LM324是四運(yùn)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(yùn)算放大器,除電源共用外,,四組運(yùn)放相互獨(dú)立,。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示,它有5個(gè)引出腳,,其中“+”,、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端,“V+”,、“V-”為正,、負(fù)電源端,“Vo”為輸出端,。兩個(gè)信號(hào)輸入端中,,Vi-(-)為反相輸入端,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反;Vi+(+)為同相輸入端,,表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同,。LM324的引腳排列見(jiàn)圖2。
圖 1
圖 2
由于LM324四運(yùn)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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中,。
下面介紹其應(yīng)用實(shí)例,。
反相交流放大器電路見(jiàn)附圖。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大,,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等,。電路無(wú)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(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)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(hào)源內(nèi)阻相等,,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定Rf。Co和Ci為耦合電容,。
同相交流放大器見(jiàn)附圖,。同相交流放大器的特點(diǎn)是輸入阻抗高。其中的R1,、R2組成1/2V+分壓電路,,通過(guò)R3對(duì)運(yùn)放進(jìn)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。
交流信號(hào)三分配放大器
此電路可將輸入交流信號(hào)分成三路輸出,,三路信號(hào)可分別用作指示,、控制、分析等用途,。而對(duì)信號(hào)源的影響極小,。因運(yùn)放Ai 輸入電阻高,運(yùn)放 A1-A4 均把輸出端直接接到負(fù)輸入端,,信號(hào)輸入至正輸入端,,相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時(shí) 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(shí)A1輸出端電壓為1/2V+,故運(yùn)放A2-A4輸出端亦為1/2V+,,通過(guò)輸入輸出電容的隔直作用,,取出交流信號(hào)。
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(gè)不同頻段的信號(hào),在顯示上利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的多少來(lái)指示出信號(hào)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(jì)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(shí),,C取0.01Uf,。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(yùn)放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運(yùn)放正輸入端既可,。
比較器
當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí),或者說(shuō)反饋電阻趨于無(wú)窮大時(shí)(即開(kāi)環(huán)狀態(tài)),理論上認(rèn)為運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)也為無(wú)窮大(實(shí)際上是很大,如LM324運(yùn)放開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為100dB,既10萬(wàn)倍),。此時(shí)運(yùn)放便形成一個(gè)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(fù)輸入端電壓時(shí),,運(yùn)放輸出低電平。
附圖中使用兩個(gè)運(yùn)放組成一個(gè)電壓上下限比較器,,電阻R1,、R1ˊ組成分壓電路,為運(yùn)放A1設(shè)定比較電平U1;電阻R2,、R2ˊ組成分壓電路,,為運(yùn)放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時(shí)加到A1的正輸入端和A2的負(fù)輸入端之間,,當(dāng)Ui >U1時(shí),,運(yùn)放A1輸出高電平;當(dāng)Ui 會(huì)點(diǎn)亮,。
若選擇U1>U2,則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2,,U1]區(qū)間范圍時(shí),,LED點(diǎn)亮,這便是一個(gè)電壓雙限指示器,。
若選擇U2 > U1,,則當(dāng)輸入電壓在[U2,U1]區(qū)間范圍時(shí),,LED點(diǎn)亮,,這是一個(gè)“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(cè)、短路,、斷路報(bào)警等,。
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
見(jiàn)附圖5。此電路可用在一些自動(dòng)控制系統(tǒng)中,。電阻R1,、R2組成分壓電路,為運(yùn)放A1負(fù)輸入端提供偏置電壓U1,,作為比較電壓基準(zhǔn),。靜態(tài)時(shí),電容C1充電完畢,,運(yùn)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(shí),,二極管D1導(dǎo)通,,電容C1通過(guò)D1迅速放電,使U2突然降至地電平,,此時(shí)因?yàn)閁1>U2,,故運(yùn)放A1輸出低電平。當(dāng)輸入電壓變高時(shí),,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(shí),,既U2>U1,,A1輸出又變?yōu)楦唠娖剑瑥亩Y(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā),。顯然,,提高U1或增大R2,、C1的數(shù)值,都會(huì)使單穩(wěn)延時(shí)時(shí)間增長(zhǎng),,反之則縮短,。
圖 5 圖 6
如果將二極管D1去掉,則此電路具有加電延時(shí)功能,。剛加電時(shí),,U1>U2,運(yùn)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(shí),,A1輸出才變?yōu)楦唠娖健⒖紙D6,。