Lm358 усилитель

Характеристики аналогов

По datasheet LM358 и ее аналогам можно узнать следующие характеристики:

  1. LM158 – работает в диапазоне температур от -55 до +125 градусов. Напряжение питания может колебаться в интервале 3…32В.
  2. LM258 – диапазон рабочих температур -25…+85, питающего напряжения – 3…32В.
  3. LM358 – температура 0…+70, напряжение – 3…32В.

В том случае, если недостаточно диапазона температур 0…+70, имеет смысл подыскать аналог операционному усилителю. Неплохо показывает себя LM2409, у него шире диапазон рабочих температур. Вот только для питания он немного меньше. Это существенно снижает возможность использования устройства в радиолюбительских конструкциях. Схема включения LM358 такая же, как и у большинства ее аналогов.

В том случае, если необходимо установить только один операционный усилитель, стоит обратить внимание на аналоги типа LMV321 или LM321. У них пять выводов, и внутри корпуса SOT23-5 заключен всего один ОУ

А вот в том случае, если необходимо большее количество операционников, можно использовать сдвоенные элементы – LM324, у которых корпус имеет 14 выводов. С помощью таких элементов можно сэкономить на пространстве и конденсаторах в цепи питания.

Схема неинвертирующего усилителя

Описание схемы:

  1. На плюсовой вход подается сигнал.
  2. К выходу операционного усилителя подключается два постоянных резистора R2 и R1, соединенных последовательно.
  3. Второй резистор соединен с общим проводом.
  4. Точка соединения резисторов подключается к минусовому входу.

Чтобы вычислить коэффициент усиления, необходимо воспользоваться простой формулой: k=1+R2/R1.

Если имеются данные о значении сопротивлений, входного напряжения, то нетрудно посчитать выходное: U(out)=U(in)*(1+R2/R1). При использовании микросхемы LM358 и резисторов R1=10 кОм и R2=1 МОм, коэффициент усиления окажется равен 101.

Схема преобразователя напряжение-ток

Схема приведена на рисунке и немного похожа на ту, которая была описана в конструкции неинвертирующего усилителя. Но здесь добавлен биполярный транзистор. На выходе сила тока оказывается прямо пропорциональна напряжению на входе операционного усилителя.

И в то же время сила тока обратно пропорциональна сопротивлению резистора R1. Если описать это формулами, то выглядит следующим образом:

I=U(in)/R.

При величине сопротивления R1=1 Om, на каждый 1V напряжения, прикладываемого ко входу, на выходе будет 1А тока. Схема включения LM358 в режиме преобразователя напряжения в ток используется радиолюбителями для конструирования зарядных устройств.

Применение

Область применения LM358 — 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.

Типичное применение операционного усилителя в качестве инвертирующего усилителя. Этот усилитель принимает положительное напряжение на входе и преобразует его в отрицательное той же величины. Таким же образом он преобразует отрицательное напряжение в положительное.

Применение — схема включения

Напряжение питания должно быть больше чем диапазоны входного и выходного напряжения сигнала. Например если будет усиливаться сигнал от ±0.5 В до ±1.8 В, напряжения питания ±12 В будет достаточно.

Требуемый коэффициент усиления для инвертирующего усилителя рассчитывается по формулам (1) и (2):

Av=Vout/Vin (1)

Например Av=1.8/-0.5=-3.6 (2)

После того как определен коэффициент усиления, выбираются значения RI или RF. Выбирать значение сопротивления желательно в кОм, так как схема будет использовать токи в мА. Это гарантирует, что не будет потребляться слишком много тока. Для этого примера выберем RI=10 кОм, что дает RF=36 кОм. RF рассчитывается по формуле (3): Av=-RF/RI.

Входное и выходное напряжения на инвертирующем усилителе

Регулировка коэффициента усиления

В прошлой конструкции имеется один недостаток – нет возможности произвести регулировку коэффициента усиления. Причина – сложность реализации, ведь нужно использовать сразу два переменных резистора. Но если вдруг возникла необходимость проводить регулировку коэффициента, можно использовать схему конструкции на трех операционниках:

Здесь корректировка происходит при помощи переменного резистора R2. Обязательно нужно учесть, чтобы были выполнены такие равенства:

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

В этом случае k=(1+2*R1/R2).

Напряжение на выходе усилителя U(out)=(1+2*R1/R2)*(Uin1-Uin2).

5.6 Электрические характеристики для LM2904

В указанном диапазоне температур, VCC = 5 В (если не указано иное)

Параметр Условия(1) TA(2) LM2904 Ед. изм.
MIN TYP(3) MAX
VIO Входное напряжение компенсации смещения нуля VCC = от 5 В до MAX,
VIC = VICR(min),
VO = 1.4 В
Без A суффикса в маркировке 25°C 3 7 мВ
Весь диапазон 10
С А суффиксом в маркировке 25°C 1 2
Весь диапазон 4
αVIO Средний температурный коэффициент входного напряжения смещения нуля Весь диапазон 7 мкВ/°C
IIO Входной ток компенсации смещения нуля VO = 1.4 В Без V суффикса в маркировке 25°C 2 50 нА
Весь диапазон 300
С V суффиксом в маркировке 25°C 2 50
Весь диапазон 150
αIIO Средний температурный коэффициент входного тока смещения нуля Весь диапазон 10 пA/°C
IIB Входной ток смещения VO = 1.4 В 25°C -20 -250 нA
Весь диапазон -500
VICR Диапазон входного синфазного напряжения VCC = от 5 В до MAX 25°C от 0 до
VCC — 1.5
В
Весь диапазон от 0 до
VCC — 2
VOH Высокий уровень выходного напряжения RL ≥ 10 кОм 25°C VCC — 1.5 В
VCC = MAX,
Без V суффикса
RL = 2 кОм Весь диапазон 22
RL ≥ 10 кОм Весь диапазон 23 24
VCC = MAX
С V суффиксом
RL = 2 кОм Весь диапазон 26
RL ≥ 10 кОм Весь диапазон 27 28
VOL Низкий уровень выходного напряжения RL ≤ 10 кОм Весь диапазон 5 20 мВ
AVD Большой сигнал усиления дифференциального напряжения VCC = 15 В,
VO = от 1 В до 11 В,
RL ≥ 2 кОм
25°C 25 100 В/мВ
Весь диапазон 15
CMRR Коэффициент ослабления синфазного сигнала VCC = от 5 В до MAX,
VIC = VICR(min)
Без V суффикса 25°C 50 80 dB
С V суффиксом 25°C 65 80
kSVR Коэффициент подавления помех по питанию
(ΔVCC /ΔVIO)
VCC = от 5 В до MAX 25°C 65 100 dB
VO1/ VO2 Переходное затухание f = от 1 кГц до 20 кГц 25°C 120 dB
IO Выходной ток VCC = 15 В,
VID = 1 В,
VO = 0
Источник 25°C -20 -30 мA
Весь диапазон -10
VCC = 15 В,
VID = -1 В,
VO = 15 В
Приемник 25°C 10 20
Весь диапазон 5
VID = -1 В, VO = 200 мВ Без V суффикса 25°C 30 мкA
С V суффиксом 25°C 12 40
IOS Ток короткого замыкания на выходе VCC около 5 В, VO = 0, GND около ?5 V 25°C ±40 ±60 мA
ICC Потребляемый ток
(четыре усилителя)
VO = 2.5 В, Без нагрузки Весь диапазон 0.7 1.2 мA
VCC = MAX, VO = 0.5 VCC, Без нагрузки Весь диапазон 1 2

(1) Все характеристики измерены в разомкнутой цепи при нулевом входном синфазном напряжении, если не указано иное. MAX VCC для испытаний составляет 26 В для LM2902 и 30 В для других.

(2) Весь диапазон это температуры от -55°C до 125°C для LM158, от -25°C до 85°C для LM258, и от 0°C до 70°C для LM358, и от -40°C до 125°C для LM2904.

(3) Все типичные значения для температуры TA = 25°C

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрик в доме
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector