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[经验] LM324四倍运算放大器详解

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发表于 2020-10-15 16:45:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
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lm324中文材料,非常详细地介绍LM324四倍运算放大器,非常好的lm324内部电路理解中文材料。
这些装置由四个独立的高增益补偿运算放大器组成,设计用于在各种电压范围内从单一或次电源操作。


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特征:
*4通道运算放大器
*放大器数:4
*大的DC电压增益:100dB
*宽工作电压:3V~32V(或±1.5~16V)
*输入共模电压范围包括地*大的输出电压摆幅:0V~Vcc-1.5V
*输入补偿电压:1.5mV(典型值)
*输入补偿电流:3.0nA(典型值)
*输入偏置电流:40nA(典型值)
*工作电流:1.0mA((典型值)
*共模抑制比CMRR:75dB
*电源抑制比PSRR:100dB
*通道隔离度:120dB
*输出电流:13mA
*差分输入电压:VCC(最大值)
*工作温度:0°C to +70°C
*封装:SOP-14,DIP-14


    lm324系列由四个独立的、高增益的、内部频率补偿运算放大器组成,这些放大器是专门针对单一电源提供的电压范围来操作的。也有可能从分裂电源和低电流消耗的操作与电源电压的范围无关。

      LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比,它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下,静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源,因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。

       LM324的应用领域包括传感器放大器,直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以更容易地在单电源系统中实现的电路。由于市场应用广泛,多个厂家都提供LM324系列的产品,常见的品牌有:Texas Instruments,On Semi, ST microelectronics .

LM324运算放大器应用电路全集


LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的 引脚排列见图2
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  由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。 下面介绍其应用实例。


LM324作反相交流放大器
  电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电, 由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。
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  放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、RF决定:Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值, Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为合电容。

LM324作同相交流放大器

  见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
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LM324作交流信号三分配放大器
  此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai输入电阻高,运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0的情况,故各 放大器电 压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
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  R1、R2组成1/2V+偏置,静态时A1输出端电压为1/2V+,故运放A2-A4输出端亦为1/2V+,通过输入输出电容的隔直作用,取出交流信号,形成三路分配输出。

LM324作有源带通滤波器
   许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 ,在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1,品质因数 ,3dB带宽B=1/(п*R3*C)也可根据设计确定的Q、fo、Ao值,去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,当fo=1KHz时,C取0.01Uf。此电路亦可用 于一般的选频放大。
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  此电路亦可使用单电源,只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。

LM324应用作测温电路
  见附图。感温探头采用一只硅三极管3DG6,把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mV/℃,即温度每上升1度,发射结电压变会下降2.5mV。运放A1连接成同相直流放大形式,温度越高,晶体管BG1压降越小,运放A1同相输入端的电压就越低,输出端的电压也越低。
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  这是一个线性放大过程。在A1输出端接上测量或处理电路,便可对温度进行指示或进行其它自动控制。

四运放LM324实用电路设计原理图讲解—基础

LM324 是四运放集成电路,它采用14 脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示,它有 5 个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324 的 引脚排列见图
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由于LM324 四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。 下面介绍其应用实例。
1> LM324 作反相交流放大器
电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电, 由R1、R2 组成 1/2V+偏置,C1 是消振电容。放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值, Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。
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2> LM324 作同相交流放大器
见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2 组成 1/2V+分压电路,通过R3 对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定: Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4 的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
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3>LM324 作交流信号三分配放大器
此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai输入电阻高,运放A1-A4 均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0 的情况,故各 放大器电 压放大倍数均为 1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
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R1、R2 组成 1/2V+偏置,静态时A1 输出端电压为 1/2V+,故运放A2-A4 输出端亦为 1/2V+,通过输入输出电容的隔直作用,取出交流信号,形成三路分配输出。
4>LM324 应用作测温电路
见附图。感温探头采用一只硅三极管 3DG6,把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mV/℃,即温度每上升 1 度,发射结电压变会下降 2.5mV。运放A1 连接成同相直流放大形式,温度越高, 晶体管BG1 压降越小, 运放A1 同相输入端的电压就越低,输出端的电压也越低。
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这是一个线性放大过程。在A1 输出端接上测量或处理电路,便可对温度进行指示或进行其它自动控制。
5>LM324 应用作比较器
当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如LM324 运放开环放大倍数为 100dB,既 10万倍)。此时运放便形成一个电压比较器,其输出如不是高电平(V+),就是低电平(V-或接地)。当正输入端电压高于负输入端电压时,运放输出低电平。
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附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器,电阻R1、R1?组成分压电路,为运放A1 设定比较电平U1;电阻R2、R2?组成分压电路,为运放A2 设定比较电平U2。输入电压U1同时加到A1 的正输入端和A2 的负输入端之间,当Ui >U1 时,运放A1 输出高电平;当Ui<U2,则当输入电压Ui越出[U2,U1]区间范围时,LED点亮,这便是一个电压双限指示器。若选择U2 > U1,则当输入电压在[U2,U1]区间范围时,LED点亮,这是一个“窗口”电压指示器。此电路与各类传感器配合使用,稍加变通,便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。

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