lm324詳細(xì)應(yīng)用

lm324是美國national公司的產(chǎn)品,其pdf文件可以在這下載LM324 pdf文件.lm324英文描述:

The LM124 series consists of four independent, high gain, internally frequency compensated operational amplifiers which were designed specifically to operate from a single power supply over a wide range of voltages. Operation from split power supplies is also possible and the low power supply current drain is independent of the magnitude of the power supply voltage.

Application areas include transducer amplifiers, DC gain blocks and all the conventional op amp circuits which now can be more easily implemented in single power supply systems. For example, the LM124 series can be directly operated off of the standard +5V power supply voltage which is used in digital systems and will easily provide the required interface electronics without requiring the additional ±15V power supplies.

本文就高性能集成四運(yùn)放LM324的參數(shù)，進(jìn)行實(shí)用電路設(shè)計(jì)，論述電路原理。

LM324 是四運(yùn)放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器, 除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來表示,它有5個(gè)引出腳,其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端,“V+”、“V-” 為正、負(fù)電源端,“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中,Vi-(-)為反相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反;Vi+(+)為同相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的 引腳排列見圖2

由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可單電源使用,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 下面介紹其應(yīng)用實(shí)例。

LM324作反相交流放大器

電路見附圖。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。電路無需調(diào)試。放大器采用單電源供電, 由R1、R2組成1/2V+偏置,C1是消振電容。

放大器電壓放大倍數(shù)Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=-Rf/Ri。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。按圖中所給數(shù)值, Av=-10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號(hào)源內(nèi)阻相等,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。

LM324作同相交流放大器

見附圖。同相交流放大器的特點(diǎn)是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路,通過R3對(duì)運(yùn)放進(jìn)行偏置。

電路的電壓放大倍數(shù)Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4,電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。

LM324作交流信號(hào)三分配放大器

此電路可將輸入交流信號(hào)分成三路輸出,三路信號(hào)可分別用作指示、控制、分析等用途。而對(duì)信號(hào)源的影響極小。因運(yùn)放

Ai輸入電阻高,運(yùn)放A1-A4均把輸出端直接接到負(fù)輸入端,信號(hào)輸入至正輸入端,相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時(shí)Rf=0的情況,故各 放大器電 壓放大倍數(shù)均為1,與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。

R1、R2組成1/2V+偏置，靜態(tài)時(shí)A1輸出端電壓為1/2V+，故運(yùn)放A2-A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號(hào)，形成三路分配輸出。

LM324作有源帶通濾波器

許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個(gè)不同頻段的信號(hào),在顯示上利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的多

少來指示出信號(hào)幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率

,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質(zhì)因數(shù)

,3dB帶

寬B=1/(п*R3*C)也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。

R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當(dāng)fo=1KHz時(shí),C取0.01Uf。此電路亦可用 于一般的選頻放大。

此電路亦可使用單電源,只需將運(yùn)放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運(yùn)放正輸入端既可。

LM324應(yīng)用作測(cè)溫電路

見附圖。感溫探頭采用一只硅三極管3DG6，把它接成二極管形式。硅晶體管發(fā)射結(jié)電壓的溫度系數(shù)約為-2.5mV/℃，即溫度每上升1度，發(fā)射結(jié)電壓變會(huì)下降2.5mV。運(yùn)放A1連接成同相直流放大形式，溫度越高，晶體管BG1壓降越小，運(yùn)放A1同相輸入端的電壓就越低，輸出端的電壓也越低。

這是一個(gè)線性放大過程。在A1輸出端接上測(cè)量或處理電路，便可對(duì)溫度進(jìn)行指示或進(jìn)行其它自動(dòng)控制。

LM324應(yīng)用作比較器

當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí),或者說反饋電阻趨于無窮大時(shí)(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認(rèn)為運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實(shí)際上是很大,如LM324運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為100dB，既10萬倍)。此時(shí)運(yùn)放便形成一個(gè)電壓比較器，其輸出如不是高電平(V+)，就是低電平(V-或接地)。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時(shí)，運(yùn)放輸出低電平。

附圖中使用兩個(gè)運(yùn)放組成一個(gè)電壓上下限比較器，電阻R1、R1ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A1設(shè)定比較電平U1;電阻R2、R2ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時(shí)加到A1的正輸入端和A2的負(fù)輸入端之間，當(dāng)Ui >U1時(shí)，運(yùn)放A1輸出高電平;當(dāng)Ui < SPAN>時(shí)，運(yùn)放A2輸出高電平。運(yùn)放A1、A2只要有一個(gè)輸出高電平，晶體管BG1就會(huì)導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED就會(huì)點(diǎn)亮。

若選擇U1>U2，則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2，U1]區(qū)間范圍時(shí)，LED點(diǎn)亮，這便是一個(gè)電壓雙限指示器。

若選擇U2 > U1，則當(dāng)輸入電壓在[U2，U1]區(qū)間范圍時(shí)，LED點(diǎn)亮，這是一個(gè)“窗口”電壓指示器。

此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測(cè)、短路、斷路報(bào)警等。

LM324應(yīng)用作單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

見附圖1。此電路可用在一些自動(dòng)控制系統(tǒng)中。電阻R1、R2組成分壓電路，為運(yùn)放A1負(fù)輸入端提供偏置電壓U1，作為比較電壓基準(zhǔn)。靜態(tài)時(shí)，電容C1充電完畢，運(yùn)放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+，故A1輸出高電平。當(dāng)輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，二極管D1導(dǎo)通，電容C1通過D1迅速放電，使U2突然降至地電平，此時(shí)因?yàn)閁1>U2，故運(yùn)放A1輸出低電平。當(dāng)輸入電壓變高時(shí)，二極管D1截止，電源電壓R3給電容C1充電，當(dāng)C1上充電電壓大于 U1時(shí)，既U2>U1，A1輸出又變?yōu)楦唠娖?，從而結(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。顯然，提高U1或增大R2、C1的數(shù)值，都會(huì)使單穩(wěn)延時(shí)時(shí)間增長(zhǎng)，反之則縮短。

如果將二極管D1去掉，則此電路具有加電延時(shí)功能。剛加電時(shí)，U1>U2，運(yùn)放A1輸出低電平，隨著電容C1不斷充電，U2不斷升高，當(dāng)U2>U1時(shí)，A1輸出才變?yōu)楦?strong>電平。