LM324 Operasyonel Amplifikatör Kapsamlı Kılavuz: PINS, Uygulamalar, Ambalaj ve Veri Sayfası

LM324 Texas enstrümanları+Bomba

1. Giriş: "Çok Yönlü" Quad Op-Amp

Elektronik devreler dünyasında,LM324Dört kanal entegrasyonu, geniş voltaj uyarlanabilirliği ve maliyet etkinliği yoluyla endüstriyel kontrol, tüketici elektroniği ve tıbbi cihazlarda temel bir bileşen olarak hizmet veren çok yönlü bir mühendis olarak duruyor. 1970'lerde doğan bu klasik op-amp, tek tedarik 3V ~ 32V (çift supply ± 1.5V ~ ± 16V), 1.2MHz bant genişliği ve 0.5V/μs SLEW hızı için uyumluluğu ile gelişmeye devam ediyor. Mikrovolt düzeyinde sensör sinyallerini yükseltmek ister 5V sistemlerinde dönüşüm seviyeleri olsun, LM324 minimalist devrelerle hassas kontrol elde eder.

2. Temel Özellikler: "Sağlam" Dörtte Bir Tasarım

2.1. Donanım mimarisi: Esnek ağ için dört bağımsız kanal

Dört tam diferansiyel op-amps paylaşım güç kaynakları (VCC için Pin 4, GND için Pin 11) ile dahili olarak entegre edilmiş, her kanal tersine çevrilmez (+), tersine (in-) girişler ve tek uçlu bir çıktı (OUT) içerir. Diferansiyel giriş aşaması, negatif besleme rayını (tek tedarik modunda 0V'ye kadar) kapsayan ortak mod voltajını destekleyerek, termokupllar ve gerinim ölçerleri gibi düşük seviyeli sensörlerle doğrudan arayüz oluşturmak için ekstra önyargı ihtiyacını ortadan kaldırır.

2.2. Elektriksel sağlamlık: geniş voltaj, düşük güç ve koruma

Voltaj uyarlanabilirliği: 3V (lityum piller) ile 32V (endüstriyel veri yolu), ± 1.5V (taşınabilir cihazlar) ile ± 16V (enstrümanlar) ile tek bir besleme, sistem voltajlarının% 90'ından fazlasını takan.

Güç kontrolü: Kanal başına sadece 375μA'lık hareketsiz akım, dört kanal için toplam güç tüketimi <1.5mmA, pille çalışan IoT düğümleri için idealdir.

Güvenlik mekanizmaları: Çıkış kısa devre koruması (sürekli kısa süreyi sürdürür), giriş ESD sıkma (± 2kV HBM), PCB lehimleme hatalarına karşı dirençli.

2.3. Performans parametreleri: pratikliği ve maliyeti dengeleme

3. Pin kod çözme: 14 pimli "Universal Socket"

DIP-14 paketini örnek olarak alarak, pim işlevleri "3 + 1" yapısını takip eder (üç op-amps + ortak güç kaynağı):

Düzen ipuçları: Bitişik op-amp'ler için in+ ve katların paralel yönlendirmesinden kaçının; Güç gürültüsünü azaltmak için VCC ve GND izleri.

4. Çalışma Prensibi: Üç aşamalı amplifikasyonun "montaj hattı" felsefesi

Her biriop-ampHassas bir üretim hattına benzer, klasik üç aşamalı bir mimari kullanır:

Diferansiyel giriş aşaması: Bipolar transistör diferansiyel çifti, vin+ - vinnals'ları 80dB CMRR ile güçlendirir ve 50Hz şebeke parazitini filtreler.

Ara kazanç aşaması: Frekans telafisi olan Common-Emitter amplifikatörü, entegre 10pf kapasitör, kapalı döngü stabilitesi için 1MHz'in üzerinde kendi kendine salınmayı önler.

Push-Pull çıkış aşaması: Sınıf AB amplifikatör yapısı, çıkış direnci <100Ω, 10kΩ yükleri kullanır, kısa devreler sırasında akımı 50mA ile sınırlar.

5. Beş Klasik Uygulama: Sinyal zincirinden güç zincirine

5.1. Sensör Koşullandırma: Termokupl Soğuk Kavşak Tazminatı

Devre: OP-AMP, ters olmayan amplifikatör olarak yapılandırılmış (GAIN 100), inç Termokupl'a (MV sinyalleri) bağlanır, 10KΩ direnç, geri bildirim direnci 1MΩ üzerinden.

Anahtar: 0 ~ 20mV sıcaklık farklılıklarını önyargısız, T termokuplları için uygun olan 0 ~ 20mV sıcaklık farklılıklarını yükseltmek için+ ortak moddan GND karakteristiğindeki kaldıraçlar.

Optimizasyon: Girişte 100kΩ paralel direnç, termokupl açık devre sırasında op-amp doygunluğunu önler.

5.2. Tek Bağışlı Ses Amplifikasyonu: 3V Mikrofon Preamplatıcı

Ters devre: Ri = 1kΩ (Elektret mikrofonu empedansını eşleştirir), RF = 10kΩ (kazanç -10), 1/2VCC iki 10kΩ voltaj bölücü üzerinden önyargılama.

Uç: 10μF çıkış kapasitör dc bloklar, 50Hz dalgalanma, THD <% 1 (1kHz sinüs dalgası) azaltır.

Genleşme: Dört op-amp, 20Hz ~ 20kHz ses kanalları için iki aşamalı filtrelere dönüşebilir.

5.3. Voltaj Karşılaştırıcı: Lityum Pil Aşırı Gerilim Koruması

Pencere algılama: İki op-amp 4.2V (şarj kesimi) ve 2.5V (deşarj kesimi) eşikleri belirledi; Pil voltajı çıktığında [2.5V, 4.2V], düşük çıkış MOSFET kapatmayı tetikler.

Yenilik: NPN transistörlerini doğrudan sürmek için op-amp push-pull çıkışını kullanır, çekme dirençlerini ortadan kaldırır ve devre maliyetini%30 oranında azaltır.

5.4. Entegratör Devresi: Motor Hızı İzleme

İlke: Salon sensörü kare dalgaları RC entegrasyonundan geçer (r = 100kΩ, c = 10μf), entegratör olarak op-amp; Hızla orantılı çıkış voltajı (0 ~ 5000rpm için 0 ~ 5V).

Kalibrasyon: Potansiyometre, bileşen hatalarını telafi etmek için geri besleme direnci, doğrusallık ±%0.5'i ayarlar.

5.5. Osilatör: 555'e "Drop-in" alternatifi

Kare dalga üretimi: Schmitt tetikleyici olarak yapılandırılmış op-amp, 100KΩ direnç ve 10NF kapasitörden (frekans ≈1kHz),% 50 görev döngüsünden RC zaman sabiti.

Avantaj: 555'in çift komparator yapısını ortadan kaldırır, tek op-amp + pasifleri ile elde eder, PCB alanını%40 azaltır.

6.LM324 Tipik Uygulama Devreleri

1. LM324Ters AC amplifikatörü

Bu amplifikatör, ses sistemlerinde ön amplifikasyon için uygun olan AC amplifikasyonu için transistörlerin yerini alır. Devre, R1 ve R2'nin 1/2V+ yanlılığı oluşturduğu tek bir güç kaynağı kullanarak ayarlama gerektirmez. C1 bir sönümleme kapasitörü görevi görür.

Voltaj kazancı (AV) harici dirençler RI ve RF tarafından belirlenir: av = −rf/RI

Negatif işaret, çıkış sinyalinin girişe göre ters çevrildiğini gösterir. Gösterilen değerler için AV = -10. Giriş direnci, tipik olarak sinyal kaynağının iç direnciyle eşleşen RI'ye eşittir, RF istenen kazanç için seçilir. CO ve CI birleştirme kapasitörleridir.

Bu devre yüksek giriş empedansına sahiptir. R1 ve R2, OP-AMP'yi R3 yoluyla yönlendiren bir 1/2V+ voltaj bölücü oluşturur.

Voltaj Kazanç Formülü: AV = 1+RF/R4

Giriş direnci R3 tarafından ayarlanır, R4 tipik olarak birkaç kΩ ila on kΩ arasında değişir.

Sıcaklık probu kullanırbir silikon transistör(3DG6) Diyot olarak yapılandırılmıştır. Transistörün taban yayan voltajı -2.5mv/° C sıcaklık katsayısına sahiptir, yani her ° C'lik artış için 2.5mV azalır. OP-AMP A1, ters olmayan bir DC amplifikatörü görevi görür: Daha yüksek sıcaklıklar, BG1 üzerindeki voltaj düşüşünü azaltarak A1'in ters olmayan girişindeki voltajı ve çıkışını düşürür.

Bu doğrusal bir amplifikasyon işlemidir. Bir ölçüm veya kontrol devresini A1'in çıkışına bağlamak, gösterge veya otomatik kontrol sağlar.

Geri besleme direncinin kaldırılması (veya sonsuz olarak muamele etmek) OP-AMP'yi açık döngü koşullarına yerleştirir. Teorik olarak sonsuz olsa da, LM324'ün açık döngü kazancı 100dB (100.000 ×), bu da onu yüksek (V+) veya düşük (V- veya GND) seviyelerinde çıkışlara sahip bir voltaj karşılaştırıcısı haline getirir. Pozitif giriş voltajı negatif girişi aştığında çıkış düşüktür.
İki op-amp bir voltaj seviyesi karşılaştırıcı oluşturur:

R1 ve R1 'A1 için karşılaştırma eşiğini U1 olarak ayarlar.

R2 ve R2 'A2 için U2 eşiğini ayarlar.

Giriş voltajı UI, A1'in pozitif girişine ve A2'nin negatif girişine bağlanır.

Ui> u1 ise, A1 çıkış yüksek.

Ui <u2 ise, A2 çıkışı yüksektir.

Ya yüksek çıkış transistör BG1'i açar ve LED'i aydınlatır.

U1> U2 ile, UI [U2, U1] 'den çıktığında LED ışıkları, voltaj seviyesi göstergesi olarak hareket eder.

U2> U1 ile, UI [U2, U1] içindeyken LED ışıkları, "pencere" voltaj göstergesi olarak hizmet eder.
Sensörlerle kullanım için değiştirilen bu devre, fiziksel miktarlar, kısa devreler, açık devreler vb. İçin ikili sınırları algılar.

7. Seçim ve Alternatifler: Senaryo güdümlü seçimler

9. LM324 Paketi

 

10.Conclusion: LM324, Evergreen Classic

1970'lerin hesap makinelerinden 2020'lerin akıllı evlerine kadar LM324, gerçek klasiklerin en basit mimarilerle karmaşık problemleri çözmede yattığını yarım asırdan fazla bir süre kanıtladı. Cazibesi sadece dört kanallı uzay tasarruflarından değil, aynı zamanda uygulamaların% 90'ının sadece 5V'ye ihtiyacı olduğunda, LM324, DNA'sına "İkili Sarf Malzemeleri" felsefesini oluşturmuştur. Mühendisler içinLM324bir bileşenden daha fazlasıdır; Bu bir tasarım felsefesi: en az dış kısımlarla en güvenilir işlevleri elde etmek. Öngörülebilir gelecekte, bu "dörtte bir" OP-AMP, sinyal zincirinin her düğümünde basit ama güçlü elektronik anlatılar yazmaya devam edecektir.

SIC'nin sıcak satan ürünleri

71421la55j8                   Upd44165184bf5-e40-eq3-a              SST39VF800A-70-4C-B3KE           IS66WV1M16DBLL-55BLI-TR       AS4C32M16SB-7BIN          W25Q16FWSNIG

AS7C34098A-20JIN       752369-581-C               W957D6HBCX7I TR                   İs61lps12836ec-200b3li         MX25L12875FMI-10G               Qg82915pl

Ürün bilgileriSIC Electronics Limited. Ürüne ilgi duyuyorsanız veya ürün parametrelerine ihtiyacınız varsa, istediğiniz zaman bizimle çevrimiçi iletişime geçebilir veya bize bir e-posta gönderebilirsiniz: sales@sic-chip.com.