LM324 Руководство по эксплуатационному усилителю: выводы, приложения, упаковка и таблица данных

LM324 Texas Instruments+Бом

1. Введение: Quad-op-AMP "универсал"

В мире электронных цепей,LM324Стоит в качестве универсального инженера, служащий основным компонентом по промышленному управлению, потребительской электронике и медицинских устройствам благодаря своей четырехканальной интеграции, адаптации широкого напряжения и экономической эффективности. Этот классический OP-AMP, родившийся в 1970-х годах, продолжает процветать с его совместимостью для однонаправленного 3 В ~ 32 В (двойное подарок ± 1,5 В ~ ± 16 В), полосу пропускания 1,2 МГц и скорость перечисления 0,5 В/μS. Будь то усиливающие сигналы датчиков на уровне микроволта или преобразование уровней в системах 5V, LM324 достигает точного контроля с минималистскими схемами.

2. Основные особенности: «прочный» дизайн четырех в одном

2.1. Аппаратная архитектура: четыре независимых канала для гибких сетей

Внутренне интегрированные с четырьмя полностью дифференциальными операционными постановлениями по обмену операциями (PIN 4 для VCC, PIN 11 для GND), каждый канал включает в себя не инвертинг (in+), инвертирование (в) входы и односторонний выход (OUT). Дифференциальная входная стадия поддерживает напряжение общего мода, покрывающее рельс отрицательного питания (вниз до 0 В в режиме с одним предложением), что устраняет необходимость дополнительного смещения для непосредственного взаимодействия с низкоуровневыми датчиками, такими как термопаплс и датчики деформации.

2.2. Электрическая надежность: широкое напряжение, низкая мощность и защита

Адаптивность напряжения: Одиночная подача от 3 В (литиевые батареи) до 32 В (промышленная шина), двойная подача от ± 1,5 В (портативные устройства) до ± 16 В (приборы), устанавливая более 90% системных напряжений.

Управление мощностью: Постоянный ток составляет всего 375 мкА на канал, общее потребление энергии <1,5 мА для четырех каналов, идеально подходит для узлов IoT с батарейным питанием.

Механизмы безопасности: Выходная защита короткого замыкания (поддерживает непрерывное оборотень), входной зажим ESD (± 2 кВ HBM), устойчивая против ошибок пайки PCB.

2.3. Параметры производительности: баланс практичности и стоимости

3. Декодирование штифта: 14-контактная "универсальная розетка"

Принимая пакет DIP-14 в качестве примера, функции PIN-контакта следуют структуре «3 + 1» (три операционных усилия + общий источник питания):

Советы макета: Избегайте параллельной маршрутизации IN+ и внедрения для смежных OP-AMPS, чтобы уменьшить перекрестные помехи; Утолщите трассы VCC и GND, чтобы смягчить силовой шум.

4. Принцип работы: философия «Ассамблеи» трехэтапного усиления

КаждыйОп-Амписпользует классическую трехступенчатую архитектуру, аналогичную точной линии производства:

Дифференциальный входный этап: Дифференциальная пара биполярного транзистора усиливает VIN+ - VIN -сигналы с 80 дБ CMRR, фильтрация в сетевой интерференции 50 Гц.

Промежуточный этап усиления: Усилитель с общим эмиттером с компенсацией частоты, интегрированный конденсатор 10PF предотвращает самооссанирование выше 1 МГц для стабильности с закрытой контуром.

Выходная стадия толчка: Структура усилителя класса AB, выходное сопротивление <100 Ом, приводит нагрузки на 10 кОм, ограничивает ток до 50 мА во время коротких замыканий.

5. Пять классических приложений: от цепочки сигналов до цепочки питания

5.1. Кондиционирование датчика: компенсация холодного соединения термопары

Схема: Op-AMP, настроенный как не инвертирующий усилитель (усиление 100), в+ подключается к термопару (сигналы MV), на основе через резистор 10 кОм резистор обратной связи 1 МОм.

Ключ: Используется в+ характеристику общего режима-gnd для амплификации 0 ~ 20 мВ различия температуры без смещения, подходящих для термопалей типа K.

Оптимизация: Параллельный резистор 100 кОм при входе предотвращает насыщение OP-AMP во время открытой круги термопары.

5.2. Аудио-амплификация с одним предложением: 3V микрофон предусилитель

Инвертирующая цепь: Ri = 1Kω (соответствует импедансу с микрофоном электрота), RF = 10 кОм (усиление -10), 1/2VCC смещение с помощью двух разделителей напряжения 10 кОм.

Кончик: 10 мкф выходной конденсатор блокирует DC, уменьшает пульсацию 50 Гц, THD <1% (синусоидальная волна 1 кГц).

Расширение: Четыре операционных усилия могут каскады в двухступенчатые фильтры для аудиоканалов 20 Гц ~ 20 кГц.

5.3. Напряжение компаратор: защита от перевышения лития лития аккумулятора

Обнаружение окна: Два пороговых значения с установленными усилиями при 4,2 В (отсечение заряда) и 2,5 В (отсечение разряда); При выходе на напряжение аккумулятора [2,5 В, 4,2 В], низкий выходной сигнал выключает отключение MOSFET.

Инновации: Использует выходной вывод оптового усиления для привода транзисторов NPN непосредственно, исключая резисторы подтягивания и снижение стоимости схемы на 30%.

5.4. Схема интегратора: мониторинг скорости двигателя

Принцип: Сенсорные квадратные волны Hall проходят через интеграцию RC (R = 100 кОм, C = 10 мкф), OP-AMP AS Integrator; Выходное напряжение, пропорциональное скорости (0 ~ 5 В для 0 ~ 5000 об / мин).

Калибровка: Потенциометр регулирует резистор обратной связи, чтобы компенсировать ошибки компонентов, линейность ± 0,5%.

5.5. Осциллятор: альтернатива «забрасывание» 555

Генерация квадратных волн: OP-AMP настроен как триггер Schmitt, постоянная времени RC от резистора 100 кОм и конденсатор 10NF (частота ≈1 кГц), 50% рабочего цикла.

Преимущество: Устраняет структуру с двойным спасением 555, достигает с одним OP-AMP + Passives, уменьшает площадь PCB на 40%.

6LM324 Типичные прикладные схемы

1. LM324 какИнвертирование усилителя переменного тока

Этот усилитель заменяет транзисторы для амплификации переменного тока, подходящего для предварительной амплификации в звуковых системах. Схема не требует регулировки, используя единый источник питания, где R1 и R2 образуют смещение 1/2 В+. C1 действует как демпфирующий конденсатор.

Усиление напряжения (AV) определяется внешними резисторами RI и RF: AV = −RF/Рит

Отрицательный знак указывает, что выходной сигнал инвертируется по сравнению с входом. Для показанных значений AV = -10. Входное сопротивление равняется RI, обычно соответствующему внутреннему сопротивлению источника источника, с RF, выбранным для желаемого усиления. CO и CI являются связывающими конденсаторами.

Эта схема имеет высокий входной импеданс. R1 и R2 образуют разделитель напряжения 1/2 В+, смеяв OP-AMP через R3.

Формула усиления напряжения: av = 1+rf/R4

Входное сопротивление устанавливается R3, с R4, как правило, от нескольких Kom до десятков Kom.

Температурный зонд используеткремниевый транзистор(3dg6) настроен как диод. Напряжение базового эмиттера транзистора имеет температурный коэффициент -2,5 мВ/° C, что означает, что оно уменьшается на 2,5 мВ для каждого увеличения ° C. OP-AMP A1 действует как не инвертирующий усилитель постоянного тока: более высокие температуры снижают падение напряжения на BG1, снижая напряжение на не инвертирующем входе A1 и его выходе.

Это линейный процесс усиления. Подключение измерения или схемы управления к выходу A1 обеспечивает индикацию или автоматическое управление.

Удаление резистора обратной связи (или обработка его как бесконечного) помещает Op-AMP в состояние открытой петли. Несмотря на теоретически бесконечное, усиление открытой петли LM324 составляет 100 дБ (100 000 ×), что делает его компаратором напряжения с выходами на высоких (V+) или низких (V- или GND) уровнях. Выход низкий, когда положительное входное напряжение превышает отрицательный вход.
Два оператора формируют компаратор уровня напряжения:

R1 и R1 'Установите порог сравнения U1 для A1.

R2 и R2 'Установите порог U2 для A2.

Пользовательский интерфейс входного напряжения подключается к положительному входу A1 и отрицательному входу A2.

Если UI> U1, A1 выходит высоко.

Если пользовательский интерфейс <u2, A2 выходит высокий.

Любой высокий выход включает транзистор BG1, освещая светодиод.

С U1> U2 светодиодные фонари, когда пользовательский интерфейс выходит [U2, U1], действуя как индикатор уровня напряжения.

С U2> U1 светодиодные фонари, когда пользовательский интерфейс находится внутри [U2, U1], служит индикатором напряжения «окна».
Модифицированная для использования с датчиками, эта схема обнаруживает двойные ограничения для физических величин, коротких цепей, открытых цепей и т. Д.

7. Выбор и альтернативы: сценарий, ориентированный на сценарий

9. LM324 Пакет

 

10.conclusion: LM324, Evergreen Classic

С 1970 -х годов до 2020 -х годов LM324 доказал более полвека, что истинная классика заключается в решении сложных проблем с простыми архитектурами. Его очарование связано не только с четырехканальной экономией пространства, но и из-за его глубокого понимания систем с одним предложением-когда 90% приложений требуют всего 5 В, LM324 укоренился философия «не требуется двойственного поставки» в свою ДНК. Для инженеровLM324больше, чем компонент; Это философия дизайна: достижение наиболее надежных функций с наименьшим количеством внешних частей. В обозримом будущем этот Op-AMP «Четырех в одном» будет продолжать скрасить простые, но мощные электронные повествования на каждом узле цепочки сигналов.

Горячие продукты SIC

71421LA55J8                   UPD441651844BF5-E40-EQ3-A              SST39VF800A-70-4C-B3KE           IS66WV1M16DBLL-555BLI-TR       AS4C32M16SB-7BIN          W25Q16FWSNIG

AS7C34098A-20JIN       752369-581-c               W957D6HBCX7I TR                   IS61LPS12836EC-200B3LI         MX25L12875FMI-10G               QG82915PL

Информация о продукте отSIC Electronics LimitedПолем Если вы заинтересованы в продукте или нужны параметры продукта, вы можете связаться с нами онлайн в любое время или отправить нам электронное письмо: sales@sic-chip.com.