基本介紹
- 中文名：LM324集成運放
- 定義：四運放積體電路
- 封裝形式：塑封14引線雙列直插式
- 特點：內部頻率補償
- 套用案例1：反相交流放大器
- 套用案例2：單穩態觸發器
說明,特點,套用案例,
說明
LM324是四運放積體電路，它採用14腳雙列直插塑膠封裝，外形如圖所示。它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖2。
LM324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式
特點
內部頻率補償
直流電壓增益高(約100dB)
單位增益頻頻寬(約1MHz)
電源電壓範圍寬：單電源(3—32V)；
雙電源(±1.5—±16V)
低功耗電流，適合於電池供電
低輸入偏流
低輸入失調電壓和失調電流
共模輸入電壓範圍寬，包括接地
差模輸入電壓範圍寬，等於電源電壓範圍
輸出電壓擺幅大(0至VCC-1.5V)
套用案例
由於LM324四運放電路具有電源電壓範圍寬，靜態功耗小，可單電源使用，價格低廉等優點，因此被廣泛套用在各種電路中。下面介紹其套用實例。
案例1.反相交流放大器
電路見附圖。此放大器可代替電晶體進行交流放大，可用於擴音機前置放大等。電路無需調試。放大器採用單電源供電，由R1、R2組成1/2V+偏置，C1是消振電容。
放大器電壓放大倍數Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=-Rf/Ri。負號表示輸出信號與輸入信號相位相反。按圖中所給數值，Av=-10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號源內阻相等，然後根據要求的放大倍數在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。
案例2.同相交流放大器
見附圖。同相交流放大器的特點是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路，通過R3對運放進行偏置。
電路的電壓放大倍數Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。R4的阻值範圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。
案例3.交流信號三分配放大器
此電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai 輸入電阻高，運放 A1-A4 均把輸出端直接接到負輸入端，信號輸入至正輸入端，相當於同相放大狀態時 Rf=0 的情況，故各放大器電 壓放大倍數均為 1 ，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同
R1、R2組成1/2V+偏置，靜態時A1輸出端電壓為1/2V+，故運放A2-A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號，形有源帶通濾波器許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發光二極體點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質因數 ，3dB頻寬B=1/（п*R3*C）也可根據設計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，當fo=1KHz時，C取0.01Uf。此電路亦可用於一般的選頻放大。
此電路亦可使用單電源，只需將運放正輸入端偏置在1/2V+並將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。
案例4.比較器
當去掉運放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨於無窮大時(即開環狀態),理論上認為運放的開環放大倍數也為無窮大(實際上是很大,如LM324運放開環放大倍數為100dB，既10萬倍)。此時運放便形成一個電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（V-或接地）。當正輸入端電壓高於負輸入端電壓時，運放輸出高電平。
附圖中使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器，電阻R1、R1ˊ組成分壓電路，為運放A1設定比較電平U1；電阻R2、R2ˊ組成分壓電路，為運放A2設定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負輸入端之間，當Ui >U1時，運放A1輸出高電平；當Ui U2，則當輸入電壓Ui越出[U2，U1]區間範圍時，LED點亮，這便是一個電壓雙限指示器。若選擇U2 > U1，則當輸入電壓在[U2，U1]區間範圍時，LED點亮，這是一個“視窗”電壓指示器。此電路與各類感測器配合使用，稍加變通，便可用於各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。
案例5.單穩態觸發器
見附圖5。此電路可用在一些自動控制系統中。電阻R1、R2組成分壓電路，為運放A1負輸入端提供偏置電壓U1，作為比較電壓基準。靜態時，電容C1充電完畢，運放A1正輸入端電壓U2等於電源電壓V+，故A1輸出高電平。當輸入電壓Ui變為低電平時，二極體D1導通，電容C1通過D1迅速放電，使U2突然降至地電平，此時因為U1>U2，故運放A1輸出低電平。當輸入電壓變高時，二極體D1截止，電源電壓R3給電容C1充電，當C1上充電電壓大於U1時，既U2>U1，A1輸出又變為高電平，從而結束了一次單穩觸發。顯然，提高U1或增大R2、C1的數值，都會使單穩延時時間增長，反之則縮短。
