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24
2020
04

通用四運算放大器LM324

LM324系列器件帶有真差動輸入的運算放大器,具有真正的差分輸入。與單電源應用場合的標準運算放大器相比,它們有一些顯著優點。該放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下,靜態電流為MC1741的靜態電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源,因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性。目前主要用在血氧儀,額溫槍,小家電等產品上。

LM324主要特性:

  短路保護輸出

  真正的差分輸入級

  單電源供電:3.0 V至32 V(LM224、LM324、LM324A)

  低輸入偏置電流:100 nA最大值(LM324A)

  每個封裝有4個放大器

  內部補償

  共模范圍擴展至負電源

  行業標準的引腳分配

  輸入端的ESD鉗位提高了可靠性,且不影響器件工作

  提供無鉛封裝

LM324四運放的應用

LM324是四運放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,外形如圖所示。它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器,除電源共用外,四組運放相互獨立。

  每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“-”為兩個信號輸入端,“V+”、“V-”為正、負電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi-(-)為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反;Vi+(+)為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。

由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬,靜態功耗小,可單電源使用,價格低廉等優點,因此被廣泛應用在各種電路中。下面介紹其應用實例。

  反相交流放大器

電路見附圖。此放大器可代替晶體管進行交流放大,可用于擴音機前置放大等。電路無需調試。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。


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電路的電壓放大倍數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。

  交流信號三分配放大器

  此電路可將輸入交流信號分成三路輸出,三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途6孕藕旁吹撓跋旒 R蛟朔臕i輸入電阻高,運放A1-A4均把輸出端直接接到負輸入端,信號輸入至正輸入端,相當于同相放大狀態時Rf=0的情況,故各放大器電壓放大倍數均為1,與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。

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R1、R2組成1/2V+偏置,靜態時A1輸出端電壓為1/2V+,故運放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,形成三路分配輸出。

  測溫電路

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。硅晶體管發射結電壓的溫度系數約為-2.5mV/℃,即溫度每上升1度,發射結電壓變會下降2.5mV。運放A1連接成同相直流放大形式,溫度越高,晶體管BG1壓降越小,運放A1同相輸入端的電壓就越低,輸出端的電壓也越低。

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這是一個線性放大過程。在A1輸出端接上測量或處理電路,便可對溫度進行指示或進行其它自動控制。

  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,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。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,品質因數 ,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。

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

  比較器

當去掉運放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨于無窮大時(即開環狀態),理論上認為運放的開環放大倍數也為無窮大(實際上是很大,如LM324運放開環放大倍數為100dB,既10萬倍)。此時運放便形成一個電壓比較器,其輸出如不是高電平(V+),就是低電平(V-或接地)。當正輸入端電壓高于負輸入端電壓時,運放輸出低電平。

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附圖中使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器,電阻R1、R1ˊ組成分壓電路,為運放A1設定比較電平U1;電阻R2、R2ˊ組成分壓電路,為運放A2設定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負輸入端之間,當Ui 》U1時,運放A1輸出高電平;

  若選擇U1》U2,則當輸入電壓Ui越出[U2,U1]區間范圍時,LED點亮,這便是一個電壓雙限指示器。

  若選擇U2 》 U1,則當輸入電壓在[U2,U1]區間范圍時,LED點亮,這是一個“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、短路、斷路報警等。

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