Применение lm358: Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet — SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Содержание

LM358 и LM358N datasheet, описание, схема включения

Самый популярный двухканальный операционный усилитель LM358, LM358N. Операционник относится к серии LM158, LM158A, LM258, LM258A, LM2904, LM2904V. Имеет множество схем включения, аналогов и datasheet.

Микросхемы LM358 и LM358N идентичны по параметрам и отличаются только корпусом.

Вам будут интересны даташиты и характеристики других ИМС LM317T, TL431, LM494. Они применяются совместно с импульсными стабилизаторами и блоках питания.

Содержание

1. Характеристики, описание
2. Таблица характеристик.
3. Цоколёвка, распиновка
4. Аналог
5. Типовые схемы включения
6. Datasheet, даташит LM358 LM358N

Характеристики, описание

Питание ИМС может быть однополярным от 3 до 32В. Операционный усилитель стабильно работает на стандартных 3,3В. Двухполярное питание от 1,5 до 16 Вольт. При указанной температуре 0° до 70° характеристики остаются в пределах нормы. Если количество градусов выйдет за эти пределы, то появится отклонение параметров.

Многих интересует описание на русском LM328N, но даташит большой, основная часть понятна и без перевода. Чтобы вы не искали LM358 datasheet на русском, составил таблицу основных параметров.

Несколько популярных datasheet для скачивания:

Таблица характеристик.

Параметр	LM358, LM358N
Питание, вольт	3-32В
Биполярное питание	±1,5В до ±16В
Потребляемый ток	0,7мА
Напряжение смещения по входу	3мВ
Ток смещения компенсации по входу	2нА
Входной ток смещение	20нА
Скорость нарастания на выходе	0,3 В/мсек
Ток на выходе	30 — 40мА
Максимальная частота	0,7 до 1,1 МГц
Коэффициент дифференциального усиления	100дБ
Рабочая температура	0° до 70°

Микросхемы различных производителей могут иметь разные параметры, но всё в пределах нормы. Единственное может сильно отличаться максимальная частота у одних она 0,7МГц, у других до 1,1МГц. Вариантов использования ИМС накопилось очень много, только в документации их около 20 штук. Радиолюбители расширили это количество более 70 схем.

Типовой функционал из datasheet на русском:

компараторы;
активные RC фильтры;
светодиодный драйвер;
суммирующий усилитель постоянного тока;
генератор импульсов и пульсаций;
низковольтный детектор пикового напряжения;
полосовой активный фильтр;
для усиливания с фотодиода ;
инвертирующий и не инвертирующий усилитель;
симметричный усилитель;
стабилизатор тока;
инвертирующий усилитель переменного тока;
дифференциальный усилитель постоянного тока;
мостовой усилитель тока.

Цоколёвка, распиновка

Аналог

Большая популярность определяет и большое количество аналогов LM358 LM358N. В зависимости от производителя характеристики могут немного меняться, но всё в пределах допуска. Перед заменой проверьте электрические характеристики у изготовителя, вдруг вам не подойдёт. Схемы включения аналогичны. Аналогов более 30 штук, покажу первую дюжину полностью схожих:по параметрам:

КР1040УД1
КР1053УД2
КР1401УД5
GL358
NE532
OP295
OP290
OP221
OPA2237
TA75358P
UPC1251C
UPC358C

Типовые схемы включения

Пришлось просмотреть несколько спецификаций от разных фабрик, чтобы найти самый полноценный. Большинство короткие и малоинформативные. Чтобы было максимально понятно, как работают схемы включения LM358 и LM358N, ознакомитесь с типовым включением.

Светодиодный драйвер для светодиода

Datasheet, даташит LM358 LM358N

Сфера применения, указанная производителями:

блюрэй плееры и домашние кинотеатры;
химические и газовые сенсоры;
ДВД рекордеры и плееры;
цифровые мультиметры;
сенсор температуры;

системы управления двигателями;
осциллографы;
генераторы;
системы определения массы.

Описание характеристик LM358N

Lm358 datasheet на русском, описание и схема включения

Автомобильный индикатор напряжения

Среди областей, где применение индикатора напряжения на светодиодах имеет неоспоримую пользу, можно выделить эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Для того чтобы аккумулятор служил долго, необходимо контролировать напряжение на его клеммах и поддерживать в заданных пределах.

Предлагаем вам обратить внимание на схему автомобильного индикатора напряжения на RGB-светодиоде, с помощью которой вы поймете, как изготовить устройство самостоятельно. RGB-светодиод отличается от обычного, наличием 3-х разноцветных кристаллов внутри своего корпуса

Данное свойство мы будем использовать для того, чтобы каждый цвет сигнализировал нам об уровне напряжения.

Входное напряжение смещения компаратора

Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения. Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.

В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.

Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4.

Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.

Назначение

Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.

Фото – компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.

Фото – ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

Микросхема LM358 как написано в его DataSheet является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств весьма проста, в случаях отсутствия жестких требований к высокому быстродействию, рассеиваемой мощности и нестандартному питающему напряжению. Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.

Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.

Технические характеристики

Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды TA = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:

Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):

Также у данного устройства есть тепловые характеристики:

Схемы подключения

Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.

Схема в мощном неинвертирующим усилителе.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема с дифференциальным усилителем.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

устройствах типа «мигающий маяк»;
блоках питания и зарядных устройствах;
схемах управления двигателем;
материнских платах;
сплит системах внутреннего и наружного применения;
бытовой технике: посудомоечные, стиральные машины, холодильные установки;
различных видах инверторов;
источниках бесперебойного питания;
контроллерах и др.

Возможности применения микросхемы производители обычно указывают в технических описаниях на свои устройства.

Перечень радиокомпонентов драйвера светодиодов:

R10, R11 — 1 Ом, 1 Вт (зависит от необходимого тока)
R8 — 10 Ом
R3, R9 — 1 кОм
R1, R4, R7- 4,7 кОм
R2, R5, R6 — 10 кОм ( R2 для выходного ток 1А).
Переменный резистор VR1 — 10 кОм .
C5 — 22 пФ
C2, C3 — 0,1 мкФ
C1 — 2,2 мкФ
C4 — 100 мкФ/35В
L1- 47-100 мГн на ток до 1.2A
Q1- любой n-p-n транзистор общего применения
Q2- любой p-n-p транзистор общего применения
Q3- p-канальный MOSFET (IRFU9024, NTD2955) с током стока более2 А, напряжение сток- исток более 30 В, напряжение отсечки не более 4 В
D1, D2 — 1N4148 (КД522)
D3 — SB140 диод Шоттки
IC1 — LM393 (компаратор)

Паяльная станция Eruntop 8586D

Электрический паяльник + фен для SMD, двойной цифровой дисплей…

Подробнее

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях. В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2. Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7. Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2). Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).

Описание работы компаратора

Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы. В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора.

Сигнал на выходе:

Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.

Схема эквивалента компаратора напряжения с однополярным источником питания

Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.

Выход включается или выключается в зависимости от относительных напряжений на плюсовом (+) и минусовом (-) входах компаратора. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода.

Компаратор напряжения — выход с открытым коллектором

Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором.

Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания.

В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный (подтягивающий) резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.

Операционные усилители (ОУ), такие как LM324, LM358 и LM741 обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.

Читать также: Валик прижимной для чего

Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:

Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-).

Программирование и компаратор

Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.

Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11;
Установите pom.xml и создайте новый файл

Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки

Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.;
И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.

50 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00

В электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход.

Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях (АЦП)

Примеры работы компаратора приведены на основе микросхемы LM339 (счетверенный компаратора напряжений) и LM393 (сдвоенный компаратор напряжения). Эти две микросхемы по своему функционалу идентичны. Компаратор напряжения LM311 так же может быть использован в данных примерах, но он имеет ряд функциональных особенностей.

Обозначение и технические характеристики

Компаратор – это устройство, которое сравнивает два разных напряжения и силу тока, выдает конечный силовой сигнал, указывая на большее из них, одновременно производя расчет соотношения. У него есть две аналоговые вводные клеммы с положительным и отрицательным сигналом и один двоичный цифровой выход, как и у АЦП. Для отображения сигнала используется специальный индикатор.

УГО отображение компаратора выглядите следующим образом:

Фото – УГО компаратора

Изначально использовался только интегрированный компаратор напряжения (MAX 961ESA, PIC 16f628a), который известен как высокоскоростной. Он требует определенного дифференциального напряжения в определенном диапазоне, который существенно ниже, чем напряжение сети питания. Эти приборы не допускают никаких других внешних сигналов, которые находятся вне диапазона напряжения сети.

Сейчас гораздо чаще используется аналоговый цифровой компаратор (Attiny/ Atmega 2313), у которого транзисторный ввод. У него вводный потенциал сигнала находится в диапазоне менее 0,3 Вольт и не поднимается выше. Устройство может быть также ультра быстрого типа (стереокомпаратор), благодаря чему входной сигнал меньше обозначенного диапазона, к примеру, 0,2 Вольта. Как правило, используемый диапазон ограничивается только конкретным входным напряжением.

Фото – Компаратор

Помимо простого прибора, также существует видеоспектральный компаратор на ОУ (операционном усилителе). Это прибор, у которого очень тонко сбалансирована разница входа и высокого сопротивления сигнала. Благодаря такой характеристики, операционный компаратор используется в низкопроводимых схемах с небольшим вольтажем.

Фото – схема компаратора

В теории, частотный операционный усилитель работает в конфигурации с открытым контуром (без отрицательной обратной связи) и может быть использован в качестве компаратора низкой производительности. Но при этом, не инвертирующий вход (+ V) находится на более высоком напряжении, чем на инвертирующий (V-). Высокое усиление, выходящее из операционного усилителя, провоцирует выход низкого напряжения на входе в устройство.

Когда неинвертирующий вход падает ниже инвертирующего входа, выходной сигнал насыщается при отрицательном уровне питания, то он все равно может проводить импульсы. Выходное напряжение ОУ ограничивается только напряжением питания. Принципиальная электрическая схема ОУ работает в линейном режиме с отрицательной обратной связью, с помощью сбалансированного сплит-источника питания (питание от ± V S ). Многие приборы, работающие с компаратором, также имеют свойство фиксировать полученные данные при помощи видео-, фото- или документальной записи. Эти электронные принципы не работают в системах, где используются разомкнутые контуры и низкопроводящие элементы.

Фото – простой компаратор

Но у компараторного усилителя существует несколько существенных недостатков:

Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
Почти все операционные усилители имеют конденсатор внутренней компенсации, который ограничивает скорость нарастания выходного напряжения для высокочастотных сигналов. Исходя из этого, данная схема немного задерживает импульс;
Компаратор не имеет внутреннего гистерезиса.

Из-за этих недостатков, компаратор для управления различными схемами, в большинстве случаев, используется без усилителя, исключением является генератор.

Компаратор предназначен для производственных процессов с ограниченным выходным напряжением, которое легко взаимодействует с цифровой логикой. Поэтому его часто используются в различных термических приборах (терморегулятор, реле температуры). Также его применяют для сравнения сигналов и сопротивлений таких устройств, как таймер, стабилизатор и прочая схемотехника.

Фото – аналоговый компаратор

Видео: компараторы

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, наиболее простой вариант индикатора сети на светодиоде. Его применяют в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

Светодиод (HL) вы можете выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть ориентировочно такими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА – 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не меньше 100 кОм, но и не больше 150 кОм, иначе просядет яркость свечения индикатора. Такое устройство можно самостоятельно выполнить в навесной форме, даже без использования печатной платы.

Метка: LM317T

Предлагаемый несложный стабилизатор с регулируемым в широких пределах выходным напряжением и токовой защитой может быть использован как в одноканальных, так и в многоканальных лабораторных источниках питания.

Выходное напряжение стабилизатора можно регулировать от 3 до 27 В, Наибольший ток нагрузки — 3А. Его прототипом послужил стабилизатор, описанный в статье А.

Уварова “Лабораторный источник питания” (“Радиоконструктор”, 2001, …

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35226

В радиолюбительской практике в быту и на работе иногда возникает необходимость в резервировании питания различных устройств.

Речь не идет об источниках бесперебойного питания (НРБ), а об аварийном освещении, устройствах охранной сигнализации, любительских метеостанциях, рекламных щитах, радиолюбительских репитерах, туристических палатках, т.е.

в устройствах и системах, где в качестве резервного или основного питания применяется аккумулятор без преобразования …

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/23888

Здесь представлена схема регулируемого источника питания 1.2 – 36В, 5А (Рис.1). Рис.1. Принципиальная схема Основные элементы – транзистор Дарлингтона TIP147 PNP (Рис.2 ) и линейный регулируемый стабилизатор положительного напряжения LM317 (Характеристики LM317 представлены в таблице 1). Рис.2. Цоколевка транзистор Дарлингтона TIP147

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/12584

Для управления напряжением используется потенциометр, который подключается к соответствующему разъему на плате. Напряжения поступает на диодный мост выпрямителя (напр.

4 шт 1N4007), конденсатор (1000 мкФ) и так далее, достаточно только подключить выход трансформатора источника переменного тока

Важно, входное напряжение не должно …. Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/10314

Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры – стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах.

Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация …

Аналоги

Принцип работы

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.

Фото – схема работы компаратора

Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.

Читать также: Какой karcher выбрать для дома

Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.

Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания

Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.

При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.

При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».

Аналоги LM358

Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C. Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.

Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.

Тип	Минимальная температура, °C	Максимальная температура, °C	Диапазон питающих напряжений, В
LM158	-55	125	от 3(±1,5) до 32(±16)
LM258	-25	85	от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358		70	от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358	-40	85	от 3(±1,5) до 26(±13)

Если диапазона 0..70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:

Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337). Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.

Маркировка

Оцените статью:

Операционные усилители LM358 — skubr.ru

Пересказывать, что такое операционный усилитель, не буду, вряд ли я расскажу о них что-то новое. Просто поделюсь опытом покупки одних из самых распространённых и дешёвых ОУ — LM358. Цена здесь действительно предельно низкая, около 5 центов за штуку, и в каждой штуке два ОУ, объединённых по питанию.

Если вкратце, то суть такого усилителя проста — взять разницу между положительным входом и отрицательным и усилить её как можно сильнее. Идеальный ОУ имеет бесконечный коэффициент усиления, в действительности он обычно составляет десятки и сотни тысяч. Изначально было задумано, что некоторые схемы включения смогут выполнять математические операции для входного сигнала (вычитание, логарифмирование, дифференцирование), откуда и появилось название. Но этими операциями применение ОУ совсем не ограничивается.

Одно из самых частых применений ОУ — компаратор (сравнивающее устройство), для такого применения, в основном, я эти чипы и приобрёл. Использование в других схемах требует более ответственного подхода к выбору параметров, здесь же я просто выбрал самые дешёвые. О некоторых моих способах использования этой микросхемы буду писать отдельно.

Хотя чипы промаркированы как произведённые TI (Texas Instruments), нет никакого шанса, что это правда, это обычная китайская подделка. Так как я не планировал использовать эти микросхемы в предельных режимах и ответственных устройствах, а также из-за того, что они довольно простые внутри и наверняка легко поддаются копированию, переплачивать десятикратно (если ещё повезёт найти такие цены) за оригинал не было никакого желания.

Корпус SOP-8 для поверхностного монтажа выбран не случайно, мне быстро надоело сверлить дырки под DIP. Но для удобства монтажа на макетной плате изготовил несколько одинаковых переходников, заранее разведя площадки под обвязку для некоторых типовых применений (кажется, я попутал с разводкой, только осваиваю программу и иногда ленюсь сначала делать схему, отсюда и проблемы).

Сначала показалось, что корпус мелкий, и можно впихнуть его куда угодно, но потом пришёл к мысли, что для своих функций он излишне большой. В некоторых случаях я бы предпочёл что-то ещё более мелкое, даже если бы там был только один ОУ. Проблема в том, что ОУ в более мелких корпусах (SOT23, например), пока дорогие.

Вот так может выглядеть простейший линейный стабилизатор тока.

Вариант для фонаря не распаял, так как плата получилась неудачной (неправильные размеры платы и некоторых деталей). На место ОУ помещается даже микроконтроллер, например ATTity13A, что может значительно увеличить возможности драйвера. Но зато получилось очень просто и дёшево, все детали обошлись примерно в 15 центов (один ATTiny13A-SSU в таком же корпусе в лоте из нескольких штук обойдётся не дешевле 50 центов), об этом драйвере напишу отдельно.

Проверил в работе пять микросхем, все работают, но не проверил их в предельных режимах. Проверять все 50 не стал, не хочу портить упаковку. Меня эти чипы интересуют только в качестве компараторов в самодельных единичных устройствах. Стоит ли экономить в вашем случае, решать вам.

Эти микросхемы часто встречаются в готовых устройствах. Например, LM358 есть в моём паяльнике и понижающем преобразователе напряжения. Возможно, что-то уйдёт на их ремонт. Я взял 50 штук, начиная с этого количества, цена за штуку на eBay меняется уже несильно, пригодятся все. Найти можно по фразе «lm358 50pcs».

Автоматический ночник с использованием LM358. Схема

Этот проект может найти широкое применение на улице, в садах и общественных местах, где трудно назначить человека для управления освещением.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Автоматический ночник, как следует из названия, предназначен для автоматического включения и выключения источника света без участия человека. Устройство измеряет интенсивность света окружающей среды и определяет, день сейчас или ночь.

Свет автоматически включается, когда вокруг темно, и выключается, когда уровень освещения повышается до определенного уровня. Датчиком для определения интенсивности света является фоторезистор (LDR).

Необходимые компоненты

Фоторезистор резистор (LDR)
Операционный усилитель LM358
Резистор 22кОм
Резистор 10кОм
Подстроечный резистор 10 кОм
Транзистор BC547
Диод 1N4148
Реле на 12 В

Принципиальная электрическая схема

Описание работы автоматического ночника

Основная часть этой схемы – фоторезистор (LDR). Это фотодатчик, представляющий собой особый вид резистора, сопротивление которого уменьшается при воздействии света. Кроме того, он обеспечивает высокую устойчивость в темноте. Величина сопротивления изменяется от нескольких сотен ом до мегаомов.

Фоторезистор входит в состав делителя напряжения, поэтому в зависимости от интенсивности света изменяется напряжение на LDR. Напряжение с LDR поступает на положительный вывод компаратора. Далее необходимо иметь опорное напряжение для сравнения с напряжением на LDR.

Сумеречный переключатель освещения

Питание: DC5V / 12V, Нагрузка: 10A / AC 250V или DC до 30V….

Это опорное напряжение создается с помощью переменного резистора RV1, который по сути своей тоже является делителем напряжения. Таким образом, этот переменный резистор можно использовать для регулировки чувствительности схемы.

Далее в работу вступает компаратор, построен на операционном усилителе LM358, который сравнивает уровни напряжения на своих двух входах и в соответствии с этим выдает выходной сигнал. Если напряжение на положительном входе больше чем на отрицательном, то выход будет в высоком состоянии. Если же напряжение на отрицательном больше чем на положительном входе, выход будет иметь низкое состояние.

Когда вокруг темно сопротивление фоторезистор будет большим и на положительном входе компаратора напряжение будет выше, чем опорное напряжение на отрицательном входе. В результате этого выход компаратора будет иметь высокое состояние.

Сигнал с выхода компаратора поступает на транзистор Q1 (BC547), работающий в ключевом режиме. Поскольку на переходе база-эмиттер появляется достаточное напряжение, транзистор переходит в насыщение, тем самым включая электромагнитное реле. Реле своими контактами включает освещение. Диод D1 (1N4148), подключенный параллельно катушки реле, защищает транзистор от выбросов ЭДС самоиндукции, возникающая при отключении реле.

Лампа подключается к нормально разомкнутым контактам реле, так как она должна быть выключена, когда катушки реле не находятся под напряжением. Если на выходе компаратора низкий уровень, то транзистор заперт, реле будет обесточено, и лампа не будет гореть.

Примечание: Фоторезистор необходимо установить таким образом, чтобы свет от лампы L1 (подключенной к этой цепи) не падал на него.

Источник питания

В зависимости от рабочего напряжения обмотки реле вы можете выбрать напряжение питания схемы от 3 до 32 В.

Предпочтительно для этой схемы использовать бестрансформаторный источник питания. Для этого можно использовать следующую схему:

Внимание! Схема данного источника питания не имеет гальванической развязки с электросетью! При наладке и эксплуатации ее необходимо соблюдать меры предосторожности.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

10 схем на (почти) все случаи жизни / Хабр

Всем привет!

В последнее время я по большей части ушел в цифровую и, отчасти, в силовую электронику и схемы на операционных усилителях использую нечасто. В связи с этим, повинуясь неуклонному закону полураспада памяти, мои знания об операционных усилителях стали постепенно тускнеть, и каждый раз, когда все-таки надо было использовать ту или иную схему с их участием, мне приходилось гуглить ее расчет или искать его в книгах. Это оказалось не очень удобно, поэтому я решил написать своего рода шпаргалку, в которой отразил наиболее часто используемые схемы на операционных усилителях, приведя их расчет, а также результаты моделирования в LTSpice.

Введение

В рамках данной статьи будет рассмотрено десять широко используемых схем на операционных усилителя. При написании данной статьи я исходил из того, что читатель знает, что такое операционный усилитель и хотя бы в общих чертах представляет, как он работает. Также предполагается, что ему известны базовые вещи теории электрических цепей, такие как закон Ома или расчет делителя напряжения.

Не следует воспринимать эту статью как законченное руководство по применению операционных усилителей в любых ситуациях. Для большого количества задач, действительно, этих схем может быть достаточно, однако в сложных проектах всегда может потребоваться что-то нестандартное.

1. Неинвертирующий усилитель

Неинвертирующий усилитель – наверное, наиболее часто встречающаяся схема включения операционного усилителя, она приведена на рисунке ниже.
В этой схеме усиливаемый сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя, а сигнал с выхода через делитель напряжения попадает на инвертирующий вход.
Расчет этой схемы прост, он строится исходя из того, что операционный усилитель, охваченный петлей обратной связи, отрабатывает входное воздействие таким образом, чтобы напряжение на инвертирующем входе было равно напряжению на неинвертирующем:

Из этой формулы легко получается коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:

Рассчитаем и промоделируем неинвертирующий усилитель со следующими параметрами:

Операционный усилитель LT1803
Коэффициент усиления
Частота входного сигнала

Амплитуда входного сигнала
Постоянная составляющая входного сигнала

Выберем из ряда Е96 и . Тогда коэффициент усиления будет равен

Результат моделирования данной схемы приведен на рисунке (картинка кликабельна):

Давайте теперь рассмотрим граничные случаи этого усилителя. Допустим, величина сопротивления резистора . При этом мы получим, что коэффициент усиления будет стремиться к бесконечности. На самом деле, конечно, это хоть и очень большая, но все-таки конечная величина, она обычно приводится в документации на микросхему конкретного операционного усилителя. С другой стороны, величина выходного напряжения реального операционного усилителя даже при бесконечно большом коэффициенте усиления не может быть бесконечно большой: она ограничена напряжением питания микросхемы. На практике она зачастую даже несколько меньше, за исключением некоторых типов усилителей, которые отмечены как rail-to-rail. Но в любом случае не рекомендуется загонять операционные усилители в предельные состояния: это приводит к насыщению их внутренних выходных каскадов, нелинейным искажениям и перегрузкам микросхемы. Поэтому данный предельный случай не несет какой-то практической пользы.

Гораздо больший интерес представляет собой другой предельный случай, когда величина сопротивления . Его мы рассмотрим в следующем разделе.

2. Повторитель

Как уже говорилось ранее, включение операционного усилителя по схеме повторителя – это предельный случай неинвертирующего усилителя, когда один из резисторов имеет нулевое сопротивление. Схема повторителя приведена на рисунке ниже.
Как видно из формулы, приведенной в прошлом разделе, коэффициент передачи для повторителя равен единице, то есть выходной сигнал в точности повторяет входной. Зачем же вообще нужен операционный усилитель в таком случае? Он выступает в роли буфера, обладая высоким входным сопротивлением и маленьким выходным. Когда это бывает нужно? Допустим, мы имеем какой-то источник сигнала с большим выходным сопротивлением и хотим этот сигнал без искажения передать на относительно низкоомную разгрузку. Если мы это сделаем напрямую, без каких бы то ни было буферов, то неизбежно потеряем какую-то часть сигнала.

Убедимся в этом с помощью моделирования схемы со следующими основными параметрами:

Выходное сопротивление источника сигнала 10 кОм
Сопротивление нагрузки 1 кОм
Частота входного сигнала
Амплитуда входного сигнала
Постоянная составляющая входного сигнала

Моделирования будем проводить для двух случаев: в первом случае пусть источник сигнала работает на нагрузку через повторитель, а во втором случае — напрямую.
Результаты моделирования приведены на рисунке ниже (картинка кликабельна): на верхней осциллограмме выходной и входной сигналы в точности совпадают друг с другом, тогда как на нижней сигнал на выходе в несколько раз меньше по амплитуде относительно сигнала на входе.

Вместо повторителя на операционном усилителе можно также использовать и эмиттерный повторитель на транзисторе, не забывая, однако, про присущие ему ограничения.

3. Инвертирующий усилитель (классическая схема)

В схеме инвертирующего усилителя входной сигнал подается на инвертирующий вывод микросхемы, на него же заведена и обратная связь. Неинвертирующий вход при этом подключается к земле (иногда к источнику смещения). Типовая схема инвертирующего усилителя приведена на рисунке ниже.
Для входной цепи инвертирующего усилителя можно записать следующее выражение:

Где — напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя.
Поскольку операционный усилитель, охваченный петлей обратной связи, стремится выровнять напряжения на своих входах, то , и при заземленном неинвертирующем входе получаем

Отсюда коэффициент усиления инвертирующего усилителя равен

По инвертирующему усилителю можно сделать следующие выводы:

Инвертирующий усилитель инвертирует сигнал. Это значит, что необходимо применение двухполярного питания.
Величина модуля коэффициента усиления инвертирующего усилителя равна отношению резисторов цепи обратной связи. При равенстве номиналов двух резисторов коэффициент усиления равен -1, т.е. инвертирующий усилитель работает просто как инвертор сигнала.
Величина входного сопротивления инвертирующего усилителя равна величине резистора R1. Это важно, потому что при маленьких значениях R1 может сильно нагружаться предыдущий каскад.

Для примера рассчитаем инвертирующий усилитель со следующими параметрами:

Операционный усилитель LT1803
Коэффициент усиления
Частота входного сигнала
Амплитуда входного сигнала
Постоянная составляющая входного сигнала

В качестве резисторов в цепи обратной связи выберем резисторы номиналами и : их отношение как раз равно десяти.
Результаты моделирования усилителя приведены на рисунке (картинка кликабельна).

Как видим, выходной сигнал в 10 раз больше по амплитуде, чем входной, и при этом проинвертирован.

Входное сопротивление данной схемы равно . А что будет, если источник сигнала будет иметь значительное выходное сопротивление, допустим, эти же 10 кОм? Результат моделирования этого случая представлен на рисунке ниже (картинка кликабельна).

Амплитуда выходного сигнала просела в два раза по сравнению с предыдущим случаем! Очевидно, что это все из-за того, что выходное сопротивление генератора в этом случае равно входному сопротивлению инвертирующего усилителя. Таким образом, стоит всегда помнить про эту особенность инвертирующего усилителя. Как же быть, если все-таки требуется обеспечить работу источника сигнала с высоким выходным сопротивлением на инвертирующий усилитель? В теории надо увеличивать сопротивление R1. Однако одновременно с эти будет расти и сопротивление R2. Если мы хотим обеспечить входное сопротивление схемы в 500 кОм при коэффициенте усиления 10, резистор R2 должен иметь сопротивление в 5 МОм! Такие большие номиналы сопротивлений применять не рекомендуется: схема будет очень чувствительной к наводкам, пыли и флюсу на печатной плате. Есть ли какие-то выходы из этой ситуации? На самом деле да. Можно, например, использовать буфер-повторитель, который мы рассмотрели в прошлом разделе. А можно еще применить схему с Т-образным мостом в обратной связи, про нее поговорим в следующем разделе.

4. Инвертирующий усилитель с Т-образным мостом в цепи ОС

Схема инвертирующего усилителя с Т-образным мостом в цепи обратной связи приведена на рисунке ниже.
Коэффициент усиления этой схемы равен

Рассчитаем усилитель со следующими параметрами:
Расчет показывает, что следящие номиналы резисторов должны сформировать усилитель с Т-образным мостом, отвечающий заявленным требованиям:

Результаты моделирования схемы усилителя приведены на рисунке ниже (картинка кликабельна).

Попробуем теперь подключить источник с выходным сопротивлением 10 кОм, как мы это сделали в предыдущем разделе. Получим такую картинку (кликабельно):

Выходной сигнал практически не изменился по амплитуде по сравнению с предыдущим моделированием, и это ни в какое сравнение не идет с тем, насколько он проседал в схеме простого инвертирующего усилителя без Т-моста. Кроме того, как мы видим, эта схема позволяет обойтись без мегаомных резисторов даже при больших коэффициентах усиления и значительном входном сопротивлении.

5. Инвертирующий усилитель в схемах с однополярным питанием

Схемы с однополярным питанием распространены гораздо больше, чем схемы с двухполярным. Вместе с тем, как мы выяснили в прошлых двух разделах, при использовании схемы инвертирующего усилителя у нас меняется знак выходного напряжения, что влечет за собой обязательное применение двухполярного источника питания. Можно ли как-то обойти это ограничение и использовать инвертирующий усилитель в схемах с однополярным питанием? На самом деле можно, для этого надо на неинвертирующий вход усилителя подать напряжение смещения как показано на рисунке ниже
Примечание

Позиционные обозначения R1 и R2 показаны условно. Они одни и те же для разных резисторов на схеме, что, конечно, невозможно для реальной схемы, однако допускается на рисунке для подчеркивания того, что эти резисторы имеют одинаковые номиналы.

Расчет этой схемы строится все на том же принципе равенства напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя. Ток через цепочку резисторов R1-R2 инвертирующего плеча равен.

Отсюда напряжения на инвертирующем входе равно

Напряжение на неинвертирующем входе равно

Исходя из принципа равенства напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах получаем

Таким образом, напряжение на выходе операционного усилителя равно

Отсюда делаем вывод, что для корректной работы напряжения смещения должно быть больше максимального входного напряжения с учетом подаваемого на вход напряжения смещения.
Промоделируем схему инвертирующего усилителя со следующими параметрами:
Результаты моделирования приведены на рисунке ниже (картинка кликабельна)

Как видим, мы получили усиленный в 10 раз инвертированный сигнал, при этом сигнал проинвертировался, однако, не залез в отрицательную область.

6. Инвертирующий сумматор

Операционный усилитель можно использовать для суммирования различных сигналов. С помощью резисторов можно задавать «вес» каждого из сигнала в общей сумме. Схема инвертирующего сумматора приведена на рисунке ниже.
Расчет инвертирующего сумматора очень прост и основывается на принципе суперпозиции: суммарный выходной сигнал равен сумме отдельных составляющих:

Рассчитаем и произведем моделирование инвертирующего сумматора со следующими параметрами:
Для обеспечения требуемых «весов» , и выберем следущие номиналы резисторов из ряда Е96:

Результат моделирования приведен на рисунке ниже (картинка кликабельна).

Видим, что выходной сигнал проинвертирован и усилен в соответствии с выражением, приведенным выше. Однако стоит всегда помнить, что приведенное выше выражение верно для постоянных напряжений (либо же мгновенных значений переменного сигнала). Если же сдвинуть сигналы по фазе или если они будут обладать разной частотой, то результат будет совершенно другим. Аналитически его можно рассчитать, воспользовавшись формулами преобразования тригонометрических выражений (в случае, если мы имеем дело с синусоидальными сигналами). В качестве примера на рисунке ниже приведен результат моделирования инвертирующего сумматора для случая сдвинутых по фазе входных сигналов (изображение кликабельно).

Как видим, итоговый сигнал не превышает по амплитуде сигнал , а также имеет в начальной части артефакты, вызванные постепенным появлениями сигналов на входах.
Необходимо также помнить, что инвертирующий сумматор – по сути все тот же инвертирующий усилитель, и его входное сопротивление определяется величиной резистора в цепи обратной связи, поэтому его надо аккуратно применять в случаях, если источник сигнала имеет большое выходное сопротивление.

7. Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель предназначен для усиления разности сигналов, поступающих на его входы. Такое включение усилителей широко используется, например, для усиления сигнала с резистора-шунта-датчика тока. Что немаловажно, операционный усилитель в таком включении помимо, собственно, усиления сигнала, давит синфазную помеху.

Схема дифференциального усилителя приведена на рисунке.

Для дифференциального усилителя можно записать следующие выражения:

Решая эту систему уравнений, получаем

Если мы примем, что

то данное выражение упрощается и преобразуется в

Таким образом, коэффициент усиления дифференциального сигнала определяется отношением R2 к R1.

Эта формула (да и сама схема включения дифференциального усилителя) очень похожа на рассмотренный ранее случай инвертирующего усилителя в схеме с однополярным питанием. Действительно, все так и есть: схема инвертирующего усилителя с однополярным питанием и напряжением смещения есть частный случай дифференциального усилителя, просто в ней на один из входов подается не какой-то переменный сигнал, а постоянное напряжение.

Произведем моделирование схемы со следующими параметрами:

Результаты моделирования приведены на рисунке ниже (изображение кликабельно).

Как видим, разница между сигналами и в 5 мВ оказалась усиленной в 50 раз и стала 250 мВ.

Посмотрим теперь, как дифференциальный усилитель давит синфазную помеху. Для этого подключим к сигналам и общий генератор белого шума и произведем моделирование, его результаты представлены на рисунке (картинка кликабельна).

На верхней осциллограмме приведены сигналы и с добавленной помехой: самого сигнала уже даже не видно за шумами. На нижней осциллограмме приведен результат работы дифференциального усилителя. Поскольку помеха одна и та же для инвертирующего и неинвертирующего входа, дифференциальный усилитель ее убирает, и в результате мы имеем чистый сигнал, не отличающийся от случая без помехи.

Однако стоит все же помнить, что способность операционного усилителя давить синфазную помеху не бесконечна, данный параметр обычно приводится в документации на операционный усилитель. Кроме того, нельзя забывать и про величину входного сопротивления дифференциального усилителя со стороны инвертирующего входа: оно по-прежнему может быть невелико.

8. Источник тока

Операционный усилитель при определенном включении может работать как источник тока. Источник тока поддерживает постоянный ток вне зависимости от величины сопротивления нагрузки (в идеальном источнике нагрузка может быть вообще любая, в реальном – не больше какой-либо величины, пропорциональной максимально возможному напряжению, которое может сформировать на ней источник тока). Возможно как минимум две схемы источника тока на операционном усилителе: с плавающей нагрузкой и с заземленной нагрузкой. Схема источника тока с плавающей нагрузкой предельно проста и приведена на рисунке ниже
Как видим, на неинвертирующий вход подается опорное напряжение, а в роли нагрузки выступает один из элементов обратной связи. Величина тока при этом определяется следующим выражением

Однако все-таки чаще требуется, чтобы нагрузка была заземлена. В этому случае схема немного усложняется: потребуется дополнительный транзистор. Для этих целей лучше брать полевой транзистор: у биполярного транзистора токи коллектора и эмиттера немного отличаются из-за тока базы, что приведет к менее стабильной работе источника тока. Схема источника тока на операционном усилителе с заземленной нагрузкой приведена на рисунке ниже
Величина тока рассчитывается так:

Произведем расчет и моделирование источника тока со следующими параметрами:

Операционный усилитель LT1803
Величина силы тока
Величина сопротивления нагрузки

Для обеспечения заданных характеристик подойдут следующие номиналы сопротивлений резисторов:

Результат моделирования источника тока с заданными параметрами представлен на рисунке ниже (изображение кликабельно).

На рисунке приведено два графика. Верхний график показывает величину тока через сопротивление нагрузки, и она равна 10 мА. Нижний график показывает напряжение на нагрузке, оно равно 100 мВ. Попробуем теперь изменить сопротивление нагрузки: вместо 10 Ом возьмем 100 Ом и промоделируем (изображение кликабельно):

Как мы видим, через нагрузку течет все тот же самый ток в 10 мА: операционный усилитель отработал изменение нагрузки, повысив на ней напряжение, оно теперь стало равным 1 В. Но в реальности операционный усилитель не сможет поднимать напряжение бесконечно: оно ограничено напряжением источника питания (а зачастую еще и несколько меньше него). Что же будет, если задать сопротивление нагрузки слишком высоким? По сути, источник тока перестает работать. На рисунке ниже пример моделирования источника с сопротивление нагрузки в 1 кОм (изображение кликабельно).

Согласно графику, ток через нагрузку теперь уже никакие не 10 мА, а всего лишь 4 мА. При дальнейшем повышении сопротивления нагрузки ток будет все меньше и меньше.

Дополнительно по приведенным схемам источников тока на операционных усилителях надо отметить, что стабильность выходного тока в них зависит от стабильности напряжения , в связи с этим оно должно быть хорошо стабилизированным. Существуют более сложные схемы, которые позволяют уйти от этой зависимости, но в рамках данной статьи мы их рассматривать не будем.

9. Интегратор на операционном усилителе

Думаю, что все читатели знакомы с классической схемой интегратора на RC-цепочке:
Эта схема чрезвычайно широко используется на практике, однако имеет в себе один серьезный недостаток: выходное сопротивление этой схемы велико и, как следствие, входной сигнал может существенно ослабляться. Для устранения этого недостатка возможно использование операционного усилителя.

Простейшая схема интегратора на операционном усилителе, встречающаяся во всех учебниках, приведена на рисунке ниже.

Как видно из рисунка — это инвертирующий интегратор, т.е. помимо интегрирования сигнала, он меняет также и его полярность. Следует отметить, что это требуется далеко не всегда. Еще один серьезный недостаток этой схемы — конденсатор интегратора накапливает в себе заряд, который надо как-то сбрасывать. Для этого можно либо применять резистор, включенный параллельно с конденсатором (однако необходимо учитывать также его влияние на итоговый сигнал), либо же сбрасывать заряд с помощью полевого транзистора, открывая его в нужные моменты времени. По этой причине я решил рассмотреть более подробно другую схему интегратора с использованием операционного усилителя, которая, на мой взгляд, заслуживает больший практический интерес:
Как видно из рисунка, эта схема представляет собой классический интегратор на RC-цепочке, к которому добавлен повторитель на операционном усилителе: с помощью него решается проблема выходного сопротивления.

Интегратор можно также рассматривать как фильтр нижних частот. Частота среза АЧХ фильтра высчитывается по формуле

Тут стоит обратить внимание на один очень важный момент. Надо всегда помнить, что частота среза, рассчитанная выше, верна только для RC-цепочки и не учитывает частотных свойств самого операционного усилителя. Частотными свойствами операционного усилителя можно пренебречь, если мы попадаем в его рабочий диапазон частот, но если мы вдруг выйдем за него, то итоговая частотная характеристика схемы будет совсем не такой, как мы ожидали. Грубо говоря, если у нас RC-цепочка настроена на 1 МГц, а операционный усилитель позволяет работать до 100 МГц – все хорошо. Но если у нас цепочка на 10 МГц, а операционный усилитель работает до 1 МГц – все плохо.

В качестве примера рассчитаем ФНЧ со следующими параметрами частотой среза АЧХ в 1 МГц. Для такой частоты можно выбрать

Частота среза АЧХ
Операционный усилитель LT1803 (Максимальная частота 85 МГц)

Для заданной частоты среза АЧХ подойдут следующие номиналы сопротивления и емкости RC-цепочки:

Результат моделирования приведен на рисунке ниже (изображение кликабельно). На этом рисунке показаны две частотные характеристики: отдельно для RC-цепочки (красная линия) и для всей схемы целиком (RC-цепочка+операционный усилитель, зеленая линия).

Как видно из рисунка, красная и зеленая линии сначала совпадают, а начиная с определенной частоты зеленая идет вниз гораздо круче. Это как раз и объясняется тем, что на частотные свойства схемы начинает оказывать влияние уже сам операционный усилитель.

Ну и поскольку все-таки мы рассматриваем интегратор, то на следующем рисунке (кликабельно) приведена классическая картинка из учебников: интегрирование прямоугольных импульсов. Параметры интегратора те же, какие были в предыдущем моделировании частотной характеристики.

10. Дифференциатор на операционном усилителе

Схема простейшего дифференциатора на RC-цепочке известна ничуть не меньше, чем схема интегратора:
Эта схема имеет все тот же недостаток, связанный с высоким выходным сопротивлением, и для его устранения можно аналогичным образом применить операционный усилитель. Схема инвертирующего дифференциатора получается из схемы инвертирующего интегратора путем замены конденсаторов на резисторы и резисторов на конденсаторы, она приведена на рисунке ниже.
Однако и в этом случае более подробно рассмотрим другую схему, состоящую из классического дифференциатора на RC-цепочке и повторителя на операционном усилителе:
Если интегратор мы рассматривали как простейший фильтр нижних частот, то дифференциатор наоборот – фильтр верхних частот. Частота среза АЧХ считается все по той же формуле

В случае дифференциатора также нельзя забывать про частотные свойства самого операционного усилителя: здесь они выражены даже более ярко, чем в случае с интегратором. Как мы уже убедились в прошлом разделе, начиная с определенной частоты операционный усилитель работает как фильтр нижних частот, тогда как дифференциатор – это фильтр верхних частот. Вместе они будут работать как полосовой фильтр.

В качестве примера рассчитаем ФВЧ с частотой среза АЧХ равной тем же 1 МГц. Для такой частоты можно выбрать все те же номиналы компонентов, которые были в случае ФНЧ:

Результат моделирования приведен на рисунке ниже (картинка кликабельна). На этом рисунке показаны две частотные характеристики: отдельно для RC-цепочки (красная линия) и для всей схемы целиком (RC-цепочка + операционный усилитель, зеленая линия).

Как видно из рисунка, красная и зеленая линии сначала совпадают, а начиная с определенной частоты, зеленая линия идет резко вниз, тогда как красная линия, отражающая работу непосредственно самой RC-цепочки, горизонтальна.

Работа дифференциатор при подаче на его вход прямоугольных импульсов приведена на рисунке ниже (изображение кликабельно).

Заключение

В данной статье мы рассмотрели десять наиболее часто встречающихся схем на операционных усилителях. Операционный усилитель – мощный инструмент в умелых руках, и количество схем, которые можно создать с его помощью, конечно, многократно превосходит то, что было рассмотрено, однако, надеюсь, данный материал будет кому-то полезен и поможет более уверенно использовать этот компонент в своих разработках. Полезные ссылки

Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: — Изд. 2-е. — М.: Издательство БИНОМ — 2014. — 704 с
Картер Б., Манчини Р. Операционные усилители для всех — М.: Издательский дом «Додэка — XXI» — 2011. — 509 с
LT1803

LM358P, Двухканальный операционный усилитель с однополярным питанием, 3В…32В [DIP-8]

Описание

Данное устройство состоит из четырех независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления и частотной коррекцией, которые предназначены для работы от однополярного питания с широким диапазоном напряжений. Работа от биполярного питания так же возможна, если разница между двумя источниками находится в промежутке между 3В и 32В, и значение VCC больше значения входного синфазного напряжения, как минимум на 1.5В. Низкий уровень утечки тока источника питания не зависит от величины напряжения питания.

• Широкий диапазон входного напряжения
• Маленький сток тока питания, независимо от напряжения питания
• Диапазон входных синфазных напряжений включает заземление для прямого зондирования около земли
• Низкие уровни входного смещения и смещения параметров
• Внутренняя частотная коррекция

Технические параметры

Тип усилителя	общего применения
Кол-во каналов	2
Скорость нарастания выходного сигнала, В/мкс	0.3
Частота единичного усиления, МГц	0.7
Токовое смещение на входе, нА	20
Напряжение смещения на входе, мкВ	3000
Ток собственного потребления, мА	1
Выходной ток на канал, мА	30
Напряжение питания однополярное(+)/двуполярное (±), В	+3…32, ±1.5…16
Рабочая температура, °C	0…+70
Корпус	DIP-8 (0.300 inch)
Вес, г	1

Техническая документация

Дополнительная информация

Datasheet LM358P
SMD справочник
Типы корпусов импортных микросхем

Схема для светодиода на LM358 — танцы с бубном

Везде в интернете ходит схема для запитки мощного светодиода с применением регулятора тока на микросхеме LM358. Идея хорошая — позволяет на дешевой рассыпухе собрать замену дорогому драйверу, но схемотехника — шлак полный. Прокарячившись некоторое время, пришлось всё таки подключать осциллограф, заодно начал и экспериментировать. Сразу несколько выводов — LM358 не применять, применяем LM393. Транзистор мосфет явно гораздо лучше чем любой биполярный.

Схема собрана и отлажена. В скобках указаны установленные номиналы. Транзистор лучше брать мощный мосфет, с как можно меньшим сопротивлением канала, в корпусе SOT23. На али очень дёшевы транзисторы AO3400 , AO3404 и так далее. У указанных транзисторов напряжение открытия около 1 вольта – это важно! При применении биполярного транзистора – выбираем его, по как можно меньшему напряжению насыщения коллектор-эмиттер – например 2N5551 – напряжение насыщения у него 0.3 вольт. Применяем именно компаратор LM393 – по причине меньшего напряжения на выходе у LM358 – это будет влиять при применении биполярного транзистора. На диоде 1N4148 падение напряжения при токе чуть больше 1 мА равно 0.600 вольта . Исходя из этого образцового напряжения, проводим расчет напряжения делителя для отключения схемы при разряде АКБ до выбранного вами вольтажа – у меня выбрано 3.3 вольт. Напряжение на центральном контакте подстроечного резистора должно быть равно падению напряжения на резисторе от истока мосфета на корпус при выбранном вами токе через светодиод.

Требуется ток 300 мА через светодиод. Имеем резистор номиналом 0.5 ома.

0.5 ома x 0.3 ампера = 0.15 вольт падение напряжения на резисторе в истоке мосфета.

Следовательно на центральном контакте подстроечного резистора должно быть так же 0.15 вольт. Этот пример — для расчета делителя из резисторов при установке в случае отсутствия подстроечного резистора или если вы хотите уменьшения габаритов платы.

Расчет делителя для выключения схемы при разряде АКБ до выбранного напряжения

Выбираем напряжение отключения схемы = 3.4 вольта . Общее сопротивление делителя возьмём около 100 ком – для уменьшения энергопотребления схемы .
3.4 вольта / 100 ком = 0.034 вольта на 1 ком делителя При напряжении АКБ = 3.4 вольта напряжение на выходе делителя должно быть равно напряжению падения на диоде 1N4148 для срабатывания компаратора = 0.600 вольт.

Выберем нижний резистор делителя = 20 ком. 0.034 вольт на 1 ком х 20 ком = 0.68 вольт — слишком много, выберем номинал вместо 20 ком например – 18 ком. Проверка – 18 ком х 0.034 вольт на 1 ком = 0. 612 вольт Почти попали в стандартный ряд резисторов – так и оставим, тогда верхний резистор делителя будет равен 100 ком – 18 ком = 82 ком. При установке первых попавшихся этих резисторов получаем напряжение отключения с небольшим разбросом от выбранного нами напряжения отключения схемы при разряде АКБ .

Введение в LM358 — Инженерные проекты

Всем привет! Я надеюсь, что вы все будете в полном порядке и весело проведете время. Сегодня я собираюсь поделиться своими знаниями о Introduction to LM358. LM-358 состоит из двух независимых операционных усилителей с частотной компенсацией и высоким коэффициентом усиления. Они специально разработаны для работы от однополярного или раздельного питания в широком диапазоне напряжений. У LM-358 есть много удивительных особенностей, связанных с ними. Эти особенности включают в себя широкий диапазон питания, низкий потребляемый ток питания, независимый от напряжения питания, широкую полосу пропускания с единичным усилением, заземление включает в себя диапазон входного синфазного напряжения I, низкое входное смещение, усиление дифференциального напряжения разомкнутого контура, компенсацию внутренней частоты и т. Д.LM 358 имеет множество реальных приложений, например, Схемы операционных усилителей (ОУ), усилители преобразователей, блоки усиления постоянного тока и т. Д. LM-358 доступен в таком маленьком размере, как микросхема. Это наиболее часто используемое устройство из-за его экономической эффективности. [Otw_is sidebar = otw-sidebar-7]

Введение в LM358

LM 358 состоит из двух независимых операционных усилителей с частотной компенсацией с высоким коэффициентом усиления (ОУ). Они предназначены для работы этого устройства от однополярного или раздельного питания в широком диапазоне напряжений.Реальные приложения LM-358 включают блоки усиления постоянного тока, активные фильтры, усилитель-преобразователь, схему операционного усилителя и т. Д. Более подробная информация о LM 358 будет дана позже в этом руководстве.

1. Распиновка LM358

LM 358 имеет в общей сложности восемь (8) контактов, каждый из которых выполняет различные функции.
Все выводы вместе с их порядковыми номерами приведены в таблице ниже.

2. Конфигурация контактов LM358

Правильно обозначенная схема контактов любого устройства улучшает положение пользователя.
Я сделал полностью маркированную схему диода LM-358 вместе с его анимацией.
Полная распиновка вместе с анимацией, символьным представлением и реальным изображением LM 358 показана на рисунке ниже.

3. Пакеты LM358

LM 358 имеет четыре (4) различных типа пакетов DSBGA, PDIP, TO-CAN и SOT-23 (5).
Все эти упаковки вместе с их размерами и номерами деталей приведены в таблице, приведенной ниже.

4. LM358 Символическое представление

Символическое обозначение устройства показывает его внутреннюю схему.
LM 358 показано на рисунке ниже.

5. Номинальные значения LM358

Номинальные значения напряжения, тока и мощности любого устройства показывают его потребляемую мощность, то есть количество тока и напряжения, достаточное для его работы.
Я указал значения тока, мощности и напряжения LM-358 в приведенной ниже таблице.

6. Преимущества LM358

LM-358 имеет несколько различных преимуществ, некоторые из которых приведены ниже.
Нет необходимости в двойном питании.
Совместимость со всеми формами логики.
Два операционных усилителя с внутренней компенсацией.
Потребляемая мощность, подходящая для работы от аккумулятора.
Прямое обнаружение вблизи земли.

7. Приложения LM358

LM 358 имеет широкий спектр реальных приложений, некоторые из основных приложений приведены ниже.
блоков усиления постоянного тока.
Общая обработка сигналов.
Преобразователи-усилители.
Общее усиление сигнала.
Активные фильтры.
Схемы операционных усилителей.
Измерительные преобразователи с токовой петлей от 4 до 20 мА.

7. LM358 Proteus Simulation

Я также разработал Proteus Simulation для LM358, который даст вам лучшее представление о его работе.
В этом моделировании я спроектировал небольшую схему автоматического включения и выключения светодиода в зависимости от значения LDR.
Изображение показано на рисунке ниже:

Вы можете видеть на рисунке выше, что я подключил LDR к входным контактам, а светодиод подключен к выходному контакту LM358.
Теперь, когда LDR не горит, светодиод останется выключенным, но когда LDR станет светом, светодиод также включится.
Переменный резистор используется для определения чувствительности.
На изображении ниже я показал его состояние ВКЛЮЧЕНО:

На рисунке выше вы можете видеть, что теперь светодиод включен, потому что LDR находится в состоянии СВЕТ.
Вы можете загрузить это LM358 Proteus Simulation, нажав кнопку ниже:

[dt_button link = «https://www.theengineeringprojects.com/ElectronicComponents/Introduction to LM358.rar» target_blank = «false» button_alignment = «default» animation = «fadeIn» size = «medium» bg_color_style = «default» bg_hover_color_style = «default» text_color_style = «default» text_hover_color_style = «default» icon = «fa fa-chevron-circle-right» icon_align = «left»] Загрузить Proteus Моделирование [/ dt_button]

Итак, это все из учебника Introduction to LM358. Надеюсь, вам понравился этот урок. Если у вас есть какие-либо проблемы, вы можете спросить меня в комментариях в любое время, даже не колеблясь. Я постараюсь как можно лучше разобраться с вашими проблемами, если это возможно. Наша команда также работает круглосуточно и без выходных. Я изучу дополнительные микросхемы и диоды в моем следующем руководстве и обязательно поделюсь ими с вами. Итак, а пока, будьте осторожны 🙂

Двойные операционные усилители с однополярным питанием

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj / Title (LM358 — Двойные операционные усилители с однополярным питанием) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > поток 2019-07-23T10: 26: 23-07: 00BroadVision, Inc.2020-04-21T15: 46 + 02: 002020-04-21T15: 46 + 02: 00 Приложение Acrobat Distiller 18.0 (Windows) / pdf

LM358 — Отдельная поставка Сдвоенные операционные усилители

s2190c

Использование схемных решений, усовершенствованных для Quad Operational Усилители, эти сдвоенные операционные усилители отличаются низким энергопотреблением, диапазон входного синфазного напряжения, простирающийся до земли / VEE, и однополярное или раздельное питание.Серия LM358 — это эквивалентно половине LM324. Эти усилители имеют несколько явных преимуществ перед стандартными. типы операционных усилителей в приложениях с однополярным питанием. Они могут работают при напряжении питания от 3,0 В до 32 В, с токи покоя около одной пятой от тех, которые связаны с MC1741 (в расчете на усилитель). Диапазон входного синфазного сигнала включает отрицательную подачу, тем самым устраняя необходимость в компоненты внешнего смещения во многих приложениях.Выходное напряжение Диапазон также включает отрицательное напряжение источника питания.

uuid: 72be8653-8b88-4ee9-89eb-441cd65251feuuid: d15cdafc-916c-4c34-9a01-e078241ceaeePrint конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > поток HWMs8 # E- @ kvk ٙ INK9d @ K) Ii 6

5 Простые инструкции по применению [Видео]

Введение

LM358 — это интегральная схема с двойным операционным усилителем малой мощности.Он подходит для одиночного источника питания с широким диапазоном напряжения источника питания, а также подходит для режима двойного источника питания. В рекомендуемых условиях эксплуатации ток питания не зависит от напряжения питания. В этой статье будет представлена схема с использованием LM358.

Основные свойства операционного усилителя, объясненные с использованием двойного операционного усилителя LM358

Каталог

I Цепь одиночного источника питания на двойной ток

На рисунке 2 показана схема, состоящая из операционного усилителя, который преобразует одиночный источник питания в двойной ток.Преобразуйте напряжение 40 В постоянного тока в напряжение постоянного тока ± 15 В. При токе нагрузки 200 мА стабильность напряжения составляет не менее 0,1%. Схема состоит из делителя напряжения, повторителя напряжения и параллельного регулятора. Делитель напряжения состоит из R1, RW и R3, которые делят постоянный ток 40 В. И ток передается на синфазный входной терминал через RW. Поскольку операционный усилитель подключен к заземляющему проводу, операционный усилитель образует цепь повторителя напряжения через соединение B-E между VT1 и vt2.VT1 и VT2 — это регуляторы напряжения -15В и + 15В соответственно. Падение напряжения, создаваемое выходом операционного усилителя на R3, действует как напряжение смещения эмиттерного перехода VT1 и VT2, так что VT1 и VT2 находятся в проводящем состоянии. Регулируя стрелу RW, можно регулировать положительное и отрицательное выходное напряжение. При использовании этой схемы входная мощность постоянного тока должна быть плавающей, то есть ни один конец не может быть заземлен.

Рисунок 1. Схема одинарного источника питания для двойного тока

II Схема автоматического стабилизированного источника питания переменного тока

Это полностью автоматический стабилизированный источник питания переменного тока, управляемый сервосистемой переменного тока.Когда изменение выходного напряжения вызвано изменением входного напряжения или нагрузки, схема может быстро и автоматически регулировать и стабилизировать выходную электрическую корзину при 220 В. Диапазон входного напряжения переменного тока 165-245В; максимальная выходная мощность 3000Вт, максимальный выходной ток 3,6А; а эффективность работы блока питания более 98%. Схема показана на рисунке ниже.

Рисунок 2. Схема автоматического стабилизированного источника питания переменного тока

III Цепь H сильноточная L inear V oltage D ivider D ivider ivider ivider ivider состоит из LM317 и LM358.
LM358 — универсальный интегрированный операционный усилитель с одним источником питания. LM317 — это встроенный трехконтактный стабилизатор с регулируемым положительным напряжением. LM358 подключен к повторителю напряжения, и выходное напряжение соответствует выходному напряжению V0 делителя напряжения. Входное сопротивление повторителя напряжения Ri≥400 МОм (Ri эквивалентно сопротивлению нагрузки RL делителя напряжения), а выходное сопротивление R0≤1Ω. Он удовлетворяет условию (RL / R) → ∞ (R — номинальное сопротивление цифрового потенциометра), поэтому нелинейность нагрузочной характеристики датчика принципиально устранена.
Рисунок 3. Схема сильноточного линейного делителя напряжения
Поскольку LM317 обладает отличными характеристиками стабилизации напряжения (скорость регулирования тока составляет около 0,3%), току контура нагрузки I ‘0 разрешено изменяться от нуля до максимального выходного тока LM317. Максимальный выходной ток обычного LM317 колеблется от 100 мА до нескольких ампер.
Таким образом, такая конструкция не только принципиально устраняет нелинейность нагрузочных характеристик делителя напряжения, но также решает проблему слабой нагрузочной способности делителя напряжения.
IV High-end C urrent D etection C ircuit
Прямая передача напряжения с резистора выборки на однокристальный микрокомпьютер AD имеет два недостатка. . Во-первых, когда ток мал, напряжение на обоих концах резистора выборки мало, и аналого-цифровому преобразователю может потребоваться более высокая чувствительность для его обнаружения. Во-вторых, поскольку это обнаружение низкого уровня, выход и вход источника питания не могут быть заземлены вместе, и это повлияет на стабильность выходного напряжения.(Регулируемый выход = напряжение резистора выборки + фактическое выходное напряжение)
Таким образом, схема обнаружения высокого класса разработана следующим образом:
Рисунок 4. Схема определения тока высокого уровня
В 1 кГц Wien Bridge Генератор сигналов
На рисунке 1 показан генератор сигналов 1 кГц, состоящий из двойных операционных усилителей LM358 и Rl ~ R15, Cl ~ C5 и другие компоненты.
Рисунок 5.Генератор сигналов моста Вина, 1 кГц,
Слабый сигнал частотой 1 кГц, генерируемый мостом Вина (C2, C3, R4 и R6), усиливается Al, а затем используется в качестве буферного усиления двумя операционными усилителями A2 и A3. Выход двух операционных усилителей инвертируется, что приводит к преобразованию несимметричного сигнала в двусторонний балансный выход.
Лист данных на компоненты
Лист данных LM358
FAQ
LM358 — это микросхема с двумя операционными усилителями, интегрированная с двумя операционными усилителями, питаемыми от общего источника питания.Его можно рассматривать как половину четырехъядерного ОУ LM324, содержащего четыре ОУ с общим источником питания. Диапазон дифференциального входного напряжения может быть равен диапазону напряжения источника питания.
LM358 может использоваться в качестве усилителя преобразователя, блока усиления постоянного тока и т. Д. Он имеет большое усиление постоянного напряжения 100 дБ. Эта ИС может работать с широким диапазоном источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.
Почему lm358 используется в ИК-датчике?
IC Lm358 используется в качестве компаратора, когда ИК-приемник воспринимает ИК-излучение. Когда o / p lm358 становится высоким, тогда загорается светодиод, подключенный к o / p. Выходной контакт IC LM358 используется для взаимодействия с микроконтроллером PIC.
IC LM358– LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе.Важной особенностью этой ИС является то, что нам не требуется независимый источник питания для работы каждого компаратора для широкого диапазона источников питания. LM358 может использоваться как усилитель преобразователя, блок усиления постоянного тока и т. Д.
В чем разница между lm358n и lm358p?
Суффикс обозначает код упаковки производителя. Буква «N» используется большинством производителей для обозначения 8-выводного пластикового корпуса. Буква P используется некоторыми производителями для пластиковых 8-выводных корпусов.Raven Luni прав, разницы между двумя устройствами НЕТ, только производители.
Как узнать, сломан ли мой операционный усилитель lm358?
Измерьте напряжение постоянного тока на входе +. затем измерьте напряжение постоянного тока на выходе. если результаты существенно отличаются, скорее всего, выстрелил в операционный усилитель. если они такие же, операционный усилитель, скорее всего, в порядке, а проблема в другом.
В чем разница между lm386 и lm358？
LM386 — это полноценный усилитель мощности звука, LM358 — двойной операционный усилитель.При использовании LM358, например. в качестве предварительного усилителя вам потребуется отдельный усилитель мощности.
В операционном усилителе с двойным питанием клемма V + на операторе получает положительное напряжение, а клемма V- подключается к отрицательному напряжению. Следовательно, любой входной сигнал, подаваемый в операционный усилитель, может колебаться от источника положительного напряжения к источнику отрицательного напряжения.
Ниже приводится список интегральных схем серии LM…. Серия LM возникла на основе интегральных схем производства National Semiconductor. Префикс LM означает линейный монолитный и относится к аналоговым компонентам, интегрированным в единый кремний.
Как импортировать lm358 в LTspice?
1. Загрузите файл модели и разархивируйте.
2. Поместите файл .cir в ту же папку, что и схему.
3. Поместите на схему символ «opamp2».
4. Измените значение opamp2 на LMX58_LM2904.
5. Поместите директиву на схему «. Lib LMx58_LM2904. CIR» без кавычек.
Конфигурация выводов микросхемы LM358 и ее применение
Микросхема или интегральная схема — это маленький черный чип, основа современной электроники, а также важный компонент многих электронных схем. Применение интегральных схем связано с каждой электронной платой, встроенными системами и различными электронными проектами. Интегральная схема — это набор различных электрических и электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, транзисторы.Все эти компоненты объединены в единую микросхему. Они доступны в различных формах, таких как таймеры 555, одноконтурные логические вентили, микропроцессоры, микроконтроллеры, регуляторы напряжения и операционные усилители, такие как IC 741, LM324 IC, LM358 IC, LM339 IC и многие другие. Пожалуйста, перейдите по ссылке ниже, чтобы узнать больше об операционных усилителях: Конфигурация выводов микросхемы операционного усилителя, работа и особенности.
LM358 IC
Что такое LM358 IC?
Микросхема LM358 — это отличная, малопотребляющая и простая в использовании двухканальная микросхема операционного усилителя. Он разработан и внедрен национальным полупроводником.Он состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной компенсацией. Эта ИС специально разработана для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Микросхема LM358 доступна в корпусе размером с микросхему, и применение этого операционного усилителя включает в себя обычные схемы операционных усилителей, блоки усиления постоянного тока и усилители преобразователей. LM358 IC — хороший стандартный операционный усилитель, подходящий для ваших нужд. Он может работать с питанием 3-32 В постоянного тока и источником до 20 мА на канал.Этот операционный усилитель подходит, если вы хотите использовать два отдельных операционных усилителя для одного источника питания. Он доступен в 8-контактном корпусе DIP

Микросхема LM358
Конфигурация выводов LM358 IC
Схема выводов микросхемы LM358 состоит из 8 выводов, из которых
Вывод-1 и вывод-8 отключены. компаратор
Выводы 2 и 6 инвертируют i / ps
Выводы 3 и 5 не инвертируют i / ps
Вывод 4 — вывод GND
Вывод 8 — VCC +
Вывод LM358 IC Конфигурация
Особенности LM358 IC
Особенности LM358 IC:
Он состоит из двух операционных усилителей внутри и с частотной компенсацией для единичного усиления
Большое усиление по напряжению составляет 100 дБ
Широкая полоса пропускания составляет 1 МГц
Диапазон из широких источников питания включает одинарные и двойные источники питания
Диапазон одинарных источников питания от 3В до 32В
Диапазон двойных источников питания от + или -1.От 5 В до + или -16 В
Потребляемый ток очень низкий, т. Е. 500 мкА
2 мВ низкое напряжение смещения i / p
Диапазон синфазного напряжения i / p включает землю
Напряжение источника питания и дифференциальное напряжение i / p p напряжения аналогичны
o / p размах напряжения большой.
Применение микросхемы LM358
Схема датчика темноты на основе микросхемы LM358
Эта микросхема датчика темноты LM358 используется для тестирования светозависимого резистора, фотодиода и фототранзистора.Но вам нужно заменить фотодиод и фототранзистор вместо LDR. Схема датчика темноты с использованием LDR и LM358 IC показана ниже. Необходимые компоненты для построения следующей схемы: LDR, LM358 IC, батарея 9V, резисторы R1-330R, R2-1K, R3-10K, переменный резистор VR1-10K, транзистор Q1-C547.
Цепь датчика темноты
В следующей простой цепи датчика темноты. Если вы остановите свет, падающий на резистор, зависящий от света, то сразу же LM358 IC включает светодиод.
Когда фотодиод помещается в LDR, он сразу срабатывает.В зависимости от уровня освещения в вашей комнате вам необходимо отрегулировать переменный резистор, чтобы отрегулировать чувствительность схемы.
Когда фототранзистор помещается в LDR, он сразу срабатывает. В зависимости от уровня освещения в вашей комнате вам необходимо отрегулировать переменный резистор, чтобы отрегулировать чувствительность схемы.
LM358 Схема аварийной сигнализации на основе ИС
Следующая схема представляет собой схему аварийной сигнализации, которая используется от дома до автомобилей. Основное применение этой схемы — в автомобилях в качестве противоугонной сигнализации.В этой схеме в качестве датчика удара используется пьезоэлектрический датчик, который должен быть закреплен на двери, которую вы должны охранять. Здесь LM358 подключен как инвертирующий триггер Шмитта. Пороговое напряжение схемы может быть установлено через port1. Резистор R1 используется как резистор обратной связи.
Цепь аварийного сигнала
Когда пьезоэлектрический датчик не активирован, то КПД датчика будет низким. При срабатывании пьезоэлектрического датчика значение o / p датчика становится высоким и активируется триггер Шмитта.Затем он издает звук зуммера. Звук зуммера иногда напоминает звуковой сигнал, даже если вибрация отключена. Потому что, когда инвертирующий вход увеличивается, это немного влияет на активацию LM358 IC, и состояние не может быть легко инвертировано.
Аккумулятор на 3 В используется в качестве источника питания в указанной выше цепи.
Осторожно подключите датчик к поверхности, где бы вы его ни расположили.
Всегда лучше располагать датчик рядом с ручкой двери.
Регулирующий резистор R2 для получения необходимой чувствительности.
Разработайте схему, используя необходимые компоненты на обычной плате хорошего качества или печатной плате.
Используйте держатель IC для увеличения IC.
Преимущества LM358 IC
Два операционных усилителя с внутренней компенсацией
Два ОУ с внутренней компенсацией
Устраняет необходимость в двух источниках питания
Обеспечивает прямое измерение, близкое к GND и VOUT
Хорошо подходит для всех методов логика
Расход энергии, необходимый для работы аккумулятора
Таким образом, речь идет об операционном усилителе LM358, работе микросхемы LM358, конфигурации выводов микросхемы и ее приложениях.Мы надеемся, что вы получили лучшее представление об ИС LM358. Кроме того, любые вопросы относительно этого проекта или проекта операционного усилителя, пожалуйста, дайте свой отзыв, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вопрос для вас, какова функция LM358 IC?
Источники фото:
ECSTUFF4U для инженера-электронщика: Распиновка LM358 | Введение | Конфигурация | Особенности | Пакеты | Преимущества
Как мы знаем, доступны в различных формах таймеры 555, одиночные логические вентили, микроконтроллер, микропроцессор, регулятор напряжения и операционные усилители, такие как различные микросхемы IC LM741, LM7805, LM35, LM324 IC, LM339 IC, LM358 и многие другие микросхемы. доступны.Здесь мы должны узнать или рассказать об IC LM358, потому что она имеет низкое энергопотребление и простую в использовании двухканальную ИС операционного усилителя. Эта ИС разработана специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Это хороший стандартный операционный усилитель, и, самое главное, эта микросхема подходит для ваших нужд. Микросхема LM358 доступна в небольшом размере в виде микросхемы. Эта ИС чаще всего используется в устройстве из-за ее экономической эффективности. Давайте подробно рассмотрим введение, распиновку, конфигурацию, особенности, пакеты, преимущества, применение LM358.

Введение в LM358:
LM358 состоит из двух независимых компенсированных операционных усилителей с высокой частотой усиления. LM 358 IC доступна в дешевом корпусе, поэтому ее необходимо использовать в реальных приложениях, включая блок усиления постоянного тока, конструкцию обычных схем OP-AMP, активные фильтры, усилитель преобразователя. LM358, особенности, приложения, преимущества, конфигурация контактов LM358, а также некоторые реальные применения LM358.Поэтому вам нужно изучить несколько различных идей, связанных с вашим проектом, вы — подходящее место для изучения.
Распиновка LM358:
LM 358 имеет в общей сложности восемь (8) контактов, каждый из которых выполняет различные функции.
Выводы 1 и 8 являются выходом компаратора.
Контакты 2 и 6 являются инвертирующими входами.
Контакты 3 и 5 — неинвертирующие входы.
Pin-4 — это клемма GND.
Pin-8 — это VCC +.
Конфигурации выводов LM358:
Здесь я должен представить полную схему контактов вместе с полной анимацией.
Правильно обозначенная схема контактов любого устройства улучшает положение пользователя, поэтому пользователи могут легко понять конфигурацию контактов.
Полная распиновка вместе с анимацией, реальным изображением LM358 и символическим представлением показаны на рисунке ниже.

Особенности LM358 IC:
Он состоит из 2-х OP-AMP внутри.
Сильное колебание выходного напряжения.
Большое усиление постоянного напряжения составляет около 100 дБ.
Более широкая полоса пропускания в 1 МГц (с температурной компенсацией).
Потребляемый ток питания очень низкий.
Более широкий источник питания в одном блоке питания составляет от 3 В до 32 В, в то время как сдвоенный блок питания составляет от + или-1,5 В до + или — 16 В.
Низкое входное напряжение смещения 2 мВ.
Диапазон входного синфазного напряжения включает землю.
Диапазон входного дифференциального напряжения аналогичен напряжению источника питания.
Внутренняя частотная компенсация для единичного усиления.
Выходы с защитой от короткого замыкания.
Температура паяльника в 260 C.
Доступный пакет: TO-99, SOIC, DSBGA, CDIP.
Доступен пакет TO-CAN, SOT-23 (5), DSBGA, PDIP. все эти упаковки вместе с их размерами и номером детали приведены ниже:
ПАКЕТОВ:
ПДИП (8) — 9,81 𝝬 6,35 и блок —
мм
DSBGA (8) — 1,31 1.31 и блок —
мм
TO-CAN (8) — 9,08 𝝬 9,09 и единица измерения —
мм
SOIC (8) — 4,90 𝝬 3,91 и единица —
мм
Преимущества LM358 IC:
Два операционных усилителя с внутренней компенсацией.
Обеспечивает прямое обнаружение вблизи GND и VOUT.
Хорошо подходит для всех методов логики.
Источники питания, подходящие для работы от аккумуляторной батареи.
Два с внутренней компенсацией для OP-AMP.
Устраняет необходимость в двойных расходных материалах.
LM358 имеет широкий спектр реальных приложений, мы должны представить основные приложения LM358, перечисленные ниже:
Его необходимо использовать в блоке усиления постоянного тока.
Может использоваться преобразование сигнала.
Используется для активных фильтров.
Датчик токовой петли от 4 до 20 мА.
Его также можно использовать в усилителях-преобразователях в реальных приложениях.
Эту микросхему также можно использовать в рабочих схемах.
Его необходимо использовать в реальных приложениях, таких как цепи аварийной сигнализации и цепи датчиков темноты.
Простая схема аварийной сигнализации разряда с использованием LM358:
Цепь аварийной сигнализации с использованием LM358 очень проста в проектировании, и ее можно использовать во многих домашних автомобилях.
Основное применение этой схемы — это противоугонная сигнализация в автомобилях. В этой схеме пьезоэлектрический датчик используется в качестве датчика удара, который должен быть установлен на двери, которую вы должны охранять.
Здесь, показанный на рисунке, LM358 подключен к инвертирующему триггеру Шмитта. Порт R1 устанавливает пороговое напряжение цепи. R1 используется как резистор обратной связи.
Когда пьезоэлектрический датчик не активирован, выходной сигнал пьезоэлектрического датчика будет низким, как и выходной сигнал ИС. Таким образом, в то время, когда выходной сигнал датчика высокий и активируется как триггер Шмитта. Затем он издает звук зуммера.
Зуммер продолжает издавать звуковой сигнал в течение некоторого времени даже после отключения вибрации.Это связано с тем, что при срабатывании микросхемы LM358 вход инвертирования мало влияет и состояние не может быть легко инвертировано. Поэтому надежно закрепите датчик на поверхности, где бы вы его ни разместили, и всегда хорошо размещать датчик рядом с дверной ручкой.
Итак, здесь этот рисунок должен использовать 3-вольтовую батарею в качестве источника питания и регулировать регистр R2 для получения необходимой чувствительности.
Выводы:
Здесь этот пост дает всю информацию об IC LM 358, такую как распиновка, конфигурации контактов, приложения, преимущества, особенности, а также реальные приложения.Мы надеемся, что вы все понимаете эту тему. Кроме того, вопросы, касающиеся вашего проекта, просьба оставлять отзывы, комментируя их в разделах комментариев.
Проведение экспериментов с LM358
В этом проекте сделана схема, которая может включать устройство, когда на него падает свет . Для этого я буду использовать LM358 IC, который является операционным усилителем. Я сделал схему с LDR и еще несколькими компонентами. Но когда я заменяю LDR фотодиодом, фототранзистором и транзистором (L14F1), моя схема работает хорошо, не меняя никаких других компонентов.Прежде чем разобраться в схеме, которую я разработал, сначала давайте взглянем на компоненты, используемые в схеме.
]]>]]>
1. IC LM358 — LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе. Важной особенностью этой ИС является то, что нам не требуется независимый источник питания для работы каждого компаратора для широкого диапазона источников питания. LM358 может использоваться в качестве усилителя преобразователя, блока усиления постоянного тока и т. Д. Он имеет большое усиление постоянного напряжения 100 дБ.Эта ИС может работать с широким диапазоном источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.
Конфигурация выводов ИС показана ниже —
Рис.1: Конфигурация контактов IC LM358
Из рисунка выше видно, что операционный усилитель имеет два входа и один выход в одном независимом LM358. Входы находятся на выводах 2 (отрицательный вывод) и 3 (положительный вывод), положительный вывод используется для положительной обратной связи, а отрицательный вывод используется для отрицательной обратной связи.В идеальных условиях, когда обратная связь не применяется, коэффициент усиления операционного усилителя должен быть бесконечным. Когда напряжение на контакте 2 больше, чем напряжение на контакте 3, выходное напряжение будет увеличиваться в сторону максимального положительного значения, а небольшое увеличение на отрицательном контакте по сравнению с положительным контактом снизит выходной сигнал до отрицательного максимума. Эта особенность операционного усилителя делает его пригодным для определения уровня.
2. LDR — LDR — это устройство, чувствительность которого зависит от интенсивности падающего на него света.Сопротивление LDR уменьшается, когда интенсивность падающего на него света увеличивается, и наоборот (сопротивление увеличивается, когда интенсивность падающего на него света уменьшается). В темноте или в отсутствие света LDR демонстрирует сопротивление в диапазоне мегаомов, которое уменьшается до нескольких сотен Ом в присутствии яркого света.
Испытания LDR
LDR можно проверить с помощью мультиметра. Держите мультиметр в области измерения сопротивления или сопротивления. Когда вы закрываете LDR, его сопротивление будет очень высоким, а когда вы поместите его на свет, оно уменьшается.Это явление указывает на правильную работу LDR. Мы используем это свойство LDR, чтобы убедиться, что ваша LDR работает правильно. Датчик, поскольку при переменном освещении можно получить переменное падение напряжения.
3. Фотодиод — Фотодиоды преобразуют свет в ток или напряжение в зависимости от режима работы. Это PN-переход или структура PIN. Когда фотон с достаточной энергией попадает в диод, он создает свободный электрон и дырку. Теперь дырки движутся к аноду, а электроны — к катоду, и создается фототок.
Тестирование фотодиода
Проверить это можно с помощью мультиметра. Поместите мультиметр в диапазон мВ. Теперь наденьте провод мультиметра на провода фотодиода. Снимайте показания как в темноте, так и при свете. Он показывает отклонение при чтении в светлое и темное время суток (в темноте чтение будет больше), чем ваш фотодиод работает нормально.
4. Фототранзистор -Фототранзистор представляет собой датчик света, аналогичный базовому транзистору, но имеет прозрачную крышку.Фототранзисторы обеспечивают гораздо лучшую чувствительность, чем фотодиоды. Фототранзистор имеет большую базовую область, чем коллектор, по сравнению с другим транзистором. Их изготавливают диффузионным методом или методом имплантации железа. Фототранзистор работает в активной области. Обычно его основание оставляют открытым, чтобы почувствовать, как на него падает свет. Когда свет падает на его основание, он вызывает образование пары электронных дырок. Это явление в основном происходит в коллекторном переходе с обратным смещением, поскольку электронно-дырочная пара электрического поля перемещается и обеспечивает ток базы, заставляя электрон инжектироваться в эмиттер.
Тестирование фототранзистора
Проверить фототранзистор можно с помощью мультиметра. Установите мультиметр в область измерения сопротивления, затем подключите провода мультиметра к коллектору и эмиттеру. Теперь проливаем свет на фототранзистор и убираем свет. Вы можете видеть, что отклонение показаний мультиметра при освещении невелико по сравнению с темнотой. Если это явление происходит, то вы можете сказать, что ваш фототранзистор исправен. Вы также можете использовать транзистор L14F1 вместо фототранзистора, и процесс проверки аналогичен тому, как мы проверяли фототранзистор.
Всегда рекомендуется проверять компоненты перед использованием.
Применение схем
— Схема, которую я сделал, может использоваться как датчик темноты или датчик света с очень небольшой модификацией. Поэтому вы используете его как контуров безопасности , как в охранной сигнализации , утренней сигнализации , волшебный глаз , багажной сигнализации , или она будет светиться в темноте или выключать свет утром и т. Д. В соответствии с вашим приложением .
— На принципиальной схеме я использовал светодиод, чтобы показать выход. Вы также можете использовать реле вместо светодиода для подключения зуммера или любого внешнего компонента, такого как лампочка, дверной звонок и т. Д.
Рабочий контур
Работа схем очень проста, поскольку мы знаем, что LM358 сравнивает напряжение, подаваемое на входной контакт, и выдает вам выходной сигнал. Уровень напряжения, который мы хотим обнаружить, подается на любой из входных контактов, а обнаруживаемое напряжение подается на другой контакт.Для цепей датчика темноты мы прикладываем напряжение к отрицательному выводу, а обнаруживаемое напряжение — к положительному выводу. Всякий раз, когда входное напряжение подается на положительный вывод из-за света, который падает на LDR, фотодиод и фототранзистор, немного поднимается выше напряжения на отрицательном выводе, выход внезапно повышается до положительного максимума и остается положительным, пока входное напряжение не упадет ниже уровня, который необходимо определить. Транзистор T1 используется для усиления сигналов для возбуждения светодиода, а резистор R1 используется в качестве ограничителя тока для защиты светодиода, а для схемы светового датчика происходит прямо противоположное вышеупомянутому явлению.Вы просто меняете LDR с фотодиодом и фототранзистором и видите, что схема работает правильно, и чувствительность схемы также увеличивается. Вы также можете подключать к выходу различные компоненты и устройства, поэтому попробуйте подключить собственное устройство и посмотрите выход.
Рис. 2: Прототип для проведения экспериментов с LM358 на макетной плате
Схема соединений

Распиновка IC LM358, аналог, приложения и другая информация
LM358 — широко используемая ИС, ниже в этой статье вы найдете распиновку LM358, эквивалент, приложения, функции, описание и другую информацию об этой ИС.
LM358 Характеристики микросхемы / Технические характеристики:
Два операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе.
Коэффициент усиления по постоянному току IC составляет 100 дБ
Оба внутренних операционных усилителя могут работать от одного источника питания.
Легко работать от широкого источника питания от 3 до 30 В.
Он также может работать с двумя источниками питания от ± 1,5 В до ± 15 В.
Очень низкий рабочий ток всего около 500 мкА
Полоса пропускания 1 МГц, достаточная для этого типа IC
Может легко использоваться с микроконтроллерами и логическими устройствами.
Благодаря стандартной схеме расположения выводов, благодаря которой его можно легко заменить на другие операционные усилители.
Внутренняя защита от короткого замыкания
LM358 Конфигурация выводов:
Штифт # Название штифта Описание штифта
1 Выход A Выход первой (A) секции IC или операционного усилителя 1
2 Инвертирование входа A Инвертирование входа первой (A) секции IC или операционного усилителя 1
3 Неинвертирующий вход A Неинвертирующий вход первой (A) секции ИС или операционного усилителя 1
4 Земля (Gnd) Земля / минус для обоих операционных усилителей
5 Инвертирующий вход B Инвертирующий вход второй (B) секции ИС или операционного усилителя 2
6 Неинвертирующий вход B Неинвертирующий вход второй (B) секции ИС или операционного усилителя 2
7 Выход B Выход второй (B) секции IC или операционного усилителя 2
8 Vcc Положительное питание обеих секций / операционных усилителей IC.
LM358 Описание:
LM358 — это 8-контактная ИС операционного усилителя, доступная в различных корпусах. Один из наиболее часто используемых корпусов — это 8-контактный дип-корпус. ИС состоит из двух отдельных операционных усилителей в одном корпусе. Оба внутренних операционных усилителя имеют высокий коэффициент усиления и могут быть легко подключены к одинарному или двойному источнику питания. Одной из основных особенностей этой ИС является ее низкое потребление тока, что делает ее идеальной для использования с проектами или устройствами с батарейным питанием.Он может работать с широким диапазоном питания от 3 В до 32 В постоянного тока, благодаря чему его можно легко использовать с низковольтными логическими устройствами и микроконтроллерами.
Приложения:
Цепи датчика
Усиление малого сигнала
Схемы операционных усилителей общего назначения
Предусилители звука

Номера для замены / эквивалента / другие номера деталей:
LM258, LM2904, LM324 также можно использовать в качестве замены, если пространство не является проблемой.
Цепи приложений:
Цепь датчика освещенности
Схема, показанная ниже, представляет собой схему светового датчика, построенную на микросхеме LM358. Микросхема используется здесь как компаратор. Светодиод подключается к выходному контакту 1, который является выходом операционного усилителя 1 или секции A. Переменный резистор 20 кОм используется для регулировки чувствительности схемы.
Цепь датчика темноты
Схема, показанная ниже, представляет собой схему датчика темноты, построенную на микросхеме LM358.Схема почти такая же, как и вышеупомянутая схема светового датчика, но отличается в этой схеме средний контакт переменного резистора соединен с контактом 2 или инвертирующим входом секции A IC, в результате схема теперь будет делать выход Секция A высокий при полной темноте или слабом освещении также зависит от настроек переменного резистора 20 кОм.
Как безопасно работать в цепи в течение длительного времени:
Для стабильной и долгосрочной работы не рекомендуется использовать ИС с напряжением более 32 В постоянного тока.