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LM324四運放的應(yīng)用
LM324四運放的應(yīng)用
 更新時間:2008-7-27 15:38:32  點擊數(shù):6
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LM324四運放的應(yīng)用

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

每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示,它有5個引出腳,其中“+”、“-”為兩個信號輸入端,“V+”、“V-”為正、負電源端,“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中,Vi--)為反相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反;Vi++)為同相輸入端,表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖2。

                

1                                  2

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

 

l         反相交流放大器

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

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

l         同相交流放大器

    見附圖。同相交流放大器的特點是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路,通過R3對運放進行偏置。

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

l         交流信號三分配放大器

    此電路可將輸入交流信號分成三路輸出,三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai輸入電阻高,運放A1-A4均把輸出端直接接到負輸入端,信號輸入至正輸入端,相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時Rf=0的情況,故各放大器電壓放大倍數(shù)均為1,與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。

    R1、R2組成1/2V+偏置,靜態(tài)時A1輸出端電壓為1/2V+,故運放A2-A4輸出端亦為1/2V+,通過輸入輸出電容的隔直作用,取出交流信號,形

l         有源帶通濾波器

    許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發(fā)光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質(zhì)因數(shù) 3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據(jù)設(shè)計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。R1=Q/2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao*2пfoC),R3=2Q/2пfoC)。上式中,當(dāng)fo=1KHz時,C0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。

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

l         比較器

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

附圖中使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器,電阻R1R1ˊ組成分壓電路,為運放A1設(shè)定比較電平U1;電阻R2R2ˊ組成分壓電路,為運放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負輸入端之間,當(dāng)Ui >U1時,運放A1輸出高電平;當(dāng)Ui <U2時,運放A2輸出高電平。運放A1、A2只要有一個輸出高電平,晶體管BG1就會導(dǎo)通,發(fā)光二極管LED就會點亮。

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

若選擇U2 > U1,則當(dāng)輸入電壓在[U2U1]區(qū)間范圍時,LED點亮,這是一個“窗口”電壓指示器。

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

 

l         單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

見附圖1。此電路可用在一些自動控制系統(tǒng)中。電阻R1、R2組成分壓電路,為運放A1負輸入端提供偏置電壓U1,作為比較電壓基準(zhǔn)。靜態(tài)時,電容C1充電完畢,運放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+,故A1輸出高電平。當(dāng)輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r,二極管D1導(dǎo)通,電容C1通過D1迅速放電,使U2突然降至地電平,此時因為U1>U2,故運放A1輸出低電平。當(dāng)輸入電壓變高時,二極管D1截止,電源電壓R3給電容C1充電,當(dāng)C1上充電電壓大于U1時,既U2>U1,A1輸出又變?yōu)楦唠娖,從而結(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。顯然,提高U1或增大R2C1的數(shù)值,都會使單穩(wěn)延時時間增長,反之則縮短。

          

1                                 2

如果將二極管D1去掉,則此電路具有加電延時功能。剛加電時,U1>U2,運放A1輸出低電平,隨著電容C1不斷充電,U2不斷升高,當(dāng)U2>U1時,A1輸出才變?yōu)楦唠娖。參考圖2。  


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