます。 大きな利点は、 +​​5Vの電源だけで実行できることです、正と負の電源の両方を必要とする他のオペアンプとは異なり、パフォーマンスを失うことなく単純な回路設計で使用しやすくなります。

JRC4558機能と仕様

JRC4558機能

周波数調整はありません - 設計は安定しており、周波数応答を安定させるために追加のチューニングを必要としません。

立ち往生するリスクはありません - システムは、使用中にロックアップしないように設計され、信頼性が向上します。

ワイド電圧処理 - さまざまな回路の一般的な電圧と微分電圧の範囲で動作します。

熱における一貫したパフォーマンス - 温度の変化があっても、ゲインやオフセットなどの測定値は安定したままです。

一致したアンプ - アンプはゲインと位相でバランスが取れているため、パフォーマンスの違いが減少します。

組み込みの周波数最適化 - システムは既に周波数用に最適化されており、手動チューニングは必要ありません。

低ノイズ入力 - 入力設計はノイズを減らし、クリーナー信号を提供します。

MC1458/LM358と互換性があり、標準のMC1458およびLM358チップと連携して、既存の設計に簡単に統合します。

JRC4558仕様

JRC4558 仕様	詳細
供給電圧範囲	±5Vから±15Vの間で動作します。
帯域幅	3MHz、広範囲の信号周波数。
動作温度	0°Cから70°Cの間に信頼性があります。
スルーレート	1.7V/μsの高速応答率。
電圧ゲイン	高ゲインアプリケーションの場合、最大100dBまでの信号を増幅します。
パッケージオプション	設計の柔軟性のために、8ピンSOPおよびDIP形式で利用できます。

JRC4558の最大評価

パラメーター	シンボル	価値	ユニット
供給電圧	VCC	±22	v
差動入力電圧	vi（diff）	±18	v
入力電圧	vi	±15	v
動作温度	topr	-20〜+85	℃
電源消散（P-DIP）	PD	600	MW
電力散逸（SOP）	PD	400	MW
ストレージ温度範囲	TSTG	-65〜+150	℃

図2：JRC4558内部回路図

JRC4558の電気特性

パラメーター	シンボル	テスト伝導	分	タイプ	マックス	ユニット
電流、すべてのアンプ、負荷なし	ICC	-	-	2.3	4.5	Ma
入力オフセット電圧	ヴィオ	Rs<10KΩ	-	2	6	MV
入力オフセット電流	iio	-	-	5	200	Na
入力バイアス電流	イビアス	-	-	30	500	Na
大きな信号電圧ゲイン	GV	VO（P-P）=±10V、RL≤2KΩ	20	200	-	V/MV
一般的なモード入力電圧範囲	VI（R）	-	±12	±13	-	v
一般的なモード拒否率	CMRR	rs≤10kΩ	70	90	-	DB
供給電圧除去率	psrr	rs≤10kΩ	76	90	-	DB
出力電圧スイング	VO（P-P）	RL≥10kΩ	-	±12	±14	v
消費電力	PC	-	-	70	170	MW
スルーレート	sr	VI =±10V、RL≥2kΩ、 CL≤100pf	1.2	2.2	-	v/µs
立ち上がり時間	トリス	VI =±20mV、RL≥2kΩ、 CL≤100pf	-	0.3	-	µs
オーバーシュート	OS	VI =±20mV、RL≥2kΩ、 CL≤100pf	-	15	-	％
入力抵抗	ri	-	0.3	2	-	mΩ
出力抵抗	ro	-	-	75	-	ω
総高調波歪み	thd	f = 1kHz、av = 20db、rl =2kΩ、 VO = 2VPP、Cl = 100pf	-	0.008	-	％
チャネル分離	VO1/VO2	-	-	120	-	DB

JRC4558の周波数特性

パラメーター	シンボル	テスト 状態	分	タイプ	マックス	ユニット
団結は帯域幅を獲得します	bw	-	2.0	2.8	-	MHz

JRC4558ピン構成

図3：JRC4558ピンアウト

ピン番号	ピン名	ピンの説明
1	出力1	Op-amp 1の出力ピン
2	入力を反転1	Op-amp 1の反転入力ピン
3	非反転入力1	Op-amp 1の非変動入力ピン
4	VCC	負の供給または地上ターミナル
5	非反転入力2	Op-amp 2の非変動入力ピン
6	入力の反転2	Op-amp 2の反転入力ピン
7	出力2	Op-amp 2の出力ピン
8	VCC +	正の供給端子

JRC4558で増幅します

JRC4558チップは、多くの方法で使用できるため、オーディオおよび信号処理で使用されます。それがどのように配線されているかは、それができるさまざまなタイプの増幅を決定します。JRC4558が信号を高める方法を示す2つの簡単なセットアップを次に示します。

図4：JRC4558アンプ回路図

反転アンプ構成

反転構成では、入力信号はJRC4558の反転入力（ピン2）に接続されています。このセットアップには、入力信号と反転入力の間に接続された2つの抵抗と、出力と反転入力の間のフィードバック抵抗として機能する2つの抵抗が必要です。

この構成の主な特徴は、出力信号が入力信号の反転バージョンであることです。これは、出力が入力の正反対であることを意味します。入力が正しく、出力が負になり、逆も同様です。増幅の量、またはゲインは、2つの抵抗器の比率によって決定されます。ゲインは、フィードバック抵抗（RFとラベル付けされたRF）の入力抵抗（RI）の比として計算されますが、位相反転のために負の符号があります。

この式は、フィードバック抵抗器が入力抵抗器よりも大きい場合、出力信号は増幅されますが、依然として逆になっていることを意味します。

非反転アンプ構成

非反転構成では、入力信号はJRC4558の非反転入力（ピン3）に接続されています。この配置では、出力信号は入力とともに位相のままです。これは、入力信号が上昇すると、出力が同期して上昇し、同じ極性を維持することを意味します。

また、このセットアップには、出力と反転入力（ピン2）の間に接続された1つの抵抗と、反転入力とグランドの間に2つの抵抗が必要です。この構成のゲインは、反転セットアップとは異なる方法で計算されます。ここで、ゲインは常に1以上です。つまり、相反転なしで信号を増幅します。ゲイン式は次のとおりです。

この場合、フィードバック抵抗器（RF）と接地に接続された抵抗器（RI）の値は、信号の増幅量を決定します。式の「1」は、抵抗器が等しい値であっても、ゲインが統一よりも大きいことを保証します。非反転構成の利点の1つは、より高い入力インピーダンスを提供することです。

JRC4558アプリケーション

図5：JRC4558アプリケーション

•ギターペダル

JRC4558は、特にTube Screamerのような象徴的なモデルのギターペダルの主要なコンポーネントです。オーディオ信号を形成して、ギタリストが演奏で表現を強化する能力のために非常に求められている、豊かで温かく、オーバードライブされたトーンを生成します。

•Hi-Fiシステム

忠実度の高いオーディオシステムでは、JRC4558は、プリアンプとオーディオミキサー内の信号を改良することにより、音の明快さと深さを改善します。その使用は、リスナーがよりダイナミックで没入感のあるサウンドを体験し、オーディオスペクトルの高さと低値の両方を強化できるようにするのに役立ちます。

•フィルター

チップは、ハイパスフィルターとローパスフィルターの両方の一部です。これらのフィルターは、通過が許可されている周波数の範囲を管理し、オーディオシステムと通信システムの両方で不要なノイズまたは干渉を排除するのに役立ちます。JRC4558の役割により、正確な信号帯域幅制御が保証され、よりクリーンでより焦点の取れた出力に貢献します。

•アンプ

信号アンプとして、JRC4558はさまざまなオーディオアプリケーションとセンサーベースのシステムで使用されます。低レベルの信号を後押しし、サウンドシステムと敏感なデータ収集デバイスの両方の全体的なパフォーマンスを改善します。

•アナログ間コンバーター

アナログ信号がデジタル形式に変換されるシステムでは、JRC4558を使用して、これらの信号をバッファーおよび調整します。これにより、アナログ入力がデジタルコンバーターの要件に合わせて適切に調整され、より正確で信頼性の高いデジタル測定値につながることが保証されます。

•生物医学的計装

JRC4558は、ECGやその他の診断ツールなどの患者を監視する医療機器に役立ちます。これらのアプリケーションでは、繊細な生物学的信号を処理するために必要な精度と安定性を提供します。

•サーボコントローラー

産業用自動化、特にサーボコントローラーでは、JRC4558は高精度でモーターの動きを制御します。これは、ロボットアームや自動化された組立ラインなどのシステムでの正確なモーターポジショニングのためにフィードバックループの必要性を管理するのに役立ちます。

•ラインドライバー

ラインドライバーで使用する場合、JRC4558は長いケーブルまたは通信ライン上で送信される信号を強化します。これにより、長距離であっても、データまたはオーディオ信号が明確で正確になります。

•サウンドシステム

ホームおよび自動車のオーディオシステムは、サウンドコントロールと増幅を強化するJRC4558の能力の恩恵も受けています。これらのシステム内で動作し、リビングルームで音楽を聴いているか道路で聴いているかどうかにかかわらず、明確で強力なオーディオ出力を確保しています。

•測定システム

JRC4558は、オシロスコープやスペクトルアナライザーなどの測定デバイスで頻繁に使用されます。これらのシステムでは、着信信号を増幅およびフィルタリングし、より正確な測定とより明確なデータ解釈を可能にするのに役立ちます。

JRC4558同等の代替品

	OP-AMP	詳細
直接 交換	TL072	低ノイズ、JFET入力、高周波アプリケーション用。
	NE5532	高品質のオーディオシステム用の高速、低ノイズ。
	RC4558	広く制作された、JRC4558と特性を共有しています。
	LM1458	わずかなノイズと帯域幅のバリエーションを持つJRC4558と同様。
	LM4558	JRC4558を密接に一致させ、直接的な代替品として使用します。
機能的 代替案	OPA2134	プロのオーディオギア用の高忠実度、低い歪み。
	TL082	JFET入力、低入力バイアス、オフセット電流。
	MC4558	Consumer Electronicsで一般的なJRC4558に似ています。
	OPA2604	ハイエンドオーディオ用の優れた音質、最小限の歪み。
	LM158 LM158A	パフォーマンスが異なる汎用のOP-AMP 特性。
	LM358 LM358A	低電力、バッテリー操作のデバイスや広い電圧に適しています 範囲。
	LM2904 LM2904Q	低電力、低電力、「Q」バージョンを要求するためのバージョン 環境。
	LM747	強力なデュアルオペアンプ、より高い消費電力、耐久性の高い アプリケーション。

JRC4558の入力段階

JRC4558のコアには、信号の明確さと正確な増幅の維持に焦点を当てた慎重に設計された入力段階があります。この段階では、高品質のオーディオおよび敏感なアナログ信号に適した、長尾のペア（LTP）差動アンプを使用します。また、電流ミラーは、信号をより一貫性にし、増幅の精度を向上させるためにも使用され、入力レベルや温度が変化した場合でもアンプがうまく機能するのを助けます。

トランジスタQ1からQ5、抵抗器R1からR3、コンデンサC1などのコンポーネントは、アンプの入力応答を形作るために連携します。現在のミラー回路における彼らの役割は、さまざまな条件でのアンプのパフォーマンスを安定させ、JRC4558を精度と安定性が必要な状況に理想的にするのに役立ちます。

図6：JRC4558の入力と出力段階

JRC4558の出力段階

JRC4558の出力段階は、エネルギー損失を最小限に抑えて強力で明確な信号を負荷に提供するように設計されています。クラスABプッシュプルエミッターフォロワー構成を使用して、効率を維持しながら高電流ゲインを提供します。VBE乗数を使用してバイアス電流を設定し、アンプが安静時に正しく動作し、動的な変化に迅速に応答するようにします。

トランジスタQ11およびQ12、抵抗器R6、R7、およびR8を含むコンポーネントは、アンプがさまざまなタイプの負荷を確実に駆動できるように動作します。バラスト抵抗器は、熱安定性を改善し、パフォーマンスを維持し、アンプの寿命を延ばすのに役立つ電流を均等に分布させるために含まれています。この慎重な設計により、JRC4558は、精度と耐久性の両方を必要とする要求の高いアプリケーションに適しています。

JRC4558対TL072

図7：JRC4558対TL072

JRC4558とTL072はどちらも二重の動作アンプですが、回路でのパフォーマンスに影響を与える違いがあります。JRC4558はシンプルで、基本的なデュアルオペアンプセットアップでうまく機能し、小規模で効率的なサーキットの一般的な選択肢です。一方、TL072は、より複雑な回路用に設計されています。信号の品質と安定性に役立つより良い内部構造があります。これは、正確な信号処理が必要な回路にとって重要です。

TL072は、多種多様な電圧でうまく機能し、ノイズがほとんど生成されず、品質を失うことなくオーディオ信号を増幅するのに最適です。また、電力効率が高く、ラッチアップや短絡や短絡などの問題なく迅速な信号の変更を処理し、高精度を必要とするシステムの信頼できる選択肢を処理できます。

TL072は汎用性が高く、オーディオプレアンプから太陽光発電システムまで、さまざまな回路で使用できます。また、途切れやすい電源（UPS）やオシロスコープなどのデバイスでも信頼性が高く、オーディオ処理と電源管理タスクの両方に適応性を示しています。

TL072に類似したその他の動作アンプには、LM358、NE5532、OPA827、LT1972、およびADA4610-2が含まれます。それぞれに独自の強みがあるため、デザイナーは特定のニーズと予算に合ったものを選択できます。

JRC4558対NE5532

JRC4558は、簡単なアプリケーションに最適です。対照的に、NE5532はプロのオーディオなどの高性能アプリケーション向けに設計されています。ここでは、ノイズと歪みを最小限に抑えることが、明確な音質を達成するために重要です。

図8：NE5532ピンアウト

NE5532は、ノイズが低く、帯域幅が広いため、オーディオ作業に最適です。その高いコモンモード除去比と強い電圧ゲインにより、弱い信号を増幅できます。また、幅広い入力信号を処理し、それらを迅速かつ正確に処理します。

Pre-Amplififiers、Toneコントロール、グラフィックイコライザーなどのオーディオデバイスで使用されるNE5532、およびプロフェッショナルなオーディオミキシングコンソール。信頼できる高品質のサウンドパフォーマンスを必要とするオーディオプロフェッショナルにとって最大の選択肢です。

NE5532の代替品には、TL072、TL1971、LM358、LM4558、RC4588、NJM4560、およびLM258が含まれます。これらのそれぞれにはさまざまな強みがあり、プロジェクトのニーズに応じてさまざまなオプションが可能になります。

JRC4558パッケージオプション

DIP-8（デュアルインラインパッケージ）

DIP-8パッケージは、その単純な平行ピン配置で知られており、ブレッドボードと迅速なプロトタイピングに最適です。このパッケージのサイズが大きいほど、標準ソケットに簡単に挿入したり、印刷回路基板（PCB）での穴のはんだ付けしたりできます。

このパッケージは、手動の調整またはコンポーネントの交換が予想されるプロジェクトで好まれています。教育キット、DIYエレクトロニクス、さらにはいくつかの商用製品でも一般的に使用されているDIP-8は、サーキットの組み立てとトラブルシューティングのためのユーザーフレンドリーなエクスペリエンスを提供します。ピンとパッケージの物理サイズの間隔により、手動の取り扱いとデバッグに適しています。

図9：DIP-8パッケージ

シンボル	インチ		ミリメートル
	分	マックス	分	マックス
a	-	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 BSC		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（小さなアウトラインパッケージ）

SOP-8パッケージは、Surface-Mount Technology（SMT）を対象としたよりコンパクトな設計です。サイズが小さくなると、PCBのコンポーネント密度が高くなり、スペースが限られている最新の電子機器に最適です。

このパッケージは、自動アセンブリ用に最適化されており、より効率的な生産ラインと信頼性の高い機械的取り付けを確保します。プロファイルが低く、フットプリントの削減により、SOP-8は、厳密なスペース制約を備えたポータブルデバイスまたはアプリケーションで使用されます。スケーラブルな生産プロセスをサポートし、大量の製造に適しています。

図10：SOP-8パッケージ

シンボル	インチ		ミリメートル
	分	マックス	分	マックス
a	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 BSC		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 ref		3.81 ref
E1	45°		45°
α	0°	8°	0°	8°

結論

JRC4558運用アンプは、その安定性、高性能、および汎用性で際立っています。広い電圧範囲、高電圧ゲイン、低ノイズ入力などの機能は、オーディオ処理や精密機器などのアプリケーションに最適です。この記事では、TL072やNE5532などの代替案と比較して、コンポーネントを選択するための貴重なガイダンスを提供します。全体として、JRC4558は電子設計の進歩に大きな役割を果たしてきました。

よくある質問[FAQ]

1. JRC4558の帯域幅は何ですか？

JRC4558 ICは、3 MHzの帯域幅を提供します。この帯域幅は、ICが忠実度を失うことなく、およびオーディオ増幅や信号条件付けなどのタスクのオーディオ信号を処理できることを保証します。

2. JRC4558の供給電圧はいくらですか？

JRC4558は、±5V〜±18Vのデュアル電源電圧範囲内で動作します。供給電圧のこの柔軟性により、小さなバッテリー操作ユニットからより大きな主電源機器まで、さまざまな電子デバイスで使用できます。

3. 4558 ICの最大電圧はいくらですか？

4558 ICの最大電圧は±18Vです。これよりも高い電圧を適用すると、ICが過熱し、潜在的に永続的な損傷につながる可能性があるため、操作中に電圧がこの制限内にあることを確認する必要があります。

4. IC 4558は何に使用されていますか？

IC 4558は、オーディオ信号処理で使用されます。そのアプリケーションには、オーディオプレアンプ、ミキサー、アクティブフィルターのメインコンポーネントであることが含まれます。このICは、ノイズ出力が低く、さまざまなオーディオ機器のニーズに対応し、幅広い電圧を操作できるため、これらのアプリケーションに好まれています。

5. 4558のスルーレートはいくらですか？

JRC4558のスローレートは1 V/µsです。このレートは、ICの出力が入力信号の急速な変化にどれだけ速く応答できるかを決定します。1 V/µsのスルーレートは、ほとんどのオーディオアプリケーションの処理に適しており、入力オーディオ信号の急速な変化中の信号の歪みを防ぎます。