Операционен усилвател LM358: комутационна верига, аналогов, информационен лист

При специфичното използване на LM358 захранващата верига ще зависи от различни параметри на устройството. На този операционен усилвател можете да реализирате разнообразни проекти, които се използват лесно в микроконтролерната технология и дори в акустични системи.

Това не е много взискателен елемент - неговите характеристики не блестят, диапазонът на работното напрежение също е малък, но той има основните качества - простота и евтина. Цената на един едро ДУ е около 15 рубли. Ето защо, неуспешни опити с него не боли да се удари в джоба.

Характеристики на операционния усилвател

Чипът LM358 е широко използван сред радиолюбителите, тъй като има много предимства. От всички можем да разграничим следното:

1. Изключително ниска цена.
2. Когато се въвеждат устройства на чип, няма нужда да се инсталират допълнителни схеми за компенсация.
3. Той може да се захранва и от еднополюсен източник, и от биполярния източник.
4. Мощност може да дойде от източник, чието напрежение е 3 ... 32V. Това ви позволява да използвате почти всяко захранване.
5. На изхода сигналът се увеличава със скорост 0,6 V / μs.
6. Максималната консумация на ток не надвишава 0.7 mA.
7. Напрегнатото напрежение на входа е не повече от 0.2 mV.

Това са основните характеристики, на които трябва да обърнете внимание при избора на този чип. В случай, че някой параметър не ви подхожда, по-добре е да търсите аналози или подобни операционни усилватели.

Заключване на чипа

Според листа с данни LM358 можете да видите, че два операционни усилвателя са затворени в един пакет едновременно. Следователно всеки от тях има два входа и един и същ брой изходи. Плюс още два крака са предназначени за захранващо напрежение. Само 8 заключения от чипа. Притискането на LM358 е както следва:

1 - DA1.1 изход.

2 - отрицателен вход DA1.1.

3 - положителен вход DA1.1.

4 - “минус” мощност.

5 - положителен вход DA1.2.

6 - отрицателен вход DA1.2.

7 - изход DA1.2.

8 - “плюс” мощност LM358.

В какви случаи се произвеждат чиповете?

Тялото може да бъде или DIP8 - LM358N обозначение, или SO8 - LM358D. Първата е предназначена за осъществяване на обемна инсталация, а втората - за повърхностна. Типът на елемента не зависи от характеристиките на елемента - те винаги са едни и същи. Но има много аналози на чипа, при които параметрите са малко по-различни. Винаги има плюсове и минуси. Обикновено, ако даден елемент има голям работен диапазон на напрежение, например, някои други характеристики страдат.

Има също така и металокерамичен корпус, но тези чипове се използват, ако устройството работи при тежки условия. В радиолюбителската практика най-удобно е да се използват микросхеми в корпуси за повърхностен монтаж. Те са много добре запоени, което е важно при работа. В крайна сметка е много по-удобно да се работи с елементи, чиито крака са дълги.

Какво представляват аналозите?

Има много аналози в чипа LM358. Схемата за включване е същата, но все пак е по-добре да се провери с листа с данни, за да не се сбърка. Сред пълните аналози на чипа могат да бъдат идентифицирани, както следва:

• NE532;
• OR221;
• OR04;
• OR290;
• ORA2237;
• UPC358C;
• OR295;
• TA75358R.

Можете също да различавате аналози на елемента LM358D - това са UPC358G, KIA358F, TA75358CF, NE532D. Има много подобни микросхеми, които се различават леко от 358-тата. Например LM258, LM158, LM2409 имат напълно сходни характеристики, но тук работният температурен диапазон е малко по-различен.

Характеристики на аналозите

С фиш LM358 и неговите колеги, можете да разберете следните характеристики:

1. LM158 - работи в температурния диапазон от -55 до +125 градуса. Захранването може да варира в диапазона от 3 ... 32V.
2. LM258 - работен температурен диапазон -25 ... + 85, захранващото напрежение - 3 ... 32V.
3. LM358 - температура 0 ... + 70, напрежение - 3 ... 32V.

В случай, че температурният диапазон от 0 ... + 70 е недостатъчен, има смисъл да се намери аналог на операционния усилвател. LM2409 се показва добре, има по-широк диапазон от работни температури. Това е само за властта е малко по-малко. Това значително намалява възможността за използване на устройството в радиолюбителски проекти. Комутационната верига LM358 е същата като по-голямата част от аналозите.

В случай, че трябва само да инсталирате такъв операционен усилвател Струва си да се обърне внимание на аналози като LMV321 или LM321. Те имат пет заключения, а в случая SOT23-5 има само едно OU. Но в случай, че имате нужда от по-голям брой opamp, можете да използвате двойни елементи - LM324, в които случаят има 14 изхода. С помощта на такива елементи можете да спестите място и кондензатори електрическа верига.

Неинвертираща схема на усилвател

Описание на схемата:

1. Положителен вход е даден сигнал.
2. Две фиксирани резистори R2 и R1, свързани последователно, са свързани към изхода на оперативния усилвател.
3. Вторият резистор е свързан към общия проводник.
4. Точката на свързване на резисторите е свързана към отрицателния вход.

За да изчислите печалбата, трябва да използвате проста формула: k = 1 + R2 / R1.

Ако има данни за стойността на съпротивлението, входното напрежение, то тогава е лесно да се изчисли изхода: U (out) = U (in) * (1 + R2 / R1). Когато се използва чип LM358 и резистори R1 = 10 kΩ и R2 = 1 MΩ, коефициентът на усилване ще бъде равен на 101.

Верига с мощен неинвертиращ усилвател

Елементи, които се използват при проектирането на неинвертиращ усилвател и техните параметри:

1. LM358 се използва като чип.
2. Стойност на съпротивлението R1 = 910 kOm.
3. R2 = 100 kOm.
4. R3 = 91 kOm.

За усилване на сигнала се използва полупроводников биполярен транзистор VT1.

По отношение на напрежението, коефициентът на усилване, при условие че се използват такива елементи, е равен на 10. За изчисляване на коефициента на усилване като цяло трябва да се използва следната формула: k = 1 + R1 / R2. За да се изчисли коефициентът на ток на цялата верига, е необходимо да се знае съответния параметър на използвания транзистор.

Конвертор на напрежение и ток

Схемата е показана на фигурата и е донякъде подобна на описаната в дизайна на неинвертиращ усилвател. Но добавихме тук биполярен транзистор. Изходният ток е правопропорционален на напрежението на входа на операционния усилвател.

И в същото време силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението на резистора R1. Ако го опишем с формули, то изглежда така:

I = U (in) / R.

Когато съпротивлението R1 = 1 Om, за всеки 1V напрежение, приложено към входа, изходът ще бъде 1A на тока. Превключвателната верига LM358 в режим на преобразуване на напрежение-ток се използва от радиолюбители за проектиране зарядни устройства.

Верига за токово напрежение

С тази проста конструкция, LM358 операционен усилвател може да преобразува ток с нисък ток във високо напрежение. Това може да се опише със следната формула:

U (out) = I * R1.

Ако в конструкцията се използва резистор от 1 MΩ и по веригата протича ток със стойност 1 μA, на изхода на елемента ще се появи напрежение със стойност 1 V.

Обикновено диференциален усилвател

Този дизайн е широко използван в устройства, които измерват напрежението от източници с висока устойчивост. Необходимо е да се вземе предвид особеността - съотношенията на съпротивление R1 / R2 и R4 / R3 трябва да са равни. Тогава изходното напрежение ще бъде със следната стойност:

U (out) = (1 + R4 / R3) * (Uin1-Uin2).

В този случай коефициентът на усилване може да се изчисли по формулата k = (1 + R4 / R3). В този случай, ако съпротивлението на всички резистори е 100 kΩ, коефициентът ще бъде равен на 2.

Увеличете контрола

В последния дизайн има един недостатък - няма възможност за коригиране на печалбата. Причината е в сложността на реализацията, защото трябва да използвате два променливи резистора едновременно. Но ако изведнъж се наложи да коригирате коефициента, можете да използвате схемата за проектиране на три opamps:

Тук настройката се извършва с променлив резистор R2. Необходимо е да се вземе предвид, че тези равенства са изпълнени:

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

В този случай k = (1 + 2 * R1 / R2).

Напрежението на изхода на усилвателя U (изход) = (1 + 2 * R1 / R2) * (Uin1-Uin2).

Токова верига на монитора

Друга схема, която позволява измерване на текущата стойност в захранващия проводник. Състои се от съпротивление R1, операционен усилвател LM358, транзистор тип npn и два резистора. Характеристики на елементите:

• микросхема DA1 - LM358;
• резистор R = 0.1 Ohm;
• стойност на съпротивление R2 = 100 Ohm;
• R3 = 1 kΩ.

Захранващото напрежение на операционната система трябва да бъде поне 2 V повече от товара. Това е предпоставка за функционирането на схемата.

Верига към честотен преобразувател

Това устройство ще се изисква, когато стане необходимо да се изчисли периодът или честотата на сигнала.

Веригата се използва като аналогово-цифров преобразувател. Параметри на елементите, използвани в конструкцията:

• DA1 - LM358;
• С1 - 0.047 μF;
• R1 = R6 = 100 kΩ;
• R2 = 50 kΩ;
• R3 = R4 = R5 = 51 kΩ;
• R6 = 100 kΩ;
• R7 = 10 kΩ.

Това са всички дизайни, които могат да бъдат изградени с помощта на операционен усилвател. Но обхватът на LM358 не се ограничава до това, има голям брой схеми, много по-трудни, позволяващи реализирането на различни възможности.