Chip 324 andmeleht. Operatsioonivõimendi LM324. Kirjeldus, ühendusskeem, andmeleht. Lihtne võimendi lülitus LM324 abil
LM324 mikroskeem koosneb neljast identsest operatsioonivõimendist (operatsioonivõimendist), mis on kokku pandud ühte paketti ja mis töötavad ühest toiteallikast laias pingevahemikus. Iga opamp sisaldab sisendi diferentsiaalastet, lühisekaitset ja sisemist sageduse korrigeerimist ühtse võimendusega.
Selle seadme omadused ja madal hind tagavad selle laialdase kasutamise amatöörraadioskeemides ja tööstuselektroonikas. See sobib ideaalselt kasutamiseks kompaktsetes kaasaskantavates elektroonikaseadmetes.
Seda toodetakse DIP-tüüpi pakendites: plastikust CDIP, keraamiline PDIP või SO-tüüpi pinnakinnituseks: SOIC, TSSOP. Struktuuriliselt on seadmel 14 kontakti. Seetõttu leidub mõnes tehnilises kirjelduses tähistus DIP-14 või SO-14.
Tihvtide määramine erinevatel juhtudel on identne: 2,3, 5,6, 9,10, 13,12 - sisendid, 1,7,8,14 - väljund, 4 - pluss toiteallikas, 11 - miinus toiteallikas.
Tehnilised andmed
- Toitepinge vahemik U toide. (V cc): unipolaarne allikas: +3…30 V, bipolaarne allikas: ±1,5…±15 V (V);
- Diferentsiaalne sisendpinge Udif.(V IDR): 32 V (V);
- Sisend ref. Uin. (V ICR) alates -0,3…32 V (V);
- Sisendvool I ICR (negatiivse V ICR-iga) 5 mA (mA);
- Sisendvool I ICR (positiivse V ICR-iga) 0,4 mA (mA);
Elektrilised parameetrid(U-toitel +5 V ja TA +25 °C):
- Sisendpinge Ucm (V IO) alates 2...7 mV (mV);
- Sisendpingestusvool Iin (I IB) alates 45...100 nA (nA);
- Väljund uinak. Uout. (Vout): alates 0… Upit. – 1,5 V (V);
- võimendus (K): 100 dB;
- Ribalaius (f) 1 MHz;
- Praegune tarbimine ilma koormuseta I pott. (I CC): mitte rohkem kui 700 uA (uA);
- Sisendvoolu erinevus (nihkevool) Isdv. (I IO) alates 5...30 nA (nA);
- Võimsuse hajumine P P max (P tod) sõltub korpuse tüübist: PDIP 1130 mV (mW); CDIP 1260 mV (mW); SOIC 800 mW.
- Ümbritseva töötemperatuuri vahemik TA: 0…+70°C;
- Säilitustemperatuur T ladustamine (T str): -65… +150 °C.
Erinevate ettevõtete lm324 parameetrid erinevad üksteisest veidi, seega on vooluahelate väljatöötamisel soovitatav tutvuda konkreetse tootja kasutatava seadme ametliku tehnilise dokumentatsiooniga.
Iseärasused.
Diferentsiaalsisendpinge vahemik ulatub toitepingeni. Lm324 puhul on sisendi ühisrežiimi vahemiku alumine piir 0,3 V madalam kui V - ja väljundpinge kõikumine on allpool V - . Nii sisendite kui ka väljundite piirväärtus on 1,5 V väiksem kui V+.
Ühtsusvõimenduse sagedus fi (100 KHz kuni 30 MHz), see on sagedus, mille juures mikrolülituse võimendus (K) võrdub ühtsusega (0 dB).
Ühtsuse võimenduse jaoks on sisemine sageduse võrdsustus.
Sisend ühisrežiimi pingevahemik hõlmab maandust.
Lühise kestus T lühis (Tsc) väljundis on piiramatu.
Töö kirjeldus
Mikrolülituse lm324n töö põhineb nelja op-võimendi samaaegsel toimimisel selle sees. Kõik võimendid saavad toite samast toiteallikast, neil on inverteerivad ja mitteinverteerivad sisendid ning sama väljund. Toiteallikas võib olla unipolaarne või bipolaarne.
Vaatame ühe ühe toitega operatiivvõimendi sisemist vooluringi. Võtame selle otse LM324 andmelehelt.
Funktsionaalselt koosneb iga operatiivvõimendi: diferentsiaalastmest, samuti vahe- ja väljundvõimendusastmest.
Diferentsiaalkaskaad täidab sisendisse antavate pingete (V + ja V -) erinevuse võimendamise ja ühisrežiimi signaalide neutraliseerimise funktsioone. Pakub kõrget sisendtakistust.
Vaheaste tagab opampi tasakaalustamise (väljundi nullpinge seadmine, kui sisendid on suletud), diferentsiaal- ja väljundastmete takistuste sobitamist, samuti sageduse korrigeerimist (kaitse iseergastuse eest).
Väljundaste tagab madala väljundtakistuse, koormuse võimsuse vajaduse, voolu piiramise ja lühisekaitse.
Märgistus
LM-seeria põhineb National Semiconductori toodetud integraallülitustel. Eesliide LM tähendas algselt lineaarset monoliitset (lineaarne, monoliitne) ja seda kasutati üldotstarbeliste võimendite (General Purpose) tähistamiseks, millele ranged nõuded puudusid. Numbrid “324” näitavad kiibi seerianumbrit. "-N" seerianumbri lõpus tähistab seadmeid, mille Texas Instruments ostis ettevõttelt National Semiconductor. 2011. aasta septembris võttis National Semiconductor üle Texas Instruments, kes ei muutnud oma toodetel LM-eesliidet. Seetõttu on praegu LM-märgis Texas Instrumentsi tootjakood, kuid seda kasutavad laialdaselt ka teised tootjad, kui väljastavad selle kiibi analooge.
LM324 mikroskeemidel ja samal N-tähega mikroskeemidel on samad füüsikalised ja elektrilised omadused. Paljude tootjate jaoks näitavad märgistuse lõpus olevad sümbolid “-N” mikrolülituse korpuse plasttüüpi - DIP14.
Samuti tuleb märkida, et tootmisettevõtted täiustavad pidevalt oma tooteid. Praegu on ilmunud modifikatsioonid, mis on mitmete funktsioonide poolest paremad, näiteks: LM324K, LM324KA sisemise elektrilahenduse kaitsega (HBM ESD); mikrovõimsusega LP324 voolutarbimisega 21 μA; madalpinge LMV324, toitepingega 2,7 V kuni 5,5 V; LPV324, mis on toodetud BiCMOS-tehnoloogiat kasutades ja voolutarve 9 µA jne. Võimenditel, mille märgistuses on sümbol "A", näiteks "LM324A-N", on teistega võrreldes paremad V IO omadused (ilma "A"ta) .
Analoog LM324
LM324 imporditud analoogide loend: ULN4336N, GL324, LA6324, IR3702, HA17324, MB3614, NJM2902D, SG324N, TDB0124, UA324, TA75902P, Vene 21402P, Vene 21402P.
Kohaldamisala
LM324 leidis oma suurima populaarsuse standardsete negatiivse tagasiside ahelate abil. Seda kasutatakse erinevate multifunktsionaalsete seadmete loomisel: integraatorid, diferentsiaatorid, demodulaatorid, logaritmivõimendid, liitjad, liitmis-lahutamisseadmed, amplituudiregulaatorid, generaatorid jne. Tänu kõnealuse seadme pidevale täiustamisele on palju erinevaid seadmeid, mis kasutavad lm324 ilmuvad näiteks:
- liikumisanduri ahel valgustuseks;
- Neptuuni inkubaatori termostaadi skeem jne.
Lihtne võimendi lülitus LM324 abil
Vaatleme LM324 üht lihtsaimat negatiivse tagasisidega (NFB) ahelat - pinge jälgijat. Reeglina algab op-amprite teema uurimine pingejälgijaga. Seda vooluahelat nimetatakse ka võimendiks, mille pingevõimendus on võrdne ühtsusega. Ideaalis tähendab see seda, et op-amp ei anna mingit signaali võimendust ja väljundpinge on sama mis sisendil. See tähendab, et kui op-võimendi sisendisse antakse 5 V, on selle väljundis 5 V.
Kuid see väide kehtib ideaalse operatsioonivõimendi, mitte artiklis käsitletud LM324 kohta. Kuna tegemist ei ole virtuaalse, vaid reaalse mikroskeemiga, erinevad selle omadused ideaalsetest. Vaatame lm324 väljundpinge ja sisendpinge graafikut.
Graafikul näitab ala “A” faasimuutust väljundis. See võib juhtuda, kui mikrolülituse sisendisse ilmub negatiivne pinge ja see võib põhjustada soovimatuid tagajärgi - selle rikke.
Samuti näitab graafik, et võimendi väljundis olev pinge suureneb sisendi suurenemisega. Kuid see ei saa lõputult kasvada ja seda piiravad mikrolülituse 5 V toitepinge ja selle töö omadused. Seega on sisendite pinged veidi erinevad, nende kaudu voolab väike vool, mistõttu väljundpinge erineb toitepingest veidi. Graafiku piirkonnas “C” näete kõnealuse võimendusahela maksimaalset väljundpinget 3,8 V, toide 5 V.
Praktikas tuleb kõikjal töötada aktiivsete elektrooniliste komponentidega, millel on üsna nõrk väljundvool. Näiteks nagu mikrofon. Madala takistusega elemendi ühendamine sellega vähendab selle abiga loodud väljundsignaali pinget. Sellistel juhtudel võite kasutada pinge jälgijat, millel on kõrge sisend ja madal väljundtakistus ning mis vastavalt ei vähenda ega moonuta sisendisse antavat signaali.
Pingejälgija pole selle mikrolülituse jaoks kaugeltki kõige tavalisem tüüpiline rakendus. Selle op-võimendi põhjal luuakse ja täiustatakse jätkuvalt teisi standardlahendusi, mille baasil töötavad kaasaegsed elektroonikaseadmed.
LED vilkuri vooluahel lm324-l
See ahel on üsna lihtne ja võimaldab teil LED-e üsna sujuvalt sisse ja välja lülitada. Vilkur kasutab lisaks kahte transistorit. Väärib märkimist, et lülituskiirus sõltub kondensaatori C1 mahtuvusest ja takisti R3 baastakistusest.
Tööohutus
Mõnikord ei kasutata projektis kõiki lm324 kanaleid. Kui see on nii, siis tuleks kasutamata jäänud ühendada nii, et see ei mõjutaks teisi. Kasutamata kanalite ühendamise valikute kohta vaadake tootja andmelehte.
Teatud tingimustel võib väljundpinge polaarsus muutuda ümber, mis võib kiipi kahjustada. See on tüüpiline võrdlus- ja pingejälgijaahelates. Selleks, et vältida negatiivse pinge (faasiinversiooni) tekkimist sisendis, soovitavad tootjad lisada ahela mitteinverteerivale sisendile järjestikku takisti, mis piirab sisendvoolu 1 mA-ni või madalamale. Selline sisendvoolu suurus vähendab seadme kahjustamise ohtu.
Kõik opvõimendi sisendid ei tohiks olla otse maandusega ühendatud. Alati on vaja lisada veidi takistust, et piirata voolu 10 mA-ni või alla selle. Kõik sisendviigud peavad sisaldama dioodi sisendist Gnd. Kahe toiteallikaga ahelates on Gnd-viik negatiivne. Kuid sisse- ja väljalülitamisel või äkilise pinge rikke korral võib Gnd-viik muutuda positiivseks. Kui see juhtub, voolab läbi maandatud sisenditihvti suur vool, mis võib kiipi kahjustada.
Jadatakisti lisamine 1 kOhm kuni 10 kOhm sisendisse võib takistada selle purunemist.Ärge ühendage vastupidise polaarsusega toiteallikaga, kuna lm324n võib üle kuumeneda ja ebaõnnestuda.
Tootjad
Allpool on peamiste lm324 tootjate andmelehed.
on odavad operatsioonivõimendid, millel on otsene diferentsiaalsisend, sageduse ühtsusvõimenduse kompenseerimine ja lühisekaitse.
Ühes mikroskeemi korpuses on neli üksteisest sõltumatut operatiivvõimendit. Neil on ühe toiteahelates kasutatavate tavaliste operatiivvõimendite ees mitmeid vaieldamatuid eeliseid. LM324 op-amp töötab hästi laias toitepinge vahemikus: 3 V kuni 32 V. Mikrolülitus on toodetud SOIC ja DIP pakettides.
LM324 operatsioonivõimendi tehnilised andmed
- Toitepinge:
- - unipolaarne: 3…32 V.
- - bipolaarne: 1,5…16 V.
- Alalispinge võimendus: 100 dB.
- Omavoolutarve: 700 µA.
- Sisendpinge vool (temperatuuri kompenseeritud): 45 nA.
- Sisendi nihkepinge: 2 mV.
- Sisend ühisrežiimi pingevahemik sisaldab maandust.
- Diferentsiaalsisendpinge vahemik ulatub toitepingeni.
- Väljundpinge: 0 kuni Upit. - 1,5 V.
Op-amp struktuur
Pin määramine
LM324 analoogid
LM324 välismaiste ja kodumaiste analoogide loend:
- ULN4336N
- GL324
- LA6324
- IR3702
- HA17324
- MB3614
- NJM2902D
- SG324N
- TDB0124
- UA324
- TA75902P
- 1401UD2 (ekvivalent riigisisene)
- 1435UD2 (ekvivalent riigisisene)
LM324 ühendusskeem
Vahelduvvoolu inverteeriv võimendi
Selles võimendi versioonis on võimendus võrdne: k = - R3/R1
Mitteinverteeriv vahelduvvoolu võimendi
Seda tüüpi võimendi võimendus arvutatakse järgmise valemi abil: k = 1 + R4/R1
Mitteinverteeriv alalisvoolu võimendi
Võimendus on: k = 1 + R3/R2
Tippdetektor LM324-l
Tippdetektoreid kasutatakse signaali maksimaalse väärtuse salvestamiseks teatud aja jooksul
LM324 komparaator hüstereesiga
Sisendpinge väärtuste erinevus, mille juures komparaatori väljund lülitub (hüsterees) ühest olekust teise, arvutatakse järgmise valemi abil: H = (R1/(R1+R2))(Voh-Vol)
Näited operatsioonivõimendi LM324 kasutamisest
LM324 akustilise signaali LED indikaator
Madalsageduslik signaal võimendi väljundist suunatakse kõigi LM324 operatiivvõimendite inverteerivatesse sisenditesse. Nende otsesisendid on ühendatud pingejaguriga, mis on konstrueeritud fikseeritud takistite ahelast R2…R9. Muutuva takisti abil saate määrata LED-indikaatori vajaliku tundlikkuse. Takistid R12…R19 piiravad LED-ide kaudu voolavat maksimaalset voolu.
Lihtne LED-vilklamp, mis põhineb LM324 operatsioonivõimendil
Ahel võimaldab LED-e sujuvalt sisse ja välja lülitada. LED vilkur on ehitatud LM324 operatsioonivõimendile ja kahele erineva juhtivusega transistorile. Valgusdioodide lülituskiirus sõltub takisti R3 takistusest ja kondensaatori C1 mahtuvusest.
Mikroskeemide seeria LM324 on odav operatsioonivõimendi, millel on otsene diferentsiaalsisend, sageduse ühikvõimenduse kompenseerimine ja lühisekaitse.
Ühes mikroskeemi korpuses on neli üksteisest sõltumatut operatiivvõimendit. Neil on ühe toiteahelates kasutatavate tavaliste operatiivvõimendite ees mitmeid vaieldamatuid eeliseid. LM324 op-amp töötab hästi laias toitepinge vahemikus: 3 V kuni 32 V. Mikrolülitus on toodetud SOIC ja DIP pakettides.
LM324 operatsioonivõimendi tehnilised andmed
- Toitepinge:
- - unipolaarne: 3...32 V.
- - bipolaarne: 1,5...16 V.
- Alalispinge võimendus: 100 dB.
- Omavoolutarve: 700 µA.
- Sisendpinge vool (temperatuuri kompenseeritud): 45 nA.
- Sisendi nihkepinge: 2 mV.
- Sisend ühisrežiimi pingevahemik sisaldab maandust.
- Diferentsiaalsisendpinge vahemik ulatub toitepingeni.
- Väljundpinge: 0 kuni Upit. - 1,5 V.
Op-amp struktuur
LM324 viigu määramine
Operatsioonivõimendi mõõtmed
LM324 analoogid
Allpool on nimekiri LM324 välismaistest ja kodumaistest analoogidest:
- ULN4336N
- GL324
- LA6324
- IR3702
- HA17324
- MB3614
- NJM2902D
- SG324N
- TDB0124
- UA324
- TA75902P
- 1401UD2 (ekvivalent riigisisene)
- 1435UD2 (ekvivalent riigisisene)
LM324 ühendusskeem
Vahelduvvoolu inverteeriv võimendi
Selles võimendi versioonis on võimendus võrdne: k = - R3/R1
Mitteinverteeriv vahelduvvoolu võimendi
Seda tüüpi võimendi võimendus arvutatakse järgmise valemi abil: k = 1 + R4/R1
Mitteinverteeriv alalisvoolu võimendi
Võimendus on: k = 1 + R3/R2
Tippdetektor LM324-l
Tippdetektoreid kasutatakse signaali maksimaalse väärtuse salvestamiseks teatud aja jooksul.
LM324 komparaator hüstereesiga
Sisendpinge väärtuste erinevus, mille juures väljund lülitub (hüsterees) ühest olekust teise, arvutatakse järgmise valemi abil: H = (R1/(R1+R2))(Voh-Vol)
Mõned lihtsad näited LM324 operatsioonivõimendi kasutamisest
LM324 akustilise signaali LED indikaator
Madalsageduslik signaal võimendi väljundist suunatakse kõigi LM324 operatiivvõimendite inverteerivatesse sisenditesse. Nende otsesisendid on ühendatud konstantsete takistite R2…R9 ahelaga. Muutuva takisti abil saate määrata LED-indikaatori vajaliku tundlikkuse. Takistid R12…R19 piiravad LED-ide kaudu voolavat maksimaalset voolu.
