Wzmacniacz operacyjny LM358: obwód przełączający, analogowy, datasheet

O specyficznym zastosowaniu obwodu zasilania LM358 zależy od wielu parametrów urządzenia. Na tym wzmacniaczu operacyjnym można wdrożyć różnorodne projekty, które są łatwo wykorzystywane w technologii mikrokontrolerów, a nawet w systemach akustycznych.

To nie jest bardzo wymagający element - jego prędkość nie świeci, zakres napięcia roboczego jest również niewielki, ale ma podstawowe cechy - prostotę i taniość. Koszt jednego hurtowego DU wynosi około 15 rubli. Dlatego nieudane eksperymenty z nią nie zaszkodzą trafić w kieszeń.

Cechy wzmacniacza operacyjnego

Układ LM358 jest szeroko stosowany wśród radioamatorów, ponieważ ma wiele zalet. Wśród wszystkich możemy wyróżnić następujące:

1. Wyjątkowo niska cena.
2. Podczas implementacji urządzeń na chipie, nie ma potrzeby instalowania dodatkowych obwodów dla kompensacji.
3. Może być zasilany zarówno ze źródła unipolarnego, jak i bipolarnego.
4. Moc może pochodzić ze źródła, którego napięcie wynosi 3 ... 32V. Pozwala to na użycie prawie dowolnego źródła zasilania.
5. Na wyjściu sygnał wzrasta z prędkością 0,6 V / μs.
6. Maksymalne zużycie prądu nie przekracza 0,7 mA.
7. Napięcie polaryzacji na wejściu nie przekracza 0,2 mV.

Są to kluczowe cechy, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze tego układu. Jeśli jakiś parametr Ci nie odpowiada, lepiej szukać analogów lub podobnych wzmacniaczy operacyjnych.

Pinout na chipy

Zgodnie z arkuszem danych LM358 widać, że dwa wzmacniacze operacyjne są zamknięte w jednym pakiecie naraz. Dlatego każdy ma dwa wejścia i taką samą liczbę wyjść. Plus dwie dodatkowe nogi są zaprojektowane do zasilania napięciem. Tylko osiem wniosków z układu. Pinout LM358 wygląda następująco:

1 - wyjście DA1.1.

2 - wejście ujemne DA1.1.

3 - wejście dodatnie DA1.1.

4 - moc "minus".

5 - wejście dodatnie DA1.2.

6 - wejście ujemne DA1.2.

7 - wyjście DA1.2.

8 - "plus" moc LM358.

W jakich przypadkach produkowane są chipy?

Korpus może mieć oznaczenie DIP8 - LM358N lub SO8 - LM358D. Pierwszy przeznaczony jest do realizacji instalacji wolumetrycznej, drugi - do powierzchni. Charakterystyka elementu nie zależy od rodzaju przypadku - są one zawsze takie same. Ale istnieje wiele analogów układu, w którym parametry są nieco inne. Zawsze są plusy i minusy. Zwykle, jeśli element ma duży zakres napięcia roboczego, na przykład cierpi na inne cechy.

Istnieje również obudowa z cermetalami, ale takie chipy są używane, jeśli urządzenie będzie działać w trudnych warunkach. W praktyce amatorskiej radia najdogodniej jest używać mikroukładów w obudowach do montażu powierzchniowego. Są bardzo dobrze lutowane, co jest ważne podczas pracy. W końcu wygodniej jest pracować z elementami, których nogi są długie.

Czym są analogi?

Istnieje wiele analogów w układzie LM358. Schemat włączania jest dokładnie taki sam, ale nadal lepiej jest sprawdzić w arkuszu danych, aby się nie pomylić. Wśród pełnych analogów chipa można zidentyfikować w następujący sposób:

• NE532;
• OP221;
• OP04;
• OP290;
• ORA2237;
• UPC358C;
• OP295;
• TA75358R.

Można również rozróżnić analogi elementu LM358D - to UPC358G, KIA358F, TA75358CF, NE532D. Istnieje wiele podobnych mikroukładów, które różnią się nieco od 358. Na przykład LM258, LM158, LM2409 mają całkowicie podobną charakterystykę, ale tutaj zakres temperatury roboczej jest nieco inny.

Charakterystyka analogów

Poprzez arkusz danych LM358 i jego odpowiedniki, można znaleźć następujące cechy:

1. LM158 - działa w zakresie temperatur od -55 do + 125 stopni. Zasilanie może wahać się w zakresie 3 ... 32V.
2. LM258 - zakres temperatur pracy -25 ... + 85, napięcie zasilania - 3 ... 32V.
3. LM358 - temperatura 0 ... + 70, napięcie - 3 ... 32V.

W przypadku, gdy zakres temperatur 0 ... + 70 jest niewystarczający, warto znaleźć odpowiednik wzmacniacza operacyjnego. LM2409 dobrze się prezentuje, ma szerszy zakres temperatur roboczych. To tylko dla mocy to trochę mniej. Znacząco ogranicza to możliwość korzystania z urządzenia w projektach amatorskich radiotelefonów. Obwód przełączający LM358 jest taki sam, jak większość jego analogów.

W przypadku, gdy wystarczy ją zainstalować wzmacniacz operacyjny Warto zwrócić uwagę na analogi, takie jak LMV321 lub LM321. Mają pięć wniosków, aw przypadku SOT23-5 jest tylko jedna jednostka organizacyjna. Ale jeśli potrzebujesz większej liczby opampów, możesz użyć dwóch elementów - LM324, w którym obudowa ma 14 gniazd. Za pomocą takich elementów można zaoszczędzić miejsce i kondensatory obwód mocy.

Nieodwracający obwód wzmacniacza

Opis programu:

1. Pozytywne wejście otrzymuje sygnał.
2. Dwa stałe rezystory R2 i R1 połączone szeregowo są połączone z wyjściem wzmacniacza operacyjnego.
3. Drugi rezystor jest podłączony do wspólnego przewodu.
4. Punkt połączenia rezystorów jest podłączony do wejścia ujemnego.

Aby obliczyć wzmocnienie, musisz użyć prostej formuły: k = 1 + R2 / R1.

Jeśli istnieją dane dotyczące wartości rezystancji, napięcia wejściowego, to łatwo obliczyć moc wyjściową: U (na zewnątrz) = U (in) * (1 + R2 / R1). Przy użyciu układu LM358 i rezystorów R1 = 10 kΩ i R2 = 1 MΩ, wzmocnienie będzie równe 101.

Obwód potężnego nieodwracającego wzmacniacza

Elementy używane w konstrukcji wzmacniacza nieodwracającego i ich parametry:

1. LM358 jest używany jako chip.
2. Wartość rezystancji R1 = 910 kOm.
3. R2 = 100 kOm.
4. R3 = 91 kOm.

Do wzmocnienia sygnału wykorzystywany jest półprzewodnikowy tranzystor bipolarny VT1.

W odniesieniu do napięcia, wzmocnienie, pod warunkiem, że takie elementy są używane, jest równe 10. Aby obliczyć wzmocnienie w ogólności, należy użyć następującej formuły: k = 1 + R1 / R2. Aby obliczyć aktualny współczynnik całego obwodu, należy znać odpowiedni parametr zastosowanego tranzystora.

Obwód konwertera napięcia prądu

Schemat jest pokazany na rysunku i jest nieco podobny do tego, który został opisany w projekcie wzmacniacza nieodwracającego. Ale dodane tutaj tranzystor bipolarny. Prąd wyjściowy jest wprost proporcjonalny do napięcia na wejściu wzmacniacza operacyjnego.

W tym samym czasie, natężenie prądu jest odwrotnie proporcjonalne do rezystancji rezystora R1. Jeśli opisujemy to za pomocą formuł, wygląda to tak:

I = U (in) / R.

Gdy rezystancja R1 = 1 Om, na każde 1 V napięcia przyłożone do wejścia, wyjście będzie 1A prądu. Obwód przełączający LM358 w trybie przetwornika napięcie-prąd jest używany przez radioamatorów do projektowania ładowarki.

Układ przetwornika prądu i napięcia

Dzięki tej prostej konstrukcji wzmacniacz operacyjny LM358 może przekształcić prąd o niskim prądzie w wysokie napięcie. Można to opisać za pomocą następującej formuły:

U (obecnie) = I * R1.

Jeżeli w konstrukcji zastosowano rezystor 1 MΩ, a przez obwód przepływa prąd o wartości 1 μA, na wyjściu elementu pojawi się napięcie o wartości 1 V.

Prosty obwód wzmacniacza różnicowego

Ta konstrukcja jest szeroko stosowana w urządzeniach mierzących napięcie ze źródeł o wysokiej rezystancji. Należy wziąć pod uwagę specyfikę - współczynniki oporu R1 / R2 i R4 / R3 powinny być równe. Następnie napięcie wyjściowe będzie miało następującą wartość:

U (obecnie) = (1 + R4 / R3) * (Uin1-Uin2).

W takim przypadku wzmocnienie można obliczyć za pomocą wzoru k = (1 + R4 / R3). W takim przypadku, jeśli rezystancja wszystkich rezystorów wynosi 100 kΩ, współczynnik będzie równy 2.

Uzyskaj kontrolę

W ostatnim projekcie występuje jedna wada - nie ma możliwości dopasowania wzmocnienia. Powodem jest złożoność implementacji, ponieważ trzeba użyć dwóch rezystorów zmiennych jednocześnie. Ale jeśli nagle potrzebujesz dostosować współczynnik, możesz użyć schematu projektu na trzech opampach:

Tutaj regulacja odbywa się za pomocą zmienny rezystor R2. Należy wziąć pod uwagę, że takie równości są spełnione:

1. R3 = R1.
2. R4 = R5 = R6 = R7.

W tym przypadku k = (1 + 2 * R1 / R2).

Napięcie na wyjściu wzmacniacza U (na wyjściu) = (1 + 2 * R1 / R2) * (Uin1-Uin2).

Aktualny obwód monitora

Inny schemat umożliwiający pomiar wartości prądu w przewodzie zasilającym. Składa się z rezystancji bocznikowej R1, wzmacniacza operacyjnego LM358, tranzystora typu npn i dwóch rezystorów. Charakterystyka elementów:

• mikroukład DA1 - LM358;
• rezystor R = 0,1 Ohm;
• wartość rezystancji R2 = 100 Ohm;
• R3 = 1 kΩ.

Napięcie zasilania systemu operacyjnego powinno wynosić co najmniej 2 V więcej niż obciążenie. Jest to warunek wstępny funkcjonowania systemu.

Obwód napięcia do przemiennika częstotliwości

To urządzenie będzie wymagane, gdy konieczne będzie obliczenie okresu lub częstotliwości sygnału.

Obwód jest używany jako przetwornik analogowo-cyfrowy. Parametry elementów używanych w konstrukcji:

• DA1 - LM358;
• C1 - 0,047 uF;
• R1 = R6 = 100 kΩ;
• R2 = 50 kΩ;
• R3 = R4 = R5 = 51 kΩ;
• R6 = 100 kΩ;
• R7 = 10 kΩ.

Są to wszystkie projekty, które można zbudować za pomocą wzmacniacza operacyjnego. Jednak zakres LM358 nie ogranicza się do tego, wiele schematów jest znacznie trudniejszych, umożliwiając realizację różnych możliwości.