AVR-STM-C++: Усилитель звука на lm358

Пришла мне в голову идея собрать на lm358 усилитель для наушников. Идея вызвана тем, что мне срочно понадобился прибор для проверки операционных усилителей, а поскольку осциллографа у меня на данный момент нет, то решил собрать такой прибор своими руками. В качестве прибора будет выступать унч на lm358, так как именно этот ОУ мне надо проверить.
Для начала посмотрим характеристики LM358. Для этого найдем даташит на этот ОУ и обратим внимания на вот эту таблицу.

Из таблицы мы видим, каким напряжением можно питать lm358, это от 3 вольт до 30 при однополярном питании. Мой выбор остановился на 5 вольтах, так как это напряжение можно взять откуда угодно — хоть с порта USB, хоть с павербанка.
Дальше надо определится со схемой, это будет классическая схема усилителя на ОУ с отрицательной обратной связью. За основу возьмем схему из даташита и немного ее доработаем.

Резисторы RG и RF отвечают за глубину обратной связи, регулируя коэффициент усиления. Резистор RIN ограничивает входной сигнал. Перед RIN поставим конденсатор, дабы отсечь постоянный ток, а RG можно сделать переменным, чтоб регулировать громкость. По питанию в обязательном порядке поставим электролитический конденсатор для того, чтоб не было краткосрочных просадок напряжения питания.

После сборки тестового образца звук был настолько ужасным, что схему пришлось существенно переделать. В итоге от того примера, что в datasheet, пришлось немного отступить. Путем вычислений а так же проб и ошибок сформировалась вот такая вот схема. Получился полноценный усилитель, который я нагрузил не наушниками, а 15-ти ваттными колонками сопротивлением 4 Ома. Усилитель конечно же не выдаст подобной мощности, просто эти колонки были в наличии.

Схема усилителя на LM358

Давайте разберем эту схему по порядку, что и зачем тут стоит. Первым делом начнем с конденсаторов C1 и C2. Изначально планировалось поставить керамические конденсаторы небольшой емкости, но практика показала, что лучше всего подошли конденсаторы большой емкости. Сначала поставил на 1 mF неполярный и это привело к громадным искажениям, при попытке подать сигнал в обход конденсатора искажения пропадали. Пробовал различные конденсаторы, в итоге лучше всего звучат электролитические конденсаторы, которые покупались мной для материнской платы. Возможно дело в ESR или в коэффициенте гармоник, которые напрямую зависят от качества конденсаторов и эти просто оказались более качественными, нежели остальные имеющиеся. К сожалению, замерить ESR или коэффициент вносимых гармоник не представляется возможным из-за отсутствия соответствующей измерительной аппаратуры.

Резисторы R1 и R2 на 22 Ома поставил дабы компенсировать высокое входное сопротивление микросхемы, выбор номинала обусловлен сопротивлением наушников, вместо которых подключается данный усилитель.

Резисторы R3, R4, R5 и R6 формируют отрицательную обратную связь. Изменяя значения резисторов R3 и R4 можно регулировать громкость, поэтому вместо них можно поставить один переменный сдвоенный резистор. Я предпочел поставить постоянный и регулировать громкость на телефоне, к которому подключал данный усилитель.

Конденсаторы C3 и C4 емкостью 0,47 микрофарад выступают фильтрами, без них очень сильные искажения на высоких частотах. Это электролитические конденсаторы китайского производства и я подозреваю, что именно из-за своего качества (ESR и высокий коэффициент вносимых гармоник) они делают звук качественнее. Это как раз тот случай, когда плохое качество деталей улучшает схему. Хотя может быть я ошибаюсь и они просто выступают в роли фильтра.
Если поставить параллельно R5 и C3 переменный резистор номиналом 10-50 кОм и конденсатор 47 нанофарад, можно получить фильтр высоких частот. Получится усилитель с регулятором баса, но для этого такое же изменения надо внести и во второй канал.

Переходим к конденсаторам C5 и C6. Они отфильтровывают постоянный ток на выходе усилителя, и с ними та же ситуация, что и с конденсаторами на входе. Поставил те, которые предназначались для установки на материнскую плату компьютера, с другими попросту растут искажения. И это даже учитывая то, что данные электролиты я покупал лет 7-10 назад и за период хранения их характеристики должны были бы ухудшиться.

Резисторы R7 и R8 компенсируют низкий импеданс нагрузки, без них очень сильные искажения. Поставил номиналом в 22 Ома, по примеру тех же наушников.

В качестве нагрузки выступают советские колонки 15 ватт — то, что было в наличии. Звук вполне приличный, на максимуме громкости телефона есть искажения, но уже на 70-80 процентах их нет. Вместо колонок можно смело подключать наушники, только изменить номинал резисторов на выходе до 5-10 Ом, например. Хотя можно и не изменять, дабы не сжечь наушники или не оглохнуть самому.

Микросхема LM358P китайского производства, заказана с али.
Усилитель собран на макетной плате, вот что получилось в итоге.

На схеме не указан конденсатор, который я поставил между плюсом и минусом питания, это электролит на 470 микрофарад. Питал сей девайс от обычной телефонной зарядки 5 V 750 mA, замеры показали, что просадок напряжения нет и потребления тока совсем смехотворное — 10-15 mA. С оглядкой на то, что в схеме на входе и выходе стоят конденсаторы на 10 вольт, я все же рискнул подать питание 12 вольт, дабы посмотреть как изменится звук. Усилитель выдержал данное испытание более чем достойно, увеличив немного громкость звучания и при этом не внося искажений в звук. Потребление по току увеличилось до 20 mA.

В заключение скажу, что если вам нужен стенд для проверки операционных усилителей, то этот усилитель звука с однополярным питанием вполне подходящий вариант. С учетом того, что схема собрана на макетной плате, то для проверки большого количества LM358 просто вытаскиваем одну микросхему и ставим вместо нее другую. Если выполнить все на печатной плате — то надо ставить dip-панельку для удобства замены микросхем.
Что касается сложности — то собрать своими руками на коленке за 20 минут при наличии необходимых деталей даже ребенок сможет.

Неинвертирующий усилитель на ОУ | Практическая электроника

Схема неинвертирующего усилителя на ОУ

Неинвертирующий усилитель является базовой схемой с ОУ. Выглядит он до боли просто:

В этой схеме сигнал подается на НЕинвертирующий вход ОУ.

Итак, для того, чтобы понять принцип работы этой схемы, запомните самое важное правило, которое используется для анализа схем с ОУ: выходное напряжение ОУ стремится к тому, чтобы разность напряжения между его входами была равна нулю.

Принцип работы неинвертирующего усилителя на ОУ

Итак, давайте инвертирующий вход обозначим, буквой A:

Следуя главному правилу ОУ, получаем, что напряжение на инвертирующем входе равняется входному напряжению:

U_A=U_{вх .}   U_A снимается с делителя напряжения, который образован резисторами R1 и R2. Следовательно:

U_A = U_вых R1/(R1+R2)

Так как U_A=U_вх , получаем что U_вх = U_вых R1/(R1+R2).

Коэффициент усиления по напряжению высчитывается как K_U = U_вых /U_вх.

Подставляем сюда ранее полученные значения и получаем, что K_U = 1+R2/R1.

Как работает неинвертирующий усилитель на ОУ на примере

Это также можно легко проверить с помощью программы Proteus. Схема будет выглядеть вот так:

Давайте рассчитаем коэффициент усиления

K_U.  K_U = 1+R2/R1=1+90к/10к=10. Значит, наш усилитель должен ровно в 10 раз увеличивать входной сигнал. Давайте проверим, так ли это. Подаем на неинвертирующий вход синусоиду с частотой в 1кГц и смотрим, что имеем на выходе. Для этого нам потребуется виртуальный осциллограф:

Входной сигнал – это желтая осциллограмма, а выходной сигнал – это розовая осциллограмма:

Как вы видите, входной сигнал усилился ровно в 10 раз. Фаза выходного сигнала осталась такой же. Поэтому такой усилитель называют НЕинвертирующим.

Но, как говорится, есть одно “НО”. На самом же деле в реальном ОУ имеются конструктивные недостатки. Так как Proteus старается эмулировать компоненты, приближенные к реальным, давайте рассмотрим амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), а также фазо-частотную характеристику (ФЧХ) нашего операционника LM358.

АЧХ и ФЧХ неинвертирующего усилителя на LM358

На практике, для того, чтобы снять АЧХ, нам надо на вход нашего усилителя подать частоту от 0 Герц и до какого-то конечного значения, а на выходе в это время следить за изменением амплитуды сигнала. В Proteus все это делается с помощью функции Frequency Responce:

По оси Y у нас коэффициент усиления, а по оси Х – частота. Как вы могли заметить, коэффициент усиления почти не изменялся до частоты 10 кГц, потом стал стремительно падать с ростом частоты. На частоте в 1МегаГерц коэффициент усиления был равен единице. Этот параметр в ОУ называется

частотой единичного усиления и обозначается как f_1. То есть по сути на этой частоте усилитель не усиливает сигнал. Что подали на вход, то и вышло на выходе.

[quads id=1]

В проектировании усилителей важен такой параметр, как граничная частота среза f_гр . Для того, чтобы ее вычислить, нам надо знать коэффициент усиления на частоте K_гр:

K_гр= K_Uo / √2 либо = K_Uo х 0,707 , где  K_Uo  – это коэффициент усиления на частоте в 0 Герц (постоянный ток).

Если смотреть на АЧХ, мы увидим, что на нулевой частоте (на постоянном токе) у нас коэффициент усиления равен 10. Вычисляем

K_гр.

K_гр = 10 х 0,707 = 7,07

Теперь проводим горизонтальную линию на уровне 7,07 и смотрим пересечение с графиком. У меня получилось около 104 кГц. Строить усилитель с частотой среза, более, чем f_гр не имеет смысла, так как в этом случае выходной сигнал усилителя будет сильно затухать.

Также очень просто определить граничную частоту, если построить график в децибелах. Граничная частота будет находиться на уровне  K_Uo-3dB. То есть в нашем случае на уровне в 17dB. Как вы видите, в этом случае мы также получили частоту среза в 104 кГц.

Ну ладно, с частотой среза вроде бы разобрались. Теперь нам важен такой параметр, как ФЧХ. В нашем случае мы вроде бы как получили НЕинвертирующий усилитель. То есть сдвиг фаз между входным и выходным сигналом должен быть равен нулю. Но  как поведет себя усилитель на высоких частотах (ВЧ)?

Берем такой же диапазон частот от 0 и до 100 МГц и смотрим на ФЧХ:

Как вы видите, до частоты в 1 кГц неинвертирующий усилитель действительно работает как надо. То есть входной и выходной сигнал двигаются синфазно. Но после частоты в 1 кГц, мы видим, что фаза выходного сигнала начинает отставать. На частоте в 100 кГц она уже отстает примерно на 40 градусов.

Для наглядности АЧХ и ФЧХ можно разместить на одном графике:

Также в схемах  с  неинвертирующим  усилителем  часто  вводят  компенсирующий резистор R_K .

Он определяется по формуле:

и служит для того, чтобы обеспечить равенство сопротивлений между каждым из входов и землей. Более подробно мы это разберем в следующей статье.

При участии Jeer

РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Под термином «операционный усилитель» подразумевается микросхема дифференциальный усилитель постоянного тока, с высоким коэффициентом усиления и высоким входным сопротивлением, адаптированная для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи.

Операционный усилитель (ОУ) имеет сложную внутреннюю структуру, в которую не будем углубляться сосредоточившись на практическом применении. Графический символ операционного усилителя относится не к его внешнему виду (тем более что он может быть доступен в различных корпусах), а к принципу работы:

Графический символ операционного усилителя. We (In) — вход, Wy (Out) — выход

Символ этот очень упрощен. Если бы мы хотели разместить на нем все необходимые детали обвязки и коррекции, пришлось бы нарисовать еще контакты. Но чаще всего этого достаточно.

Принцип действия ОУ

Подаем на усилитель через входы, обозначенные здесь символом We (+) так называемый неинвертирующий вход и / или We (-) так называемый инвертирующий вход некоторый сигнал. У него может быть даже очень небольшое напряжение. Разница входного напряжения называется дифференциальным напряжением.

Этот усилитель является своего рода компаратором — он будет сравнивать оба сигнала друг с другом и вести себя по-разному в зависимости от того, какой сигнал будет сильнее:

We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo

Если подадим более высокое напряжение на неинвертирующий вход We (+), чем на инвертирующий вход We (-), выход будет близок к напряжению Uпит, подаваемому на усилитель, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo.

We (+) < We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим более низкое напряжение на вход неинвертирующего We (+), чем на вход инвертирующего We (-) контакта, выход будет близок к нулю.

We (+) = We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим один и тот же сигнал на оба входа (называемый в данном случае недифференциальным сигналом), выходное напряжение будет близко к нулю.

Операционный усилитель, с которым будем проводить тесты, имеет обозначение LM358 (это наверное самая распространённая микросхема ОУ). Согласно информации из документации, это двойной усилитель напряжения (то есть два усилителя в одном корпусе), поэтому он имеет восемь контактов:

Слева операционный усилитель LM358; Справа схема его контактов

Вывод 8 (напряжение питания) и вывод 4 (масса) являются общими для обоих усилителей. Остальные ножки раздельные:

1. первый усилитель состоит из ножек: 3 (We (+)), 2 (We (-)), 1 (выход).
2. второй усилитель состоит из ножек: 5 (We (+)), 6 (We (-)), 7 (выход)

Если присмотритесь, то заметите небольшое углубление на одной стороне корпуса. На схеме в примечании вместо углубления рядом с цифрой 1 есть черная точка. Это стандартный способ маркировки передней части микросхемы. Ножки всегда нумеруются последовательно, начиная с выемки (или точки) против часовой стрелки.

Операционный усилитель LM358 с маркировкой ключа

Проверим как это выглядит на практике — соберем макетную плату. Напряжение питания 6 В. Для желто-зеленого светодиода выбран резистор 220 Ом. Потенциометр P1 на 10 кОм.

Внимание! Перед подключением блока питания к схеме на плате убедитесь, что операционный усилитель подключен правильно, иначе можете его повредить.

Вариант 1. Резистор R1 и светодиод D1 (желтый) подключены между плюсом блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) также подключен к плюсу питания.

Схема из источника питания B1, операционного усилителя LM358, резистора R1, потенциометра P1 и диода D1

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение близкое к напряжению питания, минус падение напряжения на усилителе. Разность потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет слишком низкой для питания светодиода, поэтому он останется выключенным.

Вариант 2. Резистор R1 и светодиод R1 (в моем случае желтый) подключены между «плюсом» блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Разности потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 3. Резистор R1 и светодиод D1 (теперь зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и землей; неинвертирующий вход We (+) (третий выходной контакт усилителя) подключен к «плюсу» источника питания.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение, близкое к напряжению питания минус падение напряжения на усилителе. Разности потенциалов между выходом операционного усилителя и землей будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 4. Резистор R1 и светодиод D1 (зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и массой; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Никакая разность потенциалов между выходом операционного усилителя и землей не предотвратит включение светодиода, поэтому он останется выключенным.

Собраны результаты опытов в таблице ниже:

Результаты проведенного эксперимента — влияние подключения We (+) — третьей ножки усилителя и свечения светодиода

Верна ли приведенная выше схема для всех операционных усилителей? Нет. Возьмем, к примеру, еще один, очень похожий операционный усилитель LM393. Он может проводить электричество только от точки в цепи с более высоким потенциалом (аналогично линиям 1 и 2 в таблице). Он не проводит ток от выхода усилителя к точке в цепи с более низким потенциалом напряжения, например к земле (позиции 3 и 4 в таблице). Другими словами, если бы мы использовали усилитель LM393 для эксперимента который только что проводили, зеленый светодиод не светился бы независимо от входных сигналов. Почему это происходит? Здесь более подробно рассмотрим внутреннюю структуру обоих усилителей:

Схема внутреннего устройства операционных усилителей: а) LM358; б) LM393

Схема слева (a) показывает внутреннюю структуру усилителя LM358, а схема справа (b) — LM393. Обе схемы сложны, поэтому не будем вдаваться в подробности. Сосредоточимся только на транзисторах, размещенных перед выходом (помечены как OUT или OUTPUT). В LM358 прямо перед выходом есть два транзистора, которые проводят электричество в разных направлениях (пометили их красным кружком). LM393 имеет только один транзистор непосредственно перед выходом (также в красном кружке), который предотвращает прохождение тока от усилителя через выход к земле (или к части схемы с более низким потенциалом).

Операционный усилитель адаптирован для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи. Дело в том, что часть выходного сигнала может подаваться обратно на вход или наоборот со входа на выход усилителя. Может быть несколько конфигураций с использованием операционного усилителя и усилителя обратной связи (например, суммирующий, вычитающий, интегрирующий и дифференцирующий усилитель), но тут рассмотрим только две из самых простых и наиболее популярных из них — неинвертирующий и инвертирующий.

Неинвертирующий усилитель

Графический символ неинвертирующего усилителя

Напряжение, подаваемое на вход We (+) выше, чем подаваемое на We (-), поэтому выходной сигнал большой, потому что он близок к напряжению питания Uпит, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo (We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo). Часть выходного сигнала возвращается через резистор на вход We (-), таким образом этот сигнал становится больше, чем напряжение на We (+), и напряжение на выходе становится близким к 0 В (We (+) < We (-)) => Wy ~ 0 В). Вследствие падения напряжения на выходе (и отсутствия на нем усиления сигнала на We (-)) напряжение на We (+) снова будет больше We (-).

На практике быстро устанавливается состояние равновесия при котором выходной сигнал будет постоянным. Его размер легко рассчитать по формуле:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Предположим, что на вход We (+) поступает напряжение 0,5 В, а на выходе хотим получить в 5 раз больше, то есть 2,5 В. Подставим данные в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

2,5 В = 0,5 В x [(R1 + R2) / R1]

[(R1 + R2) / R1] = 2,5 В / 0,5 В

[(R1 + R2) / R1] = 5

Отношение суммы сопротивлений резисторов R2 и R1 к R1 должно дать нам 5. Итак, предположим, что сопротивление R2 = 10 кОм и R1 = 2,2 кОм (соотношение их сопротивлений составляет 5,54).

Соберем всё на макетной плате по следующей схеме:

Прежде всего необходимо убедиться, что на вход We (+) подается соответствующее напряжение. Для этого подключите вольтметр между землей и третьей ножкой усилителя, а затем поверните ручку потенциометра до тех пор, пока мультиметр не покажет результат 0,5 В (или как можно более близкий).

Теперь измерьте напряжение на выходе усилителя, то есть между первым контактом и массой. Теоретически должны получить результат близкий к 2,5 В. Между тем, показание вольтметра составляет целых 2,88 В.

Откуда эта разница? Помните, мы не использовали резисторы с коэффициентом 5,54, а не 5. Давайте снова подставим данные (на этот раз реальные) в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Uwy = 0,51 В x [(2,16 кОм + 10 кОм) / 2,16 кОм

Uwy = 0,51 В x 5,63

Uwy = 2,87 В

Теоретически и практически получили почти такой же результат — 2,87 В.

Инвертирующий усилитель

Графический символ инвертирующего усилителя

Принцип действия будет объяснен на основе схемы:

Некоторым нововведением на схеме выше являются два источника питания (B1, B2), каждый из которых будет иметь напряжение 3 В. Но в нашем распоряжении только одна аккумуляторная батарейка. Это не будет проблемой — подключим вывод из центра за второй батареей. Таким образом получаем два источника питания по 3 В каждый.

Кроме того для сборки указанной схемы на макетной плате используйте: P1 — потенциометр, R1 — резистор 2,2 кОм, R2 — резистор 10 кОм (резисторы будут иметь такие же номиналы, как и в предыдущем эксперименте), D1 — зеленый светодиод, D2 — красный светодиод.

Подключим узел между источниками напряжения к земле — теоретически это будет нулевая точка. Это сделано только для расчетов.

Теперь проверим что будет, если ползунок потенциометра повернуть как можно дальше к земле. Красный светодиод будет тускло светиться. Почему? Когда регулятор потенциометра P1 заземлен, сигнал, поступающий на усилитель со входа We (+), больше, чем We (-). Посчитаем какое напряжение ожидаем получить на выходе в этом случае.

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая по отношению к нашей нулевой точке (теоретической массе) имеет напряжение -3 В, и это значение подставляем в формулу:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x -3 В

Uwy = — 4,54 x -3 В

Uwy = 13,62 В

На выходе ожидаем 13,62 В — почему? Ведь питаем схему только от 4-х аккумуляторов с общим напряжением 6 В! Можно ли на выходе получить 13,62 В? Конечно нет. Полученный нами теоретический результат лишь доказывает, что усилитель полностью насыщен. В этой ситуации на выходе мы можем получить только предельное напряжение питания, за вычетом падения напряжения на самом усилителе. На практике получился результат: 1,57 В.

Теперь осторожно повернём ручку потенциометра. В какой-то момент красный светодиод погаснет, а зеленый загорится. Чем дальше потенциометр находится от земли, тем большее напряжение будет поступать на вход We (-), пока оно не станет больше чем напряжение на входе We (+). Согласно сказанному, если сигнал на входе We (-) больше сигнала на входе We (+), на выходе получим напряжение близкое к 0 В. Но помните, что резистор R2 соединяет вход We (-) с выходом, тем самым становясь каналом для тока, который каким-то образом обходит усилитель и подключается к току на выходе. Какого напряжения тогда ждем на выходе?

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая имеет напряжение +3 В по отношению к нулевой точке (теоретическая масса), и это значение, которое подставим для формулы:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x + 3 В

Uwy = — 4,54 x 3 В

Uwy = — 13,62 В

Получили тот же результат что и раньше, но со знаком минус.

Почему не получили одинаковые значения, но с противоположными знаками? Причина может заключаться в том, что усилитель работает на предельных значениях, поэтому результат может быть неверным. По этой причине будем выполнять другие измерения в диапазоне, в котором усилитель работает линейно.

Для этого установим ручку потенциометра немного вправо и немного левее от центра.

Вариант 1. На усилитель подадим напряжение + 0,2 В (естественно относительно теоретической нулевой точки). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет 0,2 В (в этом эксперименте светодиоды можно удалить, чтобы они не мешали измерениям).

Теперь измерьте напряжение на выходе — черный щуп к третьему и красный щуп к первому выводу усилителя. Как и положено настоящему инвертирующему усилителю, после подачи небольшого положительного напряжения получаем на выходе гораздо более высокое напряжение, но со знаком минус!

Вариант 2. Подадим на усилитель напряжение — 0,21 В (опять же по отношению к теоретической нулевой точке). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет — 0,21 В.

Измерьте выходное напряжение так же, как и раньше (черный щуп к третьему, красный щуп к первому контакту усилителя). Результат станет таким же, но на этот раз со знаком плюс.

Для обобщения информации о неинвертирующем и инвертирующем усилителе будут использованы два графика:

Неинвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (тоже положительный)

Инвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (отрицательный), а небольшой сигнал на входе (отрицательный) даст большой сигнал на выходе (положительный).

Конечно это простейшие схемы включения ОУ, и есть ещё немало всяких нюансов, но если вы хорошо поймёте хотя бы это, то уже встанете на более высокую ступень радиолюбительства!

   Форум

   Форум по обсуждению материала РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Усилитель на ОУ 15Вт

Усилитель на ОУ можно имеет хорошие звуковые показатели. В качестве ОУ использем LM833. Микросхема LM833 представляет собой малошумящий двухканальный операционный усилитель. Отличительной особенностью микросхемы является низкий уровень нелинейных искажений. Ниже представлена схема усилителя на ОУ 15 Вт.

Распиновка микросхемы LM833 

 

Схема усилителя на ОУ 15В

Данная схема собрана на микросхеме LM833, на выходе подключены 2 транзистора которые работают в режиме класса «В».

Как работает схема усилителя

Входной электрический сигнал низкого потенциала поступает на вход первого операционного усилителя, где происходит его предварительное усиление. К его выходу через переменное сопротивление R2 номиналом в 22 кОм подключен второй операционный усилитель. Переменное сопротивление осуществляет регулировку громкости и является своего рода ООС (отрицательной обратной связью) для второго ОУ.

Транзисторы, к которым подключена нагрузка в 8 Ом. Осуществляют усиление отдельных полуволн. Верхний транзистор усиливает верхнюю полуволну. А нижний соответственно нижнюю. Транзисторы имеют разные проводимости один pnpа другой npn. Разделение сигнала на две составляющие осуществляется при помощи диода D1. Коротко о том что такое биполярный транзистор.

На входе в микросхему третья ножка подключена на землю  через заземляющее сопротивление в 1 МОм. Это делается для того чтобы снизить нелинейные искажения наведенные во входном проводе. Проще говоря они все уйдут в землю, а звуковая составляющая будет иметь достаточный потенциал для того чтобы ее «увидел» операционный усилитель.

Схема усилителя на ОУ может питаться от напряжения от 9 до 18 Вольт и сохранять работоспособность длительное время.

• < Назад
• Вперёд >

Добавить комментарий

Микросхема lm358 и ее применение схема. Стабилизатор тока для зарядки аккумулятора — зарядное со стабилизацией тока

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358

• Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
• Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
• Ток потребления: 0,7 мА.
• Синфазное входное напряжение: 3 мВ.
• Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
• Синфазный входной ток: 20 нА.
• Дифференциальный входной ток: 2 нА.
• Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
• Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
• Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
• Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
• Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
• Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
• Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.

Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)

Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

• GL358
• NE532
• OP221
• OP290
• OP295
• TA75358P
• UPC358C
• AN6561
• CA358E
• HA17904
• КР1040УД1 (отечественный аналог)
• КР1053УД2 (отечественный аналог)
• КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Виеном в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики , позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Описание выводов

Микросхема реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4, 8) используются в качестве выводов двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

В схеме операционного усилителя имеются 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусматривать дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема является популярной и используется в бытовых приборах , эксплуатируемых при нормальных условиях, и в особых с повышенной или пониженной температурой окружающей среды, высокой влажностью и прочими неблагоприятными факторами. Для этого интегральный элемент выпускается в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

Являясь средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам . Компонент без буквы может быть заменен на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D потребуется использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная микросхема выпускается в серии с другими компонентами, которые имеют отличия лишь в температурном диапазоне, предназначенные для работы в суровых условиях.

Встречаются операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за чего сильно разнится и стоимость устройства в различных магазинах.

К серии микросхем относятся LM138, LM258, LM458. Подбирая альтернативные аналоговые элементы для применения в устройствах важно учитывать рабочий температурный диапазон . Например, если LM358 с пределом от 0 до 70 градусов недостаточно, то можно использовать более приспособленные к суровым условиям LM2409. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, тем более, если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из самых подходящих для использования при конструировании небольших устройств являются ОУ LM321, LMV321, у которых также есть аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Особенности включения

Существует много схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут к ним предъявлены при эксплуатации:

• неинвертирующий усилитель;
• преобразователь ток-напряжение;
• преобразователь напряжение-ток;
• дифференциальный усилитель с пропорциональным коэффициентом усиления без регулировки;
• дифференциальный усилитель с интегральной схемой регулирования коэффициента;
• схема контроля тока;
• преобразователь напряжение-частота.

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина . При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника . Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод . Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

• Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
• Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором , эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

Зарядное устройство на LM 358

С использованием ОУ LM 358 часто изготавливают зарядные устройства с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Как пример, можно рассмотреть зарядное устройство для Li — ion с питанием от USB . Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть, при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает. А при полном заряде АКБ схема прекращает работать, полностью закрывая транзистор.

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку , но получилось довольно неплохо.

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Прикрепленные файлы :

Для налаживания различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от токовой перегрузки. Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита лишь ограничивает максимальный ток нагрузки, причем возможность его регулирования отсутствует или затруднена. Такая защита больше предназначена для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходима возможность регулирования уровня срабатывания токовой защиты в широких пределах. При ее срабатывании нагрузка должна быть автоматически отключена. Предлагаемое устройство удовлетворяет всем перечисленным требованиям.

Основные технические характеристики
Входное напряжение, В……26…29
Выходное напряжение, В……1…20
Ток срабатывания защиты, А………………….0.03…2

Схема устройства показана на рисунке. Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) с движка переменного резистора R2 поступает образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ООС) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7 ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Перемещая движок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение.

Узел защиты от перегрузки по току собран на ОУ DA1.2, который включен как компаратор, сравнивающий напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает диод VD2, выполняющий функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

Если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС). Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, поскольку регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то что напряжение на датчике тока нагрузки упадет до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, что показывает светящийся индикатор HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием на кнопку SB1. Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1.

Детали. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б-КТ315Е. Транзистор VT2 — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации У 3 В при токе 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2-VD4) могут быть другими из этой серии или КД522Б Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом. Кнопка (SB1) — П2К без фиксации или аналогичная.

Налаживание устройства начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, указанных на схеме. После этого перемещают движок переменного резистора R2 в верхнее по схеме положение и, измеряя максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. Затем подключают к выходу эквивалент нагрузки, например, такой, как описан в статье И. Нечаева «Универсальный эквивалент нагрузки» в «Радио», 2005, № 1, с. 35. Измеряют минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Чтобы снизить минимальный уровень срабатывания защиты, необходимо уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

П. ВЫСОЧАНСКИЙ, г. Рыбница, Приднестровье, Молдавия
«Радио» №9 2006г.

Говоря операционный усилитель, я зачастую подразумеваю LM358. Так как если нету каких-то особых требований к быстродействию, очень широкому диапазону напряжений или большой рассеиваемой мощности, то LM358 хороший выбор.

Какие же характеристики LM358 принесли ему такую популярность:

• низкая стоимость;
• никаких дополнительных цепей компенсации;
• одно или двуполярное питание;
• широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В;
• Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс;
• Ток потребления: 0,7 мА;
• Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.

LM358 цоколевка

Так как LM358 имеет в своем составе два операционных усилителя, у каждого по два входа и один выход (6 — выводов) и два контакта нужны для питания, то всего получается 8 контактов.

LM358 корпусируются как в корпуса для объемного монтажа (LM358N — DIP8), так и в корпуса для поверхностного монтажа (LM358D — SO8). Есть и металлокерамическое исполнение для особо тяжелых условий работы.
Я применял LM358 только для поверхностного монтажа – просто и удобно паять.

Аналоги LM358

Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C.
Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.

Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.

Если диапазона 0..70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:

Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337).
Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.

LM358 схема включения: неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления этой схемы равен (1+R2/R1).
Зная сопротивления резисторов и входное напряжение можно посчитать выходное:
Uвых=Uвх*(1+R2/R1).
При следующих значениях резисторов коэффициент усиления будет равен 101.

• DA1 – LM358;
• R1 – 10 кОм;
• R2 – 1 MОм.

LM358 схема включения: мощный неинвертирующий усилитель

• DA1 – LM358;
• R1 – 910 кОм;
• R2 – 100 кОм;
• R3 – 91 кОм.

Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, в общем случае коэффициент усиления этой схемы равен (1+R1/R2).
Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение — ток

Выходной ток этой схемы будет прямо пропорционален входному напряжению и обратно пропорционален значению сопротивления R1.
I=Uвх/R, [А]=[В]/[Ом].
Для сопротивления резистора R1 равного 1 Ом, каждый Вольт входного напряжения будет давать, один Ампер выходного напряжения.

LM358 схема включения: преобразователь ток — напряжение

А эта схема нужна для преобразования малых токов в напряжение.
Uвых = I * R1, [В]= [А]*[Ом].
Например при R1 = 1 МОм, ток через 1 мкА, превратиться в напряжение 1В на выходе DA1.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель

Эта схема дифференциального усилителя с высоким входным сопротивление, может применятся для измерения напряжении источников с высоким внутренним сопротивлением.
При условии, что R1/R2=R4/R3, выходное напряжение можно рассчитать как:
Uвых = (1+R4/R3)(Uвх1 – Uвх2).
Коэффициент усиления соответственно будет равен: (1+R4/R3).
Для R1 = R2 = R3 = R4 = 100 кОм, коэффициент усиления будет равен 2.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях.
В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2.
Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7.
Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2).
Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).

LM358 схема включения: монитор тока

Еще одна интересная схема позволяющая измерять ток в питающем проводе и состоящая из шунта R1, операционного усилителя npn – транзистора и двух резисторов.

• DA1 – LM358;
• R1 – 0,1 Ом;
• R2 – 100 Ом;
• R3 – 1 кОм.

Напряжение питания операционного усилителя должно быть минимум на 2 В, выше напряжения нагрузки.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение – частота

И напоследок схема которую можно использовать в качестве аналого-цифрового преобразователя. Нужно только подсчитать период или частоту выходных сигналов.

• C1 – 0,047 мкФ;
• DA1 – LM358;
• R1 – 100 кОм;
• R2 – 50 кОм;
• R3,R4,R5 – 51 кОм;
• R6 — 100 кОм;
• R7 — 10 кОм.

Операционный усилитель. На пальцах. Для самых маленьких.

Я когда то уже писал статью про операционные усилители. Но она была унылым говном, спустя какое-то время я кажись понял КАК надо раскрыть и повернуть тему, чтобы данная деталька о 5 ногах стала понятна даже школьнику, но все никак не мог собраться выложить. И так прошло дохрена лет и я, наконец то, созрел написать это 🙂

▌Что это ваще?
Операционный усилитель, далее ОУ это краеугольный камень аналоговой электроники. Такая микросхемка с помощью которой можно сделать кучу интересных вещей. Вы не смотрите, что ее зовут усилитель. Это только принцип, а вот если его применять по разному, то с его помощью можно складывать, вычитать, умножать, интегрировать и дифференцировать аналоговые сигналы. С его помощью можно сделать генератор или регулятор. Любой: П, И, ПИ, ПД, ПИД. На нем можно сделать фильтр частот, да черт знает еще что. Очень функциональная девайсина.

▌Немного теории
Идеальный операционный усилитель обладает тремя свойствами.

1. У него БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЕ сопротивление входов. Т.е. ток в его входы не течет вообще.
2. У него БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЙ коэффициент усиления. Т.е. любой ничтожный сигнал превращается в бесконечно большое значение.
3. У него два дифференциальных входа и один выход. Дифференциальные входы означают то, что из напряжения пришедшего в прямой вход мы вычитаем напряжение пришедшее по инверсному входу, а результат этого вычисления умножаем на бесконечность, согласно пункту 2.

Во всей статье будут рассматриваться ТОЛЬКО ИДЕАЛЬНЫЕ ОУ. Чисто теоретическая абстракция.

Давайте попробуем промоделировать его поведение. Это очень просто:

Ситуация первая: U₁ = U₂. Тогда разница будет равна нулю, а ноль умножить на бесконечность будет ноль. Математики скажут, что там неопределенность, но у нас не такая большая бесконечность, насколько мал наш ноль.

Ситуация вторая: U₁=2V, U₂=1V Разница в 1-2=-1 вольт и будучи умноженный на бесконечность даст бесконечно большое отрицательное напряжение на выходе.

Если кто еще не знаком с терминологией, то напряжение в какой либо точке цепи, относительно заданной точки земли зовется потенциалом.

Третья ситуация аналогична второй, но с другим знаком. Т.к. 2-1=1.

Ну да, зашибись, у нас получилось сравнить два сигнала и выдать троичный результат — больше, меньше или равно. Не густо, однако. Но все меняется если добавить обратную связь:

Берем и заворачиваем выход через резистор на вход. А еще добавим по паре резисторов на вход. Резистор тут важен, резисторы на входах важны тоже. Теперь ситуация становится интересней.

Для наглядности добавим значения. Хотя они тут принципиально не важны, главное соотношения. Пусть у нас U₂=2V, а U1 = 1V. Так как сопротивление входа у ОУ бесконечное, то в точке В напряжение будет 2 вольта. В точке А, по началу, напряжение будет тоже соответствовать входному, будет равно 1 вольт. Но ОУ сразу же сведет дебет с кредитом, вычтет одно из другого и добавит свою маржу, в стиле лихих 90х. И в точке E моментально появится бесконечно большой потенциал. Который начнет через резистор R3 яростно подтягивать точку А в бесконечность. И дотянет ее до того момента, что напряжение в точке А станет равно напряжению в точке В. Разность на входе приходит в ноль и вся система самоустановится в единственно возможное состояние, когда на выходе, в точке E, будет присутствовать такое напряжение, чтобы уравновесить напряжение в точках А и В.

Если же ситуацию развернуть наоборот, сделать так, чтобы А стало больше В, тогда на E появится бесконечно большой отрицательный потенциал, который начнет унижать напряжение на входе А, чтобы установить равновесие.

Стоит попытаться как-либо поколебать это равновесие, изменяя напряжения на входе системы (U₁ и U₂), как ОУ, пользуясь возможностью дать ЛЮБОЕ напряжение на выходе, через резистор отрицательной обратной связи R3 быстро восстановит равновесие.

Ну да, все здорово. Это все и так знают. Об этом говорят на парах и пишут в учебниках. А как это понимать то? Как использовать? А это как раз те три сосны в которых обычно все утыкаются и не видят основного леса.

▌Добро пожаловать в лес
Главный прикол, который крайне редко кто разъясняет, но который сразу делает все схемы с ОУ простыми и понятными заключается в том, что с точки зрения классического ТОЭ если в каких либо точках одинаковый потенциал, всегда одинаковый, то мы можем закоротить их нахрен и от этого НИЧЕГО в цепи не изменится. А как я уже показал в примере выше, то точки А и В у нас всегда равны друг другу. Операционный усилитель, через обратную связь их надежно выравнивает. А значит, мы смело можем рисовать виртуальное КЗ, вот так:

И главная принцип разбора любой схемы на операционном усилителе это посмотреть на нее с двух точек зрения.

1) С точки зрения «виртуального КЗ» между выводами. Посчитав что и куда течет на входе если считать, что входы закорочены между собой. Какие токи там протекают и от чего и как зависят.

2) А потом, убрав КЗ, посмотреть как вычисленные в пункте 1 токи потекут через обратную связь и каким образом это ОУ должен обеспечить своим напряжением на выходе. С учетом того, что во входы ничего не течет в принципе.

И теперь давайте посчитаем нашу схему, что будет на U₃? Пусть все резисторы будут по 1 ому. Для простоты расчетов. Специально буду разжевывать до предела.

Взгляд 1. Виртуальное КЗ:
Ток в ОУ не течет от слова совсем, у входов сопротивление бесконечное. Наличие там резистора R2 не играет никакой роли вообще. Какой бы он ни был его сопротивление ничтожно по сравнению с бесконечностью сопротивления входа идеального ОУ. Значит потенциал в точке В равен входному напряжению и равен 2 вольта.

Напряжение в точке А равно напряжению в точке В и равно 2 вольта. У нас же там «виртуальное КЗ» за счет отрицательной обратной связи и свойств идеального ОУ, на счет этого ОУ постарается, будьте уверены.

Потенциал в точке С у нас 1 вольт, а в точке А оно 2 вольта. Т.е. разность потенциалов между точками С и А у нас 1 вольт.

Раз есть разность потенциалов ака напряжение U_ac, значит ток I течет из точки А, где потенциал выше в точку С, где потенциал ниже. Прям как вода в канализации.

И так как у нас резистор R1 в 1 ом, а напряжение U_ac=1, то ток I будет, по закону Ома, 1 А.

Взгляд 2. Убираем КЗ и смотрим на токи через ОС.
Теперь еще раз вспоминаем про то, что через входы самого ОУ ничего течь не может, считайте что там обрыв. А перемычка между и А и В виртуальная и по факту ее на самом деле нет. А это значит… что ток I и ток обратной связи I_oc это один и тот же ток. Другому там взяться просто негде.

И для того, чтобы в точку А шел ток силой в 1А из точки С, через резистор в один ом, разница потенциалов между А и С должна быть +1 вольт. В точке А у нас потенциал два вольта, значит в точке E должно быть три вольта. Т.е. U₃ будет три вольта.

А если мы резистор R3 изменим? Скажем увеличим в два раза. До двух ом. Что будет? Обратили внимание? Состояние левой части схемы, до «перемычки» не изменилось никак вообще. Там останется тот же самый ток в 1А, который будет равен току в 1А в ОС, ведь это тот же самый ток.

Но чтобы продавить ток в 1А через резистор в 2 Ома разница потенциалов между точками А и Е должна быть уже не 1 вольт, а 2. И U₃ будет уже 4 вольта.

А если мы вместо R3 засунем ЧТО УГОДНО. Любую схему, любую конструкцию, любой двухполюсник, то наш идеальный усилитель, способный выдать любое напряжение на выходе, сдохнет, но обеспечит через Ioc ток равный I. А ток I зависит ТОЛЬКО от соотношений R1 и напряжений на входах.

Т.е. мы можем взять ОУ, сунуть ему в обратную связь любую цепь и навязать ей любой нужный нам закон изменения тока или напряжения играясь напряжением на входе.

▌Интегратор
Покажу пример навязывания закона с помощью ОУ на примере интегратора. Что такое интегратор? Это такой узел который интегрирует входной сигнал, логично. Да. Т.е. если на вход ему подать ступенчатый сигнал, то на выходе будет бесконечно возрастающий сигнал. Ведь что такое интеграл? Это площадь под кривой. У ступеньки площадь линейно возрастает, а значит интегральная функция на выходе тоже будет линейно и бесконечно расти. С другими функциями аналогичная история — интегрируем их и получаем то, что должно быть на выходе.

Простейшим интегратором в электротехнике является RC цепочка:

Напряжение на конденсаторе Uвых= Q/C

Где С — емкость, константа для данного конденсатора. А Q это заряд в этом конденсаторе. А что такое у нас ток? Ток это движение заряженных частиц, т.е. заряд у нас током втекает в кондер, как вода в банку. При этом заряд растет и напряжение на выходе растет. Скорость тока, точнее его сила, зависит от резистора. И на начальном этапе, когда конденсатор еще разряжен и не оказывает большого сопротивления, ее можно считать константой, а рост заряда, а значит и напряжения, линейной величиной. Получается как то так:

Напряжение не кондере растет по экспоненте, а где то в начале, отмечено синим отрезком, можно принять его за линейное и с натяжкой назвать его интегратором. Разумеется расти оно будет только до напряжения входа, ни о какой бесконечности речи быть не может. В общем, херовый такой интегратор.

Причина такой лажи в том, что у конденсатора с ростом заряда увеличивается напряжение, а значит растет потенциал на нем, и это мешает току в него течь. Ну как если бы мы надували воздушный шарик. Сначала надувается легко, но чем сильней раздуваем мы шар, тем тяжелей идет. И так до тех пор пока напряжение на кондере не уравновесит напряжение на входе. Финита ля комедия. Приехали.

Как нам отрезать входной ток от выходного напряжения, чтобы они были в разных плоскостях и не мешали нам жить? Правильно. С помощью ОУ, его бесконечной силы и его волшебной обратной связи.

Взгляд 1. Виртуальное КЗ:
Смотрите что получается. У ОУ есть отрицательная обратная связь. Через конденсатор. А значит мы смело можем считать, что у нас есть виртуальное КЗ между входами. Отмечено красным. А раз так, то ток I будет определяться исключительо входным напряжением и сопротивлением резистора. Ведь он через это виртуальное КЗ течет прямо в землю. Остальные ответвления уже не имеют значения. Т.е. будет ровным и константным и ему на все будет похрену. Он будет течь как будто бы ничего и не было.

Взгляд 2. Убираем КЗ и смотрим на токи через ОС.
Но! КЗ то там на самом деле нет. А входы у ОУ имеет бесконечное сопротивление, а значит по факту у нас I равен Iос и течет он прямехонько в конденсатор. Линейнено равномерно наполняя его. Помним, что Uc=Q/C. И вот этот самый Q за счет константного тока будет расти строго линейно. А чтобы это получалось ОУ свой выход будет чем дальше тем сильнее опускать вниз, ниже уровня земли, в отрицательные значения. Обратите внимание на стрелочку. Питание то у нас двуполярное. А если учесть, что ОУ может выдать бесконечное отрицательное напряжение, да и конденсатор у нас тут такой же идеальный, то результат будет выглядеть как то так:

То есть ОУ навязывает закон изменения заряда конденсатора событиями на входе, которые определяются простым законом Ома при протекании тока через резистор. И нас больше не волнует нелинейность процесса заряда конденсатора при его прямом включении.

▌Повторитель

Тоже простейший узел. Разбирается аналогично. Обратная связь есть, она отрицательная. А значит мы можем смело считать, что у нас входы ОУ закорочены, а то что на входе автоматически будет на выходе. Вольт в вольт. Но на самом деле… И да, ток по прежнему в ОУ не течет. А это значит мы получили идеальную «щупалку» слабого сигнала, которая позволяет что-либо измерить и измеренное обработать так, чтобы не повлиять на измеряемый сигнал.

Например, есть у нас делитель из терморезистора и обычного. И мы хотим, чтобы он зажигал лампочку пропорционально выходному напряжению. Но вот беда, у лампочки сопротивление сильно мало. Если мы ее подключим напрямую, то она, во-первых, даже гореть не будет, а во-вторых, обрушит нам выходное напряжение. А так, ставим повторитель и все. Развязались.

Еще пример использования повторителя это построение виртуальных нулей. Скажем, есть у нас однополярное питание. А нам ужас как хочется сделать аналоговую схему с биполярным питанием. Что делать? Можно располовинить питание с помощью ОУ. Т.е. если мы просто возьмем резисторами развалим питание пополам, сделав делитель, то этот ноль будет плавать как говно в проруби при малейшем токе через эту виртуальную землю. Но если мы развалим питание, а потом пропустим через повторитель, то мощный выход ОУ позволит нам цеплять на него земли других ОУ, которые будут думать, что работают в полноценной среде с двуполярным питанием. Есть, кстати, такие источники опорного напряжения, которые просто разваливают питание пополам. К сожалению не могу вспомнить маркировку, а так нагуглить не смог. Кто знает, подскажите. А то вечно теряется. Так хоть в статье будет 🙂

▌Линейный стабилизатор

Примерно по такой схеме работают все эти нами любимые LM1117, LM7805 и прочие грелки.

Работает точно по такому же принципу. На прямой вход ОУ мы подаем опорное напряжение со стабилитрона Vref. А на инверсный вход подаем отрицательную обратную связь с делителя который завязан на выход. А выход ОУ цеплеяем на базу транзистора. ООС есть, значит ОУ должен исполнить нашу волю, разбиться и сдохнуть, но обеспечить так, чтобы напряжения на обоих входах сравнялись. Что он и будет делать, так выдавая напряжение в базу транзистора, чтобы тот открывался ровно на столько, чтобы после делителя из R2-R3 получалось Vref. Когда с делителя напряжение меньше чем опорное, то ОУ выдает положительное напряжение и открывает транзистор сильней, пока все не сравняется. И наоборот. Меняя пропорции делителя мы меняем выходное напряжение.

Для начала хватит. Продолжение будет. Покажу еще парочку неочевидных схем которые возможны с помощью обмазывания их ОУ. А пока, в качестве домашнего задания, разберите сами с изложенными принципами работу «классических» схем на ОУ о которых написано в 100500 статей про ОУ для начинающих. Это суммирующий, инвертирующий и не инвертирующий усилитель. Дифференциатор. Выведите формулы зависимости выходного от входного.

LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

Микросхема LM358 как написано в его DataSheet является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств весьма проста, в случаях отсутствия жестких требований к высокому быстродействию, рассеиваемой мощности и нестандартному питающему напряжению.

Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.

 

Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.

Технические характеристики

Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды T_A от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды T_A = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:

Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):

Также у данного устройства есть тепловые характеристики:

Схемы подключения

Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.

Схема в мощном неинвертирующим усилителе.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема с дифференциальным усилителем.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

 

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых  указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания  была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции.
Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

• устройствах типа «мигающий маяк»;
• блоках питания и зарядных устройствах;
• схемах управления двигателем;
• материнских платах;
• сплит системах внутреннего и наружного применения;
• бытовой технике: посудомоечные, стиральные машины, холодильные установки;
• различных видах инверторов;
• источниках бесперебойного питания;
• контроллерах и др.

Возможности применения микросхемы производители обычно указывают в технических описаниях на свои устройства.

DataSheet на LM358

Texas Instrument;
STMicroelectronics.

Двойные операционные усилители с однополярным питанием

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (LM358 — Двойные операционные усилители с однополярным питанием) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdf

LM358 — Двойные операционные усилители с однополярным питанием

на полу

Использование схемных решений, усовершенствованных для Quad Operational Усилители, эти сдвоенные операционные усилители отличаются низким энергопотреблением, диапазон входного синфазного напряжения, простирающийся до земли / VEE, и однополярное или раздельное питание.

2021-07-12T15: 45: 29-07: 00BroadVision, Inc.2021-07-12T15: 46: 56-07: 002021-07-12T15: 46: 56-07: 00Acrobat Distiller 21.0 (Windows) uuid: 2d827183- f046-465d-9276-7153d349f08fuuid: ba37c4a3-fa5b-4b18-b0b0-3b9c686830a4 конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > транслировать HtWI-G) r-P: BAn ^ Ո bt7 # v | _ ~ K ^ {; ‘i ڸ G! |} ӉoWj

LM358 Схема электретного усилителя на операционном усилителе | автор J3 | Jungletronics

Схема отладки с осциллографом SoundCard #basicTronic 01

LM358 — операционный усилитель.
Операционный усилитель — это усилительное устройство с очень высоким коэффициентом усиления, очень высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением.
Наиболее распространенное устройство для усиления — это транзистор, но с ограничением в том, что он усиливает ток, но не напряжение.

Но сначала нам нужен осциллограф. Но они обычно бывают дорогими. Так что делать?

Вот осциллограф SoundCard.

Возвращаясь к устройству, микросхема LM358 имеет внутри двойной OPAMP, контакты 2,3 являются входами, а контакты 1 — выходами 1-го OPAMP, а контакты 5,6 и 7 — другими.

Резисторы R4 и R5 (по 10 кОм оба) образуют схему делителя напряжения для питания 2V5 и устанавливают желаемый потенциал на неинвертирующем (PIN 3) входе OPAMP.
R2 — резистор 100 кОм, который обеспечивает обратную связь и определяет коэффициент усиления. R2 и R1 вместе определяют коэффициент усиления усилителя с обратной связью, поскольку коэффициент усиления инвертирующего усилителя определяется выражением G = R2 / R1 (100/1). Конденсатор С1 — это конденсатор связи. Звуковой сигнал должен быть соединен с напряжением постоянного тока для усиления, которое осуществляется конденсатором C1.И, наконец, C2 — это байпасный конденсатор, который помогает обеспечить стабильное напряжение на шинах напряжения. Схема

Eagle — LM358n

Отладка с помощью осциллографа

Измеряя сигнал на выходе усилителя, PIN 1, мы можем получить хорошее представление о результате.
Во-первых, вы можете легко положить палец на электрет и при этом легко воспринимать сигнал, демонстрируя, насколько мощный этот операционный усилитель.

OPAMP Operation

Для OPAMP существует правило, согласно которому потенциал на обоих входах будет одинаковым, что достигается посредством обратной связи.
Если на неинвертирующем входе есть некоторый потенциал 2v5, то то же самое появится на инвертирующем входе, и ток через резистор обратной связи будет увеличиваться или уменьшаться, и это будет определять потенциал на выходе.
Все это дает идею усиления звука.

Это не Белая Лошадь, но… это невероятное устройство!

Вы смотрите / читаете канал / страницу Jungletronics.
Это ваш хост, J3. Спасибо!

Как всегда оставляйте свои мысли в разделе комментариев моего YouTube-канала.
И если вы узнали что-то из этого видео / сообщения, дайте ему оценку!

Загрузить весь архив файлов проекта

Ссылки и кредиты:

Осциллограф звуковой карты — автор Christian Zeitnitz

Создание мини-усилителя звука с использованием операционного усилителя (сообщения LM358) — по теме riteshnitmn

Vids

Осциллограф Arduino прямо сейчас !!! 04 #arduSerie

Осциллограф звуковой карты и Arduino — Как реализована игра в пинг-понг #arduSerie 28

— Отредактировано в декабре 2018 — Конденсаторы и Fritz: спасибо @ Radim Vansa — Распиновка LM358 включена — Grammarly поправки —

00 # basicTronic — Схема контроля заряда батареи — Стабилитроны и четырехдифференциальный компаратор LM 339

01 # basicTronic — Схема электретного усилителя операционного усилителя LM358 — Схема отладки с осциллографом SoundCard

(этот 🙂

02 # basicTronic — LM741 в качестве компаратора и операционного усилителя — Конфигурация напряжения с одним или двумя источниками питания

04 # basicTronic — Электронная табло v1.0–4510 и 4511 Seven Seg Project

05 # basicTronic — 555 IC — Моностабильный режим — Игра с таймером 555 — Часть I — Моностабильный

06 # basicTronic — 555 IC — Бистабильный режим — Игра с таймером 555 — Часть II — Бистабильный

07 # basicTronic — 555 IC — Astable Mode — Игра с таймером 555 — Часть III — Astable

08 # basicTronic — Схема таймера реакции — Использование 555 одновременно в трех режимах

09 # basicTronic — DRV8825 Driver & Stepper Двигатель 24BYJ48 — Работа и теория

10 # basicTronic — От Arduino к Arduino — Недорогое программирование AVR — Как прошить Arduino с помощью другой платы Arduino

Конфигурация выводов IC LM358, работа, примеры схем LM358

Раскрытие информации: мы можем зарабатывать деньги или продукты от компаний, упомянутых в этом сообщении, через партнерские ссылки на продукты или услуги, связанные с содержанием этой статьи

(последнее обновление: 2 апреля 2021 г.)

Описание:

LM358 содержит два независимых операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления, маломощный, двухканальный операционный усилитель, высокий коэффициент усиления с внутренней частотной компенсацией.Для работы обоих операционных усилителей в LM358 потребуется один источник питания. Мы также можем использовать сплит-блок питания. Устройство имеет низкое напряжение питания.

LM358 IC также может использоваться как стандартный операционный усилитель преобразователя, и он подходит для наших нужд. Он может работать с напряжением от 3 В до 32 В постоянного тока и током до 20 мА на канал. Он состоит из 8 контактов, на которых расположены два операционных усилителя.

В этой микросхеме есть два операционных усилителя, которые мы можем использовать в качестве компаратора.LM- Низкое энергопотребление также делает LM358 хорошим выбором для работы от батареи. Обычно мы получаем сигнал от датчика, который обычно имеет небольшой рейтинг. Мы ничего не можем сделать с этим рейтингом, например, мы получаем 0,3В от датчика. Используя 0,3 В, мы не можем включить / выключить светодиод или реле. Микросхема LM-358 получает сигнал от датчика и сравнивает его с опорным напряжением. Затем эта ИС решит, больше или меньше напряжение, чем опорное напряжение, давая на выходе высокий или низкий уровень.

LM358 — универсальное применение, его можно использовать в качестве компаратора для сравнения различных сигналов, усиления сигналов от различных преобразователей или датчиков до блоков усиления постоянного тока или любой функции операционного усилителя.

Ссылки для покупок на Amazon:

LM358:

Прочие инструменты и компоненты:

Супер стартовый набор для начинающих

Цифровые осциллографы

Переменная поставка

Цифровой мультиметр

Наборы паяльников

Переносные сверлильные станки для печатных плат

* Обратите внимание: это партнерские ссылки. Я могу получить комиссию, если вы купите компоненты по этим ссылкам. Буду признателен за вашу поддержку!

Конфигурация контактов LM358:

Номер контакта	Имя контакта	Описание
1	ВЫХОД 1	Этот вывод является выходом первого операционного усилителя
2	ВХОД 1 —	Этот вывод является инвертирующим входом первого операционного усилителя
3	ВХОД 1 +	Этот вывод является неинвертирующим входом первого операционного усилителя
4	GND или	Это заземление или отрицательный вывод на операционный усилитель
5	ВХОД 2 +	Этот вывод является неинвертирующим входом второго операционного усилителя
6	ВХОД 2 —	Этот вывод является инвертирующим входом второго операционного усилителя
7	ВЫХОД 2	Этот вывод является выходом второго операционного усилителя
8		Этот вывод является источником положительного напряжения для обоих операционных усилителей

Операционный усилитель:

Операционный усилитель , или для краткости операционный усилитель, по сути, представляет собой устройство усиления напряжения с высоким коэффициентом усиления, связанное по постоянному току, оно идеально разработано для преобразования сигнала, усиления постоянного тока, фильтрации и для использования с компонентами внешней обратной связи, такими как конденсаторы и резисторы между ними. его выходные и входные клеммы.

Операционный усилитель выполняет различные функции в зависимости от его конфигурации обратной связи, будь то резистивная, емкостная или и то, и другое, на основе этого он может использоваться как дифференциальный усилитель, интегратор или сумматор.

Неинвертирующий вход:

Неинвертирующий вход операционного усилителя отмечен знаком «+» на принципиальной схеме в LM-358, неинвертирующий вход — это контакт №3. Было обнаружено, что положительное напряжение, приложенное к неинвертирующему входу, затем оно не изменится, и на выходе будет получаться положительное колебание.Если изменяющаяся форма волны, такая как синусоида, применяется к неинвертирующему входу, например, контакту 3 в LM-358, то на выходе она будет отображаться в том же смысле. Он не был перевернут.

Инвертирующий вход:

Инвертирующий вход операционного усилителя отмечен знаком «-» на принципиальной схеме в LM-358, инвертирующий вход имеет номер пина 2.

Отрицательное колебание напряжения возникает, когда на инвертирующий вход подается положительное положительное напряжение.Таким образом, на инвертирующий вход был подан синус, на выходе он будет перевернут.

LM358 Рейтинг:

Если рейтинг LM-358 превышает эти значения, он будет поврежден, он будет работать с рейтингом, указанным ниже:

• Интегрирован с двумя операционными усилителями в одном корпусе
• Широкий диапазон источников питания
• Одиночное питание — от 3 В до 32 В
• Двойное питание — от ± 1,5 В до ± 16 В
• Диапазон входного дифференциального напряжения ± 32
• Низкий ток потребления — 700 мкА
• Диапазон входного синфазного напряжения -0.3 по 32
• Однополярное питание для двух операционных усилителей обеспечивает надежную работу
• Температура перехода 150 ° C
• Рабочая температура окружающей среды — от 0 ° C до 70 ° C
• Диапазон температур хранения — от 65 ° C до 150 ° C
• Температура паяльника — 260 ˚C (в течение 10 секунд — предписано)
• Выходы с защитой от короткого замыкания
• Доступные пакеты: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA

Преимущества LM358:

LM-358 имеет различные преимущества, некоторые из которых приведены ниже.

• Нет необходимости в отдельном питании ОУ
• LM-358 совместим со всеми формами логики.
• Два операционных усилителя с внутренней компенсацией, мы можем использовать оба операционных усилителя одновременно, или, если нам нужен только один операционный усилитель, мы можем использовать его.
• Потребляемая мощность, подходящая для работы от батареи.
• Устраняет необходимость в двойных расходных материалах
• Позволяет прямое обнаружение вблизи GND и VOUT
• Блок усиления постоянного тока, благодаря которому он имеет минимальные помехи для радиочастотных сигналов
• Общее преобразование сигналов, поскольку его можно использовать в качестве компаратора, он сравнивает два сигнала
• Усилители-преобразователи, которые могут преобразовывать звуковые сигналы в электрические
• Общее усиление сигнала Он усиливает сигнал
• Активные фильтры, поскольку они удаляют шум из сигнала
• Схемы операционных усилителей.
• Измерительные преобразователи с токовой петлей от 4 до 20 мА.
• Схемы обычных операционных усилителей
• Может использоваться как интегратор, сумматор, дифференциатор, сумматор, повторитель напряжения и т. Д.,
• Источники питания и мобильные зарядные устройства
• Управление двигателем: индукционный переменный ток, бесщеточный постоянный ток, щеточный постоянный ток высокого и низкого напряжения, постоянный магнит и шаговый двигатель
• Настольный ПК и материнская плата содержат LM-358
• Кондиционеры внутренние и наружные
• Стиральные, сушильные машины, холодильники

Запасные / аналогичные / другие номера деталей:

LM2904, LM258, LM324 также можно использовать в качестве замены LM 358, если пространство не является проблемой.

Однополярные и двойные операционные усилители:

Эти сдвоенные операционные усилители отличаются низким энергопотреблением, диапазон входного синфазного напряжения означает, что он усиливает сигнал, который появляется на общей линии, идущей на землю / VEE, а также работает с однополярным или раздельным питанием. Серия LM358 содержит два операционных усилителя, что эквивалентно половине LM324, которая содержит четыре операционных усилителя.

Характеристики

• Работа с одинарным и раздельным питанием
• Выходы с защитой от короткого замыкания
• Внутренняя компенсация
• Истинный дифференциальный входной каскад
• Низкие входные токи смещения
• Работа LM-358 с однополярным питанием 3.От 0 В до 32 В
• Диапазон синфазного сигнала расширяется до отрицательного напряжения

Принцип

Если мы хотим использовать его в качестве компаратора, мы можем дать напряжение от 3 до 32 В. Если мы хотим использовать LM-358 в качестве операционного усилителя, мы дадим напряжение от ± 1,6 В до ± 16 В. Контакт 8 является входом основного источника питания. LM-358 содержит два операционных усилителя, вход первого усилителя — контакт 2 и контакт 3, а выход — контакт 1, если мы хотим использовать второй усилитель, вход для этого усилителя находится на контакте 5 и 6, а выход на выводе 7.

Если мы хотим сравнить два сигнала, мы подадим один сигнал на вывод 2, а другой — на вывод 3. Напряжение на выводе 2 будет сравниваться с напряжением на выводе 3, а напряжение на выводе 6 будет сравниваться с напряжением на выводе контакт 5, соответствующий двум независимым выходам: 1OUT и 2OUT.

Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 2 больше, чем вход на инвертирующем входе (-), контакт 3, аналогично Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 5 больше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакт 6 выход обоих операционных усилителей будет высоким.

Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 2 меньше, чем вход на инвертирующем входе (-), контакт 3, аналогично Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 5 меньше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакт 6 выход обоих операционных усилителей будет низким.

Подтягивающий резистор на выходе LM358 не требуется.

LM358 Базовые проекты:

ИК-датчик приближения с LM358:

Используемых компонентов:

• LM358
• Резистор 10 кОм
• Резистор 220 Ом
• ИК-передатчик LED
• ИК-приемник LED
• Цветной светодиод
• Аккумулятор 5V
• Переменный резистор 10 кОм

ИК-светодиод :

ИК-светодиод — это твердотельное устройство молнии, которое при включении испускает электромагнитное излучение в той или иной форме.ИК-светодиоды излучают свет дольше, чем видимый свет. Из нашего домашнего опыта мы знаем светодиоды, излучающие видимый свет. Но есть также некоторые специальные светодиоды, излучающие инфракрасные лучи. Так же, как могут быть видимы светодиоды разных цветов, инфракрасные светодиоды также излучают лучи с разной длиной волны. Инфракрасные лучи могут иметь разную длину волны и принимать любое значение, принадлежащее их диапазону волн. Таким образом, очень важно, чтобы используемый ИК-фотодиод был способен обнаруживать конкретную длину волны ИНФРАКРАСНОГО света, излучаемого ИК-светодиодом.

ИК-ФОТОДИОД :

Это диод особого типа, который генерирует ток при воздействии света. Он подключен с обратным смещением для обнаружения инфракрасных лучей. В отсутствие ИК-излучения, когда на него не падает свет, он имеет очень высокое сопротивление и через него проходит небольшой ток, известный как темновой ток. Но когда на него падают инфракрасные лучи, генерируется больше носителей заряда, и его сопротивление уменьшается, и начинает течь ток, который пропорционален интенсивности излучения, падающего на фотодиод.В датчике приближения этот механизм используется фотодиодом для генерации электрического сигнала.

Как это работает:

Принцип действия датчика приближения очень прост. ИК-светодиод и фотодиод подключены параллельно друг другу, которые будут действовать как передатчик и приемник. Фотодиод подключен с обратным смещением. Когда препятствие появляется перед излучателем лучей, который представляет собой инфракрасный светодиод, который излучает свет, когда этот свет отражается назад, он перехватывается фотодиодом, который действует как приемник.Отраженные лучи уменьшат сопротивление фотодиода, из-за чего будут производиться большие носители заряда и будет генерироваться электрический сигнал.

Этот сигнал на практике представляет собой напряжение на резисторе 10 кОм, который является потенциометром, мы можем регулировать это напряжение, регулируя это напряжение, расстояние также будет изменяться. Он напрямую подается на неинвертирующий конец операционного усилителя. Функция операционного усилителя заключается в сравнении двух входов, заданных ему на выводе 2 и выводе 3. Сигнал с фотодиода подается на неинвертирующий вывод (вывод 3), к которому подключен резистор 10 кОм, и пороговое напряжение. от потенциометра поступает на инвертирующий штифт (контакт 2), который регулируется.Если напряжение на неинвертирующем контакте 2 больше, значит, свет не падает на фотодиод, чем напряжение на инвертирующем контакте, выход операционного усилителя высокий, в противном случае выход низкий.

Цифровой выход может иметь вид высокого или низкого уровня. Роботы, избегающие препятствий, или робот-следящий за линией используют цифровой выходной сигнал датчика приближения, чтобы остановить движение робота или изменить его направление. Как только препятствие подходит достаточно близко, сигнал может быть напрямую подан на входные контакты двигателя через схему h-моста для управления двигателями.

Аналоговый выход — это непрерывный диапазон значений от нуля до некоторого конечного значения. Драйвер двигателя или другие переключающие устройства не могут напрямую использовать аналоговый сигнал. Сначала они должны быть обработаны микроконтроллерами и преобразованы в цифровую форму с помощью АЦП и некоторого кодирования. Эта форма вывода требует дополнительного микроконтроллера, но исключает использование операционного усилителя.

Режим работы компаратора простой:

Если Vin> Vref, то Vout = Vcc,

Опорное напряжение устанавливается на выводе номер 2, и если Vin

Стоит отметить, что на выходе напряжение будет примерно равно напряжению питания Vout ~ Vcc.

Учитывая это, мы подключим выход ИК-приемника к неинвертированному входу (плюс). Это означает, что мы подключаем ИК-приемник к входному контакту 2 LM-358. Изначально мы сказали, что у нас будет около 0,56 В на выходе фотодиода, если он не улавливает инфракрасное излучение.

Итак, мы должны изначально дать Vref больше, чем напряжение 0,56 В. Здесь мы будем использовать потенциометр, чтобы установить значение выше 0.56V к контакту Vref. В этом случае в состоянии 0 у нас Vin

Когда приемник улавливает излучение, он пропускает более высокий ток, ток, который обгонит Vref, и у нас будет Vin> Vref и Vout = Vcc, около 9V

Солнечный трекер с использованием LM-358:

Необходимые компоненты

НАИМЕНОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ	КОЛИЧЕСТВО
LM-358	1
БК-547	2
BC-557	2
Резистор 1 кОм	2
Резистор 10 кОм	2
Двигатель постоянного тока	1
Потенциометр 50 КОм	1
LDR	2
Аккумулятор 9-12В	1

BC547 Транзистор

В этом проекте используются два транзистора BC547.BC547 — это биполярный транзистор NPN . Обычно он используется как переключатель и усилитель. Мы использовали BC547 в качестве переключателя в этой схеме. Чем меньше ток, подаваемый на базу, он может контролировать большее количество токов на коллекторе и эмиттере.

BC557 Транзистор

BC547 — это биполярный транзистор PNP . Обычно он используется как переключатель и усилитель. Когда заземление (0) приложено к базе, тогда коллектор и эмиттер будут закрыты (прямое смещение), а когда положительное напряжение приложено к базе, тогда коллектор и эмиттер будут открыты (обратное смещение)

LDR (светозависимый резистор)

LDR или светозависимый резистор — это переменный резистор.Он также известен как фоторезистор. Эти LDR, светозависимый резистор или фоторезистор работают по принципу «фотопроводимости». Изменение сопротивления LDR зависит от интенсивности света, падающего на поверхность LDR. Когда свет падает на поверхность LDR, сопротивление LDR уменьшается и увеличивается проводимость элемента. Когда свет не падает на поверхность LDR, сопротивление LDR велико и снижает проводимость элемента.

Схема подключения солнечного трекера на основе LM358

LDR1 подключен к R1 (10K) последовательно, что изменит напряжение.Точка соединения LDR1 и R1 является входом к неинвертирующему контакту LM358, , который подключен к контакту 3 микросхемы LM358, который является входом первого операционного усилителя.

Аналогично, LDR2 соединен с R2 (10K) последовательно. Точка подключения LDR2 и R2 — это выход LDR2 , который подключен к контакту 5 микросхемы LM358. Контакт 5 — это неинвертирующий вход микросхемы LM358 второго операционного усилителя.

Переменный резистор 10 кОм (RV1) фиксированная клемма 1 подключена к Vcc , а фиксированная клемма 2 подключена к заземлению . Клемма переменного резистора переменного резистора (RV1) подключена к контактам 2 и 6 микросхемы . Контакты 2 и 6 — это инвертирующие входные клеммы операционных усилителей 1 и ИС соответственно.

Выходной контакт операционного усилителя 1 (контакт 1 IC) подключен к базовому контакту транзисторов Q1 и Q3 , а выходной контакт операционного усилителя 2 (контакт 7 IC) подключен к базе. вывод транзисторов Q2 и Q4 .

Транзистор (BC547) Q1 и Q2 вывод коллектора соединен с Vcc , а вывод коллектора транзистора (BC557) Q3 и Q4 соединен с Заземление .

Клемма эмиттера транзистора Q1 и Q3 оба закорочены и подключены к клемме двигателя через точку подключения диодов D1 и D3 . Клемма эмиттера транзистора Q2 и Q4 закорочена на и подключена к клемме двигателя через точку соединения диодов D2 и D4 .

Работа одноосной солнечной системы слежения с использованием LM358

LM358 — это главный контроллер, который управляет всей системой. Здесь он работает как компаратор напряжения, выход компаратора напряжения будет высоким, когда напряжение на неинвертирующей входной клемме (+) больше, чем напряжение на инвертирующей входной клемме (-).

Когда свет не падает на поверхность LDR, его сопротивление велико, тогда все напряжение распределяется по LDR, и выход имеет низкий уровень (земля).Когда свет падает на поверхность LDR, его сопротивление низкое, тогда все напряжение распределяется по резистору, и выход имеет высокий уровень (VCC).

Переменный резистор используется для установки опорного напряжения на инвертирующей (-) клемме операционного усилителя 1 и операционного усилителя 2.

Транзисторы BC547 и BC557 образуют H-образный мост, который управляет направлением двигателя.

Когда свет падает на LDR, выходное напряжение LDR увеличивается. Таким образом, напряжение на неинвертирующем (+) выводе также увеличивается, когда это напряжение больше опорного напряжения, тогда выход операционного усилителя становится ВЫСОКИМ.

ВХОД A	ВХОД B	ВЫХОД
0	0	СТОП
0	1	ЧАСОВАЯ МУДРА
1	0	ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ
1	1	СТОП

Дополнительные транзисторы симметрии BC547 и BC557 образуют H-мост, с помощью которого мы контролируем вращение двигателя.

1. Рассмотрим случай, когда выход первого компаратора высокий, а выход второго компаратора низкий. Двигатель будет вращаться по часовой стрелке, когда включатся Q1 и Q4.
2. Рассмотрим случай, когда выход первого компаратора низкий, а выход второго компаратора высокий. Двигатель будет вращаться против часовой стрелки при включении транзисторов Q2 и Q3.

• Если на выходе обоих компараторов низкий уровень, транзисторы Q3 и Q4 включаются, но ток через двигатель не течет.

1. Аналогично, если на выходе обоих компараторов высокий уровень, транзисторы Q1 и Q2 включаются, но ток через двигатель не течет.

Мониторинг батареи с помощью LM358:

Цепь индикатора уровня заряда батареи

, использующая двойной операционный усилитель Ic LM358 для контроля низкого, нормального и полного уровня заряда батареи 12 В.

Используемые компоненты:

Резюме: (1/4 Вт)
R1 — 10K
R2 — 10K
R3 — 10K (потенциометр)
R4 — 10K (потенциометр)
R5 — 1.5K
R6 — 1,5K
R7 — 1K
R8 — 1,5K
R9 — 1,5K
LM358 IC
Светодиоды:
Красный
Зеленый
Желтый
100 мА Fuses
12V Аккумулятор

Описание схемы:

Эта схема контролирует питание от батареи 12 В. Он покажет уровень заряда аккумулятора с указанием низкого напряжения, нормального напряжения и полного напряжения. Потенциометр регулирует положение, при котором красный / желтый и желтый / зеленый светодиоды не горят или не горят. Например, красный светодиод загорается при 11 В, а зеленый — при 12 В.Между этими значениями постоянно горит светодиодный индикатор. Этот проект также можно использовать для мониторинга 4 В, 6 В, 24 В и т. Д. С небольшими изменениями.

Фотодиод с LM358:

Используемых компонентов:

• LM358
• Фотодиод
• Потенциометр 10K
• Резистор 10 кОм
• Транзистор BC547
• Светодиод
Резистор

10K соединен с фотодиодом последовательно, выход фотодиода подан на вывод номер 3 LM-358. В этом проекте, когда на фотодиод будет падать излучение, светодиод будет включаться и выключаться.Потенциометр подключен к контакту 2, который будет работать как опорное напряжение. Выходной сигнал операционного усилителя указан на базе BC547. Коллектор соединен со светодиодом, а эмиттер — с землей.

Нравится:

Нравится Загрузка …

LM358 Двойной ОУ — ProtoSupplies

Описание

Двойной операционный усилитель LM358 — это маломощный сдвоенный операционный усилитель, предназначенный для работы от одного источника питания или с разделенным питанием.

В ПАКЕТЕ:

КЛЮЧЕВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВОЙНОГО ОУ LM358:

• Работа с низким энергопотреблением 0,7 мА
• Работает от одного положительного источника питания от 3 до 32 В
• Может также работать от раздельного питания от ± 1,5 до ± 16 В, как типичный операционный усилитель
• Полоса пропускания с единичным усилением 700 кГц
• Коэффициент усиления разомкнутого контура 100x

LM358 — это маломощный двойной операционный усилитель с двумя независимыми операционными усилителями с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией.Он предназначен для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений от 3 до 32 В. Это делает его популярным операционным усилителем общего назначения, который используется во многих проектах, поскольку отрицательный источник питания не требуется, как для большинства операционных усилителей. Это дает ему место в каждой корзине запчастей для любителей.

Помимо режима однополярного питания, они также могут работать от двух источников питания в диапазоне от ± 1,5 В до ± 16 В, если это необходимо для конкретного применения.

Выходы

обладают хорошей управляемостью и могут выдавать до 30 мА на канал и потреблять 20 мА.

Эти операционные усилители часто используются для буферизации или усиления сигналов. Их можно использовать в широком диапазоне схем, таких как компараторы напряжения, активные фильтры и генераторы, управляемые напряжением (ГУН).

Они имеют усиление до 100 раз и могут работать с частотами до 700 кГц.

Примечания:

1. Нет

---

Технические характеристики

Операционные рейтинги	В +	3-32В
	В + / В-	+/- 1.От 5 В до +/- 16 В
	Максимальный ток потребления	20 мА
	Макс.ток источника	30 мА
	Коэффициент усиления напряжения постоянного тока в разомкнутом контуре	100 дБ
	Макс.пропускная способность	700 кГц — 1 МГц
Упаковка		ДИП-8
Тип корпуса		Пластик, сквозное отверстие
Производитель	Разное	TI / ST Micro / Китай
Лист данных		LM358

5 простых рекомендаций по применению [Видео]

Введение

LM358 — это интегральная схема с двойным операционным усилителем малой мощности.Он подходит для одиночного источника питания с широким диапазоном напряжения источника питания, а также подходит для режима двойного источника питания. В рекомендуемых условиях эксплуатации ток питания не зависит от напряжения питания. В этой статье будет представлена ​​схема с использованием LM358.

Основные свойства операционного усилителя, объясненные с использованием двойного операционного усилителя LM358

Каталог

I Схема одинарного источника питания для двойного тока

На рисунке 2 показана схема, состоящая из операционного усилителя, который преобразует одиночный источник питания в двойной ток.Преобразуйте напряжение 40 В постоянного тока в напряжение постоянного тока ± 15 В. При токе нагрузки 200 мА стабильность напряжения составляет не менее 0,1%. Схема состоит из делителя напряжения, повторителя напряжения и параллельного регулятора. Делитель напряжения состоит из R1, RW и R3, которые делят постоянный ток 40 В. И ток передается на синфазный входной терминал через RW. Поскольку операционный усилитель подключен к заземляющему проводу, операционный усилитель образует цепь повторителя напряжения через соединение B-E между VT1 и vt2.VT1 и VT2 — это регуляторы напряжения -15В и + 15В соответственно. Падение напряжения, создаваемое выходом операционного усилителя на R3, действует как напряжение смещения эмиттерного перехода VT1 и VT2, так что VT1 и VT2 находятся в проводящем состоянии. Регулируя стрелу RW, можно регулировать положительное и отрицательное выходное напряжение. При использовании этой схемы входная мощность постоянного тока должна быть плавающей, то есть ни один конец не может быть заземлен.

Рисунок 1. Схема одинарного источника питания для двойного тока

II Схема автоматического стабилизированного источника питания переменного тока

Это полностью автоматический стабилизированный источник питания переменного тока, управляемый сервосистемой переменного тока.Когда изменение выходного напряжения вызвано изменением входного напряжения или нагрузки, схема может быстро и автоматически регулировать и стабилизировать выходную электрическую корзину при 220 В. Диапазон входного напряжения переменного тока 165-245В; максимальная выходная мощность 3000Вт, максимальный выходной ток 3,6А; а эффективность работы блока питания более 98%. Схема показана на рисунке ниже.

Рисунок 2. Схема автоматического стабилизированного источника питания переменного тока

III Цепь H Сильноточная L рядом V Напряжение D ivider

Эта схема состоит из LM317 и LM358.

LM358 — универсальный интегрированный операционный усилитель с одним источником питания. LM317 — это встроенный трехконтактный стабилизатор с регулируемым положительным напряжением. LM358 подключен к повторителю напряжения, и выходное напряжение соответствует выходному напряжению V0 делителя напряжения. Входное сопротивление повторителя напряжения Ri≥400 МОм (Ri эквивалентно сопротивлению нагрузки RL делителя напряжения), а выходное сопротивление R0≤1Ω. Он удовлетворяет условию (RL / R) → ∞ (R — номинальное сопротивление цифрового потенциометра), поэтому нелинейность нагрузочной характеристики датчика принципиально устранена.

Рисунок 3. Схема сильноточного линейного делителя напряжения

Поскольку LM317 обладает отличными характеристиками стабилизации напряжения (скорость регулирования тока составляет около 0,3%), току контура нагрузки I ‘0 разрешается изменяться от нуля до максимального выходного тока LM317. Максимальный выходной ток обычного LM317 колеблется от 100 мА до нескольких ампер.

Таким образом, эта конструкция не только принципиально устраняет нелинейность нагрузочных характеристик делителя напряжения, но также решает проблему слабой нагрузочной способности делителя напряжения.

IV High-end C urrent D etection C ir circuit

Прямая передача напряжения с резистора выборки в однокристальный микрокомпьютер AD имеет два недостатка. . Во-первых, когда ток мал, напряжение на обоих концах резистора выборки мало, и аналого-цифровому преобразователю может потребоваться более высокая чувствительность для его обнаружения. Во-вторых, поскольку это обнаружение низкого уровня, выход и вход источника питания не могут быть заземлены вместе, и это повлияет на стабильность выходного напряжения.(Регулируемый выход = напряжение резистора выборки + фактическое выходное напряжение)

Таким образом, схема обнаружения высокого класса разработана следующим образом:

Рисунок 4. Схема обнаружения тока высокого уровня

В 1 кГц Мост Вина Генератор сигналов

На рисунке 1 показан генератор сигналов 1 кГц, состоящий из двойных операционных усилителей LM358 и Rl ~ R15, Cl ~ C5 и другие компоненты.

Рисунок 5.Генератор сигналов моста Вина

, 1 кГц

Слабый сигнал частотой 1 кГц, генерируемый мостом Вина (C2, C3, R4 и R6), усиливается Al, а затем используется в качестве буферного усиления двумя операционными усилителями A2 и A3. Выход двух операционных усилителей инвертируется, что приводит к преобразованию несимметричного сигнала в двусторонний балансный выход.

---

Лист данных на компоненты

Лист данных LM358

---

FAQ

LM358 — это микросхема с двумя операционными усилителями, интегрированная с двумя операционными усилителями, питаемыми от общего источника питания.Его можно рассматривать как половину четырехъядерного ОУ LM324, содержащего четыре ОУ с общим источником питания. Диапазон дифференциального входного напряжения может быть равен диапазону напряжения источника питания.

LM358 может использоваться в качестве усилителя преобразователя, блока усиления постоянного тока и т. Д. Он имеет большое усиление постоянного напряжения 100 дБ. Эта ИС может работать с широким диапазоном источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.

Почему lm358 используется в ИК-датчике? IC Lm358 используется в качестве компаратора, когда ИК-приемник воспринимает ИК-излучение. Когда o / p lm358 становится высоким, тогда загорается светодиод, подключенный к o / p. Выходной контакт IC LM358 используется для взаимодействия с микроконтроллером PIC.

IC LM358– LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе.Важной особенностью этой ИС является то, что нам не требуется независимый источник питания для работы каждого компаратора для широкого диапазона источников питания. LM358 может использоваться как усилитель преобразователя, блок усиления постоянного тока и т. Д.

В чем разница между lm358n и lm358p? Суффикс обозначает код упаковки производителя. Буква «N» используется большинством производителей для обозначения 8-выводного пластикового корпуса. Буква P используется некоторыми производителями для пластиковых 8-выводных корпусов.Raven Luni прав, разницы между двумя устройствами НЕТ, только производители.

Как узнать, сломан ли мой операционный усилитель lm358? Измерьте напряжение постоянного тока на входе +. затем измерьте напряжение постоянного тока на выходе. если результаты существенно отличаются, скорее всего, выстрелил в операционный усилитель. если они такие же, операционный усилитель, скорее всего, в порядке, а проблема в другом.

В чем разница между lm386 и lm358？ LM386 — это полноценный усилитель мощности звука, LM358 — двойной операционный усилитель.При использовании LM358, например. в качестве предварительного усилителя вам потребуется отдельный усилитель мощности.

В операционном усилителе с двойным питанием клемма V + операционного усилителя получает положительное напряжение, а клемма V- подключается к отрицательному напряжению. Следовательно, любой входной сигнал, подаваемый в операционный усилитель, может колебаться от источника положительного напряжения к источнику отрицательного напряжения.

Ниже приводится список интегральных схем серии LM…. Серия LM возникла на основе интегральных схем производства National Semiconductor. Префикс LM означает линейный монолитный и относится к аналоговым компонентам, интегрированным в единый кремний.

Как импортировать lm358 в LTspice? 1. Загрузите файл модели и разархивируйте. 2. Поместите файл .cir в ту же папку, что и схему. 3. Поместите на схему символ «opamp2». 4. Измените значение «opamp2» на LMX58_LM2904. 5. Поместите директиву на схему «. Lib LMx58_LM2904. CIR» без кавычек.

PoiLee 30pcs IC LM358 Операционный усилитель LM358N LM358P DIP-8 Двойной операционный усилитель: Amazon.com: Industrial & Scientific

---

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.

• Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
• LM358N Операционный усилитель LM358 30шт.
• Их можно использовать в усилителе звуковой частоты, усилителе датчика, блоке усиления постоянного тока и других устройствах, которым требуются усилители.
• Тип крепления: сквозное отверстие.
• Упакован в одну пластиковую коробку для лучшей защиты.

]]>

---

Характеристики

Фирменное наименование	PoiLee
Ean	0766832278368
Объем позиции	4.00 кубических_дюймов
Материал	Карбид кремния
Измерительная система	английский
Кол-во позиций	30
Номер детали	LM386
Код КПСС ООН	32100000
UPC	766832278368

---

ECSTUFF4U для инженера-электронщика: Распиновка LM358 | Введение | Конфигурация | Особенности | Пакеты | Преимущества

Как мы знаем, доступны в различных формах таймеры 555, одиночные логические вентили, микроконтроллер, микропроцессор, регулятор напряжения и операционные усилители, такие как различные микросхемы IC LM741, LM7805, LM35, LM324 IC, LM337, LM338, LM339 IC, LM1117 и доступно гораздо больше микросхем.Здесь мы должны узнать или рассказать об IC LM358, потому что она имеет низкое энергопотребление и простую в использовании двухканальную ИС операционного усилителя. Эта ИС разработана специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Это хороший стандартный операционный усилитель, и, самое главное, эта микросхема подходит для ваших нужд. Микросхема LM358 доступна в небольшом размере в виде микросхемы. Эта ИС чаще всего используется в устройстве из-за ее экономической эффективности. Давайте глубже познакомимся с введением, распиновкой, конфигурацией, функциями, пакетами, преимуществами, приложениями LM358.

Введение в LM358:

LM358 состоит из двух независимых компенсированных операционных усилителей с высокой частотой усиления. LM 358 IC доступна в недорогом корпусе, поэтому ее необходимо использовать в реальных приложениях, включая блок усиления постоянного тока, конструкцию обычных схем OP-AMP, активные фильтры, усилитель преобразователя. LM358, особенности, приложения, преимущества, конфигурация контактов LM358, а также некоторые реальные применения LM358.Итак, вам нужно изучить несколько различных идей, связанных с вашим проектом, вы — подходящее место для изучения.

Распиновка LM358:

• LM 358 имеет в общей сложности восемь (8) контактов, каждый из которых выполняет различные индивидуальные функции.
• Выводы 1 и 8 являются выходом компаратора.
• Контакты 2 и 6 являются инвертирующими входами.
• Выводы 3 и 5 — неинвертирующие входы.
• Контакт 4 — это клемма GND.
• Контакт 8 — VCC +.

Конфигурации выводов LM358:

• Здесь я должен представить полную схему выводов вместе с полной анимацией.
• Правильно обозначенная схема контактов любого устройства улучшает положение пользователя, поэтому пользователи могут легко понять конфигурацию контактов.
• Полная распиновка вместе с анимацией, реальным изображением LM358 и символическим представлением показаны на рисунке ниже.

Особенности LM358 IC:

• Он состоит из 2-х OP-AMP внутри.
• Размах выходного напряжения высокий.
• Большое усиление постоянного напряжения составляет около 100 дБ.
• Более широкая полоса пропускания в 1 МГц (с температурной компенсацией).
• Потребляемый ток питания очень низкий.
• Более широкий источник питания в одинарном блоке питания составляет от 3 В до 32 В, в то время как сдвоенный блок питания составляет от + или-1,5 В до + или — 16 В.
• Низкое входное напряжение смещения 2 мВ.
• Диапазон входного синфазного напряжения включает землю.
• Диапазон дифференциального входного напряжения аналогичен напряжению источника питания.
• Внутренняя частотная компенсация для единичного усиления.
• Выходы с защитой от короткого замыкания.
• Температура паяльника в 260 C.
• Доступный пакет: TO-99, SOIC, DSBGA, CDIP.

Доступный пакет: TO-CAN, SOT-23 (5), DSBGA, PDIP. все эти упаковки вместе с их размерами и номером детали приведены ниже:

ПАКЕТОВ:

ПДИП (8) — 9,81 𝝬 6,35 и единица —

мм

DSBGA (8) — 1,31 1.31 и блок —

мм

TO-CAN (8) — 9,08 𝝬 9,09 и единица измерения —

мм

SOIC (8) — 4,90 𝝬 3,91 и единица —

мм

Преимущества LM358 IC:

• Два операционных усилителя с внутренней компенсацией.
• Позволяет прямое обнаружение вблизи GND и VOUT.
• Хорошо подходит для всех методов логики.
• Расход энергии, необходимый для работы от аккумулятора.
• Два с внутренней компенсацией для OP-AMP.
• Устраняет необходимость в двойных расходных материалах.

LM358 имеет широкий спектр реальных приложений, мы должны представить основные приложения LM358, перечисленные ниже:

• Он должен использоваться в блоке усиления постоянного тока.
• Может использоваться преобразование сигнала.
• Используется для активных фильтров.
• Передатчик токовой петли от 4 до 20 мА.
• Может также использоваться в усилителях-преобразователях в реальных приложениях.
• Эта микросхема также может использоваться в рабочих схемах.
• Его необходимо использовать в реальных приложениях, таких как цепи аварийной сигнализации и цепи датчиков темноты.

Простая схема аварийной сигнализации разряда с использованием LM358:

• Цепь аварийной сигнализации, использующая LM358, очень проста в проектировании, и ее можно использовать во многих домашних автомобилях.
• Основное применение этой схемы — это противоугонная сигнализация в автомобилях. В этой схеме пьезоэлектрический датчик используется в качестве датчика удара, который должен быть установлен на двери, которую вы должны охранять.
• Здесь, показанный на рисунке, LM358 подключен к инвертирующему триггеру Шмитта. Порт R1 устанавливает пороговое напряжение цепи. R1 используется как резистор обратной связи.
• Когда пьезоэлектрический датчик не активирован, выходной сигнал пьезоэлектрического датчика будет низким, как и выходной сигнал ИС. Таким образом, в то время, когда выходной сигнал датчика высокий и активируется как триггер Шмитта. Затем он издает звук зуммера.
• Зуммер продолжает издавать звуковой сигнал в течение некоторого времени даже после отключения вибрации.Это связано с тем, что при срабатывании микросхемы LM358 вход инвертирования мало влияет и состояние не может быть легко инвертировано. Поэтому надежно закрепите датчик на поверхности, где бы вы его ни разместили, и всегда хорошо размещать датчик рядом с дверной ручкой.
• Итак, здесь эта цифра должна использовать 3-вольтовую батарею в качестве источника питания и регулировать регистр R2 для получения необходимой чувствительности.

Выводы:

В этом посте содержится вся информация об IC LM 358, такая как распиновка, конфигурации контактов, приложения, преимущества, особенности, а также реальные приложения.Мы надеемся, что вы все понимаете эту тему. Кроме того, вопросы, касающиеся вашего проекта, просьба оставлять отзывы, комментируя их в разделах комментариев. Как мы знаем, доступны в различных формах таймеры 555, одиночные логические вентили, микроконтроллер, микропроцессор, регулятор напряжения и операционные усилители, такие как различные микросхемы IC LM741, LM7805, LM35, LM324 IC, LM337, LM338, LM339 IC, LM1117 и доступно гораздо больше микросхем. Здесь мы должны узнать или рассказать об IC LM358, потому что она имеет низкое энергопотребление и простую в использовании двухканальную ИС операционного усилителя.Эта ИС разработана специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Это хороший стандартный операционный усилитель, и, самое главное, эта микросхема подходит для ваших нужд. Микросхема LM358 доступна в небольшом размере в виде микросхемы. Эта ИС чаще всего используется в устройстве из-за ее экономической эффективности. Давайте глубже познакомимся с введением, распиновкой, конфигурацией, функциями, пакетами, преимуществами, приложениями LM358.

Введение в LM358:

LM358 состоит из двух независимых компенсированных операционных усилителей с высокой частотой усиления.LM 358 IC доступна в недорогом корпусе, поэтому ее необходимо использовать в реальных приложениях, включая блок усиления постоянного тока, конструкцию обычных схем OP-AMP, активные фильтры, усилитель преобразователя. LM358, особенности, приложения, преимущества, конфигурация контактов LM358, а также некоторые реальные применения LM358. Итак, вам нужно изучить несколько различных идей, связанных с вашим проектом, вы — подходящее место для изучения.

Распиновка LM358:

• LM 358 имеет в общей сложности восемь (8) контактов, каждый из которых выполняет различные индивидуальные функции.
• Выводы 1 и 8 являются выходом компаратора.
• Контакты 2 и 6 являются инвертирующими входами.
• Выводы 3 и 5 — неинвертирующие входы.
• Контакт 4 — это клемма GND.
• Контакт 8 — VCC +.

Конфигурации выводов LM358:

• Здесь я должен представить полную схему выводов вместе с полной анимацией.
• Правильно обозначенная схема контактов любого устройства улучшает положение пользователя, поэтому пользователи могут легко понять конфигурацию контактов.
• Полная распиновка вместе с анимацией, реальным изображением LM358 и символическим представлением показаны на рисунке ниже.

Особенности LM358 IC:

• Он состоит из 2-х OP-AMP внутри.
• Размах выходного напряжения высокий.
• Большое усиление постоянного напряжения составляет около 100 дБ.
• Более широкая полоса пропускания в 1 МГц (с температурной компенсацией).
• Потребляемый ток питания очень низкий.
• Более широкий источник питания в одинарном блоке питания составляет от 3 до 32 В, в то время как сдвоенный блок питания — + или -1.От 5 В до + или — 16 В.
• Низкое входное напряжение смещения 2 мВ.
• Диапазон входного синфазного напряжения включает землю.
• Диапазон дифференциального входного напряжения аналогичен напряжению источника питания.
• Внутренняя частотная компенсация для единичного усиления.
• Выходы с защитой от короткого замыкания.
• Температура паяльника в 260 C.
• Доступный пакет: TO-99, SOIC, DSBGA, CDIP.

Доступный пакет: TO-CAN, SOT-23 (5), DSBGA, PDIP.все эти упаковки вместе с их размерами и номером детали приведены ниже:

ПАКЕТОВ:

ПДИП (8) — 9,81 𝝬 6,35 и единица —

мм

DSBGA (8) — 1,31 𝝬 1,31 и единица —

мм

TO-CAN (8) — 9,08 𝝬 9,09 и единица измерения —

мм

SOIC (8) — 4,90 𝝬 3,91 и единица —

мм

Преимущества LM358 IC:

• Два операционных усилителя с внутренней компенсацией.
• Позволяет прямое обнаружение вблизи GND и VOUT.
• Хорошо подходит для всех методов логики.
• Расход энергии, необходимый для работы от аккумулятора.
• Два с внутренней компенсацией для OP-AMP.
• Устраняет необходимость в двойных расходных материалах.

LM358 имеет широкий спектр реальных приложений, мы должны представить основные приложения LM358, перечисленные ниже:

• Он должен использоваться в блоке усиления постоянного тока.
• Может использоваться преобразование сигнала.
• Используется для активных фильтров.
• Передатчик токовой петли от 4 до 20 мА.
• Может также использоваться в усилителях-преобразователях в реальных приложениях.
• Эта микросхема также может использоваться в рабочих схемах.
• Его необходимо использовать в реальных приложениях, таких как цепи аварийной сигнализации и цепи датчиков темноты.

Простая схема аварийной сигнализации разряда с использованием LM358:

• Цепь аварийной сигнализации, использующая LM358, очень проста в проектировании, и ее можно использовать во многих домашних автомобилях.
• Основное применение этой схемы — это противоугонная сигнализация в автомобилях. В этой схеме пьезоэлектрический датчик используется в качестве датчика удара, который должен быть установлен на двери, которую вы должны охранять.
• Здесь, показанный на рисунке, LM358 подключен к инвертирующему триггеру Шмитта. Порт R1 устанавливает пороговое напряжение цепи. R1 используется как резистор обратной связи.
• Когда пьезоэлектрический датчик не активирован, выходной сигнал пьезоэлектрического датчика будет низким, как и выходной сигнал ИС. Таким образом, в то время, когда выходной сигнал датчика высокий и активируется как триггер Шмитта.Затем он издает звук зуммера.
• Зуммер продолжает издавать звуковой сигнал в течение некоторого времени даже после отключения вибрации. Это связано с тем, что при срабатывании микросхемы LM358 вход инвертирования мало влияет и состояние не может быть легко инвертировано. Поэтому надежно закрепите датчик на поверхности, где бы вы его ни разместили, и всегда хорошо размещать датчик рядом с дверной ручкой.
• Итак, здесь эта цифра должна использовать 3-вольтовую батарею в качестве источника питания и регулировать регистр R2 для получения необходимой чувствительности.

Выводы:

В этом посте содержится вся информация об IC LM 358, такая как распиновка, конфигурации контактов, приложения, преимущества, особенности, а также реальные приложения. Мы надеемся, что вы все понимаете эту тему. Кроме того, вопросы, касающиеся вашего проекта, просьба оставлять отзывы, комментируя их в разделах комментариев. .