Схема lm358: LM358 и LM358N datasheet, описание, схема включения

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:

  1. компараторы;
  2. активные RC фильтры;
  3. светодиодный драйвер;
  4. суммирующий усилитель постоянного тока;
  5. генератор импульсов и пульсаций;
  6. низковольтный детектор пикового напряжения;
  7. полосовой активный фильтр;
  8. для усиливания с фотодиода ;
  9. инвертирующий и не инвертирующий усилитель;
  10. симметричный усилитель;
  11. стабилизатор тока;
  12. инвертирующий усилитель переменного тока;
  13. дифференциальный усилитель постоянного тока;
  14. 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:

  1. КР1040УД1
  2. КР1053УД2
  3. КР1401УД5
  4. GL358
  5. NE532
  6. OP295
  7. OP290
  8. OP221
  9. OPA2237
  10. TA75358P
  11. UPC1251C
  12. 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:

  1. блюрэй плееры и домашние кинотеатры;
  2. химические и газовые сенсоры;
  3. ДВД рекордеры и плееры;
  4. цифровые мультиметры;
  5. сенсор температуры;
  6. системы управления двигателями;
  7. осциллографы;
  8. генераторы;
  9. системы определения массы.

Описание характеристик LM358N

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 Tот 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.

DataSheet на LM358

Texas Instrument;
STMicroelectronics.

Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание  операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358

  • Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
  • Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0,7 мА.
  • Входное напряжение смещения: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Синфазный входной ток: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.

Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)

Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • OP221
  • OP290
  • OP295
  • TA75358P
  • UPC358C
  • AN6561
  • CA358E
  • HA17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

 Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический  уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl)  будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

 Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности. 

Функциональный генератор

Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.

Генератор прямоугольных импульсов на LM358

В качестве примера использования  приведем схему микрофонного усилителя на LM358:

Скачать datasheet LM358 (808,0 KiB, скачано: 15 181)

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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. 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:

  1. Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
  2. 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;
  3. 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, …

Читать далее

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 …

Читать далее

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

Читать далее

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

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 …

Читать далее

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.

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.

ТипМинимальная температура, °CМаксимальная температура, °CДиапазон питающих напряжений, В
LM158-55125от 3(±1,5) до 32(±16)
LM258-2585от 3(±1,5) до 32(±16)
LM35870от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358-4085от 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

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.

Оцените статью:

РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Под термином «операционный усилитель» подразумевается микросхема дифференциальный усилитель постоянного тока, с высоким коэффициентом усиления и высоким входным сопротивлением, адаптированная для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи.

Операционный усилитель (ОУ) имеет сложную внутреннюю структуру, в которую не будем углубляться сосредоточившись на практическом применении. Графический символ операционного усилителя относится не к его внешнему виду (тем более что он может быть доступен в различных корпусах), а к принципу работы:

Графический символ операционного усилителя. We (In) — вход, Wy (Out) — выход

Символ этот очень упрощен. Если бы мы хотели разместить на нем все необходимые детали обвязки и коррекции, пришлось бы нарисовать еще контакты. Но чаще всего этого достаточно.

Принцип действия ОУ

Подаем на усилитель через входы, обозначенные здесь символом We (+) так называемый неинвертирующий вход и / или We (-) так называемый инвертирующий вход некоторый сигнал. У него может быть даже очень небольшое напряжение. Разница входного напряжения называется дифференциальным напряжением.

Этот усилитель является своего рода компаратором — он будет сравнивать оба сигнала друг с другом и вести себя по-разному в зависимости от того, какой сигнал будет сильнее:

We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo

Если подадим более высокое напряжение на неинвертирующий вход We (+), чем на инвертирующий вход We (-), выход будет близок к напряжению Uпит, подаваемому на усилитель, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo.

We (+) < We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим более низкое напряжение на вход неинвертирующего We (+), чем на вход инвертирующего We (-) контакта, выход будет близок к нулю.

We (+) = We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим один и тот же сигнал на оба входа (называемый в данном случае недифференциальным сигналом), выходное напряжение будет близко к нулю.

Операционный усилитель, с которым будем проводить тесты, имеет обозначение LM358 (это наверное самая распространённая микросхема ОУ). Согласно информации из документации, это двойной усилитель напряжения (то есть два усилителя в одном корпусе), поэтому он имеет восемь контактов:

Слева операционный усилитель LM358; Справа схема его контактов

Вывод 8 (напряжение питания) и вывод 4 (масса) являются общими для обоих усилителей. Остальные ножки раздельные:

  1. первый усилитель состоит из ножек: 3 (We (+)), 2 (We (-)), 1 (выход).
  2. второй усилитель состоит из ножек: 5 (We (+)), 6 (We (-)), 7 (выход)

Если присмотритесь, то заметите небольшое углубление на одной стороне корпуса. На схеме в примечании вместо углубления рядом с цифрой 1 есть черная точка. Это стандартный способ маркировки передней части микросхемы. Ножки всегда нумеруются последовательно, начиная с выемки (или точки) против часовой стрелки.

Операционный усилитель LM358 с маркировкой ключа

Проверим как это выглядит на практике — соберем макетную плату. Напряжение питания 6 В. Для желто-зеленого светодиода выбран резистор 220 Ом. Потенциометр P1 на 10 кОм.

Внимание! Перед подключением блока питания к схеме на плате убедитесь, что операционный усилитель подключен правильно, иначе можете его повредить.

Вариант 1. Резистор R1 и светодиод D1 (желтый) подключены между плюсом блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) также подключен к плюсу питания.

Схема из источника питания B1, операционного усилителя LM358, резистора R1, потенциометра P1 и диода D1

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение близкое к напряжению питания, минус падение напряжения на усилителе. Разность потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет слишком низкой для питания светодиода, поэтому он останется выключенным.

Вариант 2. Резистор R1 и светодиод R1 (в моем случае желтый) подключены между «плюсом» блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Разности потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 3. Резистор R1 и светодиод D1 (теперь зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и землей; неинвертирующий вход We (+) (третий выходной контакт усилителя) подключен к «плюсу» источника питания.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение, близкое к напряжению питания минус падение напряжения на усилителе. Разности потенциалов между выходом операционного усилителя и землей будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 4. Резистор R1 и светодиод D1 (зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и массой; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Никакая разность потенциалов между выходом операционного усилителя и землей не предотвратит включение светодиода, поэтому он останется выключенным.

Собраны результаты опытов в таблице ниже:

Результаты проведенного эксперимента — влияние подключения We (+) — третьей ножки усилителя и свечения светодиода

Верна ли приведенная выше схема для всех операционных усилителей? Нет. Возьмем, к примеру, еще один, очень похожий операционный усилитель LM393. Он может проводить электричество только от точки в цепи с более высоким потенциалом (аналогично линиям 1 и 2 в таблице). Он не проводит ток от выхода усилителя к точке в цепи с более низким потенциалом напряжения, например к земле (позиции 3 и 4 в таблице). Другими словами, если бы мы использовали усилитель LM393 для эксперимента который только что проводили, зеленый светодиод не светился бы независимо от входных сигналов. Почему это происходит? Здесь более подробно рассмотрим внутреннюю структуру обоих усилителей:

Схема внутреннего устройства операционных усилителей: а) LM358; б) LM393

Схема слева (a) показывает внутреннюю структуру усилителя LM358, а схема справа (b) — LM393. Обе схемы сложны, поэтому не будем вдаваться в подробности. Сосредоточимся только на транзисторах, размещенных перед выходом (помечены как OUT или OUTPUT). В LM358 прямо перед выходом есть два транзистора, которые проводят электричество в разных направлениях (пометили их красным кружком). LM393 имеет только один транзистор непосредственно перед выходом (также в красном кружке), который предотвращает прохождение тока от усилителя через выход к земле (или к части схемы с более низким потенциалом).

Операционный усилитель адаптирован для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи. Дело в том, что часть выходного сигнала может подаваться обратно на вход или наоборот со входа на выход усилителя. Может быть несколько конфигураций с использованием операционного усилителя и усилителя обратной связи (например, суммирующий, вычитающий, интегрирующий и дифференцирующий усилитель), но тут рассмотрим только две из самых простых и наиболее популярных из них — неинвертирующий и инвертирующий.

Неинвертирующий усилитель

Графический символ неинвертирующего усилителя

Напряжение, подаваемое на вход We (+) выше, чем подаваемое на We (-), поэтому выходной сигнал большой, потому что он близок к напряжению питания Uпит, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo (We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo). Часть выходного сигнала возвращается через резистор на вход We (-), таким образом этот сигнал становится больше, чем напряжение на We (+), и напряжение на выходе становится близким к 0 В (We (+) < We (-)) => Wy ~ 0 В). Вследствие падения напряжения на выходе (и отсутствия на нем усиления сигнала на We (-)) напряжение на We (+) снова будет больше We (-).

На практике быстро устанавливается состояние равновесия при котором выходной сигнал будет постоянным. Его размер легко рассчитать по формуле:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Предположим, что на вход We (+) поступает напряжение 0,5 В, а на выходе хотим получить в 5 раз больше, то есть 2,5 В. Подставим данные в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

2,5 В = 0,5 В x [(R1 + R2) / R1]

[(R1 + R2) / R1] = 2,5 В / 0,5 В

[(R1 + R2) / R1] = 5

Отношение суммы сопротивлений резисторов R2 и R1 к R1 должно дать нам 5. Итак, предположим, что сопротивление R2 = 10 кОм и R1 = 2,2 кОм (соотношение их сопротивлений составляет 5,54).

Соберем всё на макетной плате по следующей схеме:

Прежде всего необходимо убедиться, что на вход We (+) подается соответствующее напряжение. Для этого подключите вольтметр между землей и третьей ножкой усилителя, а затем поверните ручку потенциометра до тех пор, пока мультиметр не покажет результат 0,5 В (или как можно более близкий).

Теперь измерьте напряжение на выходе усилителя, то есть между первым контактом и массой. Теоретически должны получить результат близкий к 2,5 В. Между тем, показание вольтметра составляет целых 2,88 В.

Откуда эта разница? Помните, мы не использовали резисторы с коэффициентом 5,54, а не 5. Давайте снова подставим данные (на этот раз реальные) в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Uwy = 0,51 В x [(2,16 кОм + 10 кОм) / 2,16 кОм

Uwy = 0,51 В x 5,63

Uwy = 2,87 В

Теоретически и практически получили почти такой же результат — 2,87 В.

Инвертирующий усилитель

Графический символ инвертирующего усилителя

Принцип действия будет объяснен на основе схемы:

Некоторым нововведением на схеме выше являются два источника питания (B1, B2), каждый из которых будет иметь напряжение 3 В. Но в нашем распоряжении только одна аккумуляторная батарейка. Это не будет проблемой — подключим вывод из центра за второй батареей. Таким образом получаем два источника питания по 3 В каждый.

Кроме того для сборки указанной схемы на макетной плате используйте: P1 — потенциометр, R1 — резистор 2,2 кОм, R2 — резистор 10 кОм (резисторы будут иметь такие же номиналы, как и в предыдущем эксперименте), D1 — зеленый светодиод, D2 — красный светодиод.

Подключим узел между источниками напряжения к земле — теоретически это будет нулевая точка. Это сделано только для расчетов.

Теперь проверим что будет, если ползунок потенциометра повернуть как можно дальше к земле. Красный светодиод будет тускло светиться. Почему? Когда регулятор потенциометра P1 заземлен, сигнал, поступающий на усилитель со входа We (+), больше, чем We (-). Посчитаем какое напряжение ожидаем получить на выходе в этом случае.

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая по отношению к нашей нулевой точке (теоретической массе) имеет напряжение -3 В, и это значение подставляем в формулу:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x -3 В

Uwy = — 4,54 x -3 В

Uwy = 13,62 В

На выходе ожидаем 13,62 В — почему? Ведь питаем схему только от 4-х аккумуляторов с общим напряжением 6 В! Можно ли на выходе получить 13,62 В? Конечно нет. Полученный нами теоретический результат лишь доказывает, что усилитель полностью насыщен. В этой ситуации на выходе мы можем получить только предельное напряжение питания, за вычетом падения напряжения на самом усилителе. На практике получился результат: 1,57 В.

Теперь осторожно повернём ручку потенциометра. В какой-то момент красный светодиод погаснет, а зеленый загорится. Чем дальше потенциометр находится от земли, тем большее напряжение будет поступать на вход We (-), пока оно не станет больше чем напряжение на входе We (+). Согласно сказанному, если сигнал на входе We (-) больше сигнала на входе We (+), на выходе получим напряжение близкое к 0 В. Но помните, что резистор R2 соединяет вход We (-) с выходом, тем самым становясь каналом для тока, который каким-то образом обходит усилитель и подключается к току на выходе. Какого напряжения тогда ждем на выходе?

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая имеет напряжение +3 В по отношению к нулевой точке (теоретическая масса), и это значение, которое подставим для формулы:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x + 3 В

Uwy = — 4,54 x 3 В

Uwy = — 13,62 В

Получили тот же результат что и раньше, но со знаком минус.

Почему не получили одинаковые значения, но с противоположными знаками? Причина может заключаться в том, что усилитель работает на предельных значениях, поэтому результат может быть неверным. По этой причине будем выполнять другие измерения в диапазоне, в котором усилитель работает линейно.

Для этого установим ручку потенциометра немного вправо и немного левее от центра.

Вариант 1. На усилитель подадим напряжение + 0,2 В (естественно относительно теоретической нулевой точки). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет 0,2 В (в этом эксперименте светодиоды можно удалить, чтобы они не мешали измерениям).

Теперь измерьте напряжение на выходе — черный щуп к третьему и красный щуп к первому выводу усилителя. Как и положено настоящему инвертирующему усилителю, после подачи небольшого положительного напряжения получаем на выходе гораздо более высокое напряжение, но со знаком минус!

Вариант 2. Подадим на усилитель напряжение — 0,21 В (опять же по отношению к теоретической нулевой точке). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет — 0,21 В.

Измерьте выходное напряжение так же, как и раньше (черный щуп к третьему, красный щуп к первому контакту усилителя). Результат станет таким же, но на этот раз со знаком плюс.

Для обобщения информации о неинвертирующем и инвертирующем усилителе будут использованы два графика:

Неинвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (тоже положительный)

Инвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (отрицательный), а небольшой сигнал на входе (отрицательный) даст большой сигнал на выходе (положительный).

Конечно это простейшие схемы включения ОУ, и есть ещё немало всяких нюансов, но если вы хорошо поймёте хотя бы это, то уже встанете на более высокую ступень радиолюбительства!

   Форум

   Форум по обсуждению материала РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358



МИКРОФОНЫ MEMS

Микрофоны MEMS — новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.





Микросхема lm358 и ее применение схема. Стабилизатор тока для зарядки аккумулятора — зарядное со стабилизацией тока

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358

  • Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
  • Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0,7 мА.
  • Синфазное входное напряжение: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Синфазный входной ток: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.

Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)


Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • OP221
  • OP290
  • OP295
  • TA75358P
  • UPC358C
  • AN6561
  • CA358E
  • HA17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Виеном в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики , позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Описание выводов

Микросхема реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4, 8) используются в качестве выводов двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

В схеме операционного усилителя имеются 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусматривать дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема является популярной и используется в бытовых приборах , эксплуатируемых при нормальных условиях, и в особых с повышенной или пониженной температурой окружающей среды, высокой влажностью и прочими неблагоприятными факторами. Для этого интегральный элемент выпускается в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

Являясь средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам . Компонент без буквы может быть заменен на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D потребуется использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная микросхема выпускается в серии с другими компонентами, которые имеют отличия лишь в температурном диапазоне, предназначенные для работы в суровых условиях.

Встречаются операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за чего сильно разнится и стоимость устройства в различных магазинах.

К серии микросхем относятся LM138, LM258, LM458. Подбирая альтернативные аналоговые элементы для применения в устройствах важно учитывать рабочий температурный диапазон . Например, если LM358 с пределом от 0 до 70 градусов недостаточно, то можно использовать более приспособленные к суровым условиям LM2409. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, тем более, если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из самых подходящих для использования при конструировании небольших устройств являются ОУ LM321, LMV321, у которых также есть аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Особенности включения

Существует много схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут к ним предъявлены при эксплуатации:

  • неинвертирующий усилитель;
  • преобразователь ток-напряжение;
  • преобразователь напряжение-ток;
  • дифференциальный усилитель с пропорциональным коэффициентом усиления без регулировки;
  • дифференциальный усилитель с интегральной схемой регулирования коэффициента;
  • схема контроля тока;
  • преобразователь напряжение-частота.

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина . При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника . Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод . Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором , эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

Зарядное устройство на LM 358

С использованием ОУ LM 358 часто изготавливают зарядные устройства с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Как пример, можно рассмотреть зарядное устройство для Li — ion с питанием от USB . Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть, при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает. А при полном заряде АКБ схема прекращает работать, полностью закрывая транзистор.

Тема автомобильных зарядных устройств интересна очень многим. Из статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Оно будет представлять собой импульсное зарядное устройство для аккумуляторов с емкостью до 120 А·ч, то есть зарядка будет довольно мощной.

Собирать практически ничего не нужно – просто переделывается блок питания. К нему добавится всего один компонент.

Компьютерный блок питания имеет несколько выходных напряжений. Основные силовые шины имеют напряжение 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства понадобится 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов напряжение на выходе должно быть в районе 14,5-15 В, следовательно, 12 В от компьютерного блока питания явно маловато. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем, нужно собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы была возможность выставить необходимый ток заряда.

Зарядник, можно сказать, получится автоматическим. Аккумулятор будет заряжаться до заданного напряжения стабильным током. По мере заряда сила тока будет падать, а в самом конце процесса сравняется с нулем.

Приступая к изготовлению устройства необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подойдут блоки, в которых стоит ШИМ-контроллер TL494 либо его полноценный аналог K7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить. Для запуска блока нужно соединить зеленый провод с любым из черных проводов.

Если блок запустился, нужно проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно извлечь плату из жестяного корпуса.

После извлечения платы, необходимо удалить все провода, кроме двух черных, двух зеленого и идет для запуска блока. Остальные провода рекомендуется отпаять мощным паяльником, к примеру, на 100 Вт.

На этом этапе потребуется все ваше внимание, поскольку это самый важный момент во всей переделке. Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере стоит микросхема 7500), и отыскать первый резистор, который применен от этого вывода к шине 12 В.

На первом выводе расположено много резисторов, но найти нужный — не составит труда, если прозвонить все мультиметром.

После нахождения резистора (в примере он на 27 кОм), необходимо отпаять только один вывод. Чтобы в дальнейшем не запутаться, резистор будет называться Rx.

Теперь необходимо найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм. Его мощность не важна. Нужно подключить 2 провода длиной порядка 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо соединить с отпаянным выводом резистора Rx, а второй припаять к плате в том месте, откуда был выпаян вывод резистора Rx. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет выставлять необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель тока заряда очень важное дополнение, которое должно иметься в каждом зарядном устройстве. Этот узел изготавливается на базе операционного усилителя. Тут подойдут практически любые «операционники». В примере задействован бюджетный LM358. В корпусе этой микросхемы два элемента, но необходим только один из них.

Пару слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель применяется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на резисторе с низким сопротивлением с опорным напряжением. Последнее задается при помощи стабилитрона. А регулируемый резистор теперь меняет это напряжение.

При изменении величины напряжения операционный усилитель постарается сгладить напряжение на входах и сделает это путем уменьшения или увеличения выходного напряжения. Тем самым «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, поскольку через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой соответствующих параметров.

Транзистор обязательно устанавливается на теплоотвод, ведь при больших токах он будет хорошенько нагреваться. В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатная плата была разведена на скорую руку , но получилось довольно неплохо.

Теперь остается соединить все по картинке и приступить к монтажу.

Напряжение выставлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения можно не выводить наружу. Для управления на передней панели имеется только регулятор тока заряда, да и вольтметр тоже не нужен, поскольку амперметр покажет все, что надо видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель был выведен тумблер для запуска устройства и выходные клеммы. Теперь можно считать проект завершенным.

Получилось несложное в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое вы можете смело повторить сами.

Прикрепленные файлы :

Для налаживания различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от токовой перегрузки. Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита лишь ограничивает максимальный ток нагрузки, причем возможность его регулирования отсутствует или затруднена. Такая защита больше предназначена для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходима возможность регулирования уровня срабатывания токовой защиты в широких пределах. При ее срабатывании нагрузка должна быть автоматически отключена. Предлагаемое устройство удовлетворяет всем перечисленным требованиям.

Основные технические характеристики
Входное напряжение, В……26…29
Выходное напряжение, В……1…20
Ток срабатывания защиты, А………………….0.03…2

Схема устройства показана на рисунке. Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) с движка переменного резистора R2 поступает образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ООС) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7 ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Перемещая движок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение.

Узел защиты от перегрузки по току собран на ОУ DA1.2, который включен как компаратор, сравнивающий напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает диод VD2, выполняющий функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

Если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС). Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, поскольку регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то что напряжение на датчике тока нагрузки упадет до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, что показывает светящийся индикатор HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием на кнопку SB1. Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1.

Детали. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б-КТ315Е. Транзистор VT2 — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации У 3 В при токе 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2-VD4) могут быть другими из этой серии или КД522Б Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом. Кнопка (SB1) — П2К без фиксации или аналогичная.

Налаживание устройства начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, указанных на схеме. После этого перемещают движок переменного резистора R2 в верхнее по схеме положение и, измеряя максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. Затем подключают к выходу эквивалент нагрузки, например, такой, как описан в статье И. Нечаева «Универсальный эквивалент нагрузки» в «Радио», 2005, № 1, с. 35. Измеряют минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Чтобы снизить минимальный уровень срабатывания защиты, необходимо уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

П. ВЫСОЧАНСКИЙ, г. Рыбница, Приднестровье, Молдавия
«Радио» №9 2006г.

Говоря операционный усилитель, я зачастую подразумеваю LM358. Так как если нету каких-то особых требований к быстродействию, очень широкому диапазону напряжений или большой рассеиваемой мощности, то LM358 хороший выбор.

Какие же характеристики LM358 принесли ему такую популярность:

  • низкая стоимость;
  • никаких дополнительных цепей компенсации;
  • одно или двуполярное питание;
  • широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В;
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс;
  • Ток потребления: 0,7 мА;
  • Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.

LM358 цоколевка

Так как LM358 имеет в своем составе два операционных усилителя, у каждого по два входа и один выход (6 — выводов) и два контакта нужны для питания, то всего получается 8 контактов.

LM358 корпусируются как в корпуса для объемного монтажа (LM358N — DIP8), так и в корпуса для поверхностного монтажа (LM358D — SO8). Есть и металлокерамическое исполнение для особо тяжелых условий работы.
Я применял LM358 только для поверхностного монтажа – просто и удобно паять.


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.

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.

LM358 схема включения: неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления этой схемы равен (1+R2/R1).
Зная сопротивления резисторов и входное напряжение можно посчитать выходное:
Uвых=Uвх*(1+R2/R1).
При следующих значениях резисторов коэффициент усиления будет равен 101.

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 10 кОм;
  • R2 – 1 MОм.

LM358 схема включения: мощный неинвертирующий усилитель

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 910 кОм;
  • R2 – 100 кОм;
  • R3 – 91 кОм.

Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, в общем случае коэффициент усиления этой схемы равен (1+R1/R2).
Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение — ток


Выходной ток этой схемы будет прямо пропорционален входному напряжению и обратно пропорционален значению сопротивления R1.
I=Uвх/R, [А]=[В]/[Ом].
Для сопротивления резистора R1 равного 1 Ом, каждый Вольт входного напряжения будет давать, один Ампер выходного напряжения.

LM358 схема включения: преобразователь ток — напряжение


А эта схема нужна для преобразования малых токов в напряжение.
Uвых = I * R1, [В]= [А]*[Ом].
Например при R1 = 1 МОм, ток через 1 мкА, превратиться в напряжение 1В на выходе DA1.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель


Эта схема дифференциального усилителя с высоким входным сопротивление, может применятся для измерения напряжении источников с высоким внутренним сопротивлением.
При условии, что R1/R2=R4/R3, выходное напряжение можно рассчитать как:
Uвых = (1+R4/R3)(Uвх1 – Uвх2).
Коэффициент усиления соответственно будет равен: (1+R4/R3).
Для R1 = R2 = R3 = R4 = 100 кОм, коэффициент усиления будет равен 2.

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).

LM358 схема включения: монитор тока


Еще одна интересная схема позволяющая измерять ток в питающем проводе и состоящая из шунта R1, операционного усилителя npn – транзистора и двух резисторов.

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 0,1 Ом;
  • R2 – 100 Ом;
  • R3 – 1 кОм.

Напряжение питания операционного усилителя должно быть минимум на 2 В, выше напряжения нагрузки.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение – частота


И напоследок схема которую можно использовать в качестве аналого-цифрового преобразователя. Нужно только подсчитать период или частоту выходных сигналов.

  • C1 – 0,047 мкФ;
  • DA1 – LM358;
  • R1 – 100 кОм;
  • R2 – 50 кОм;
  • R3,R4,R5 – 51 кОм;
  • R6 — 100 кОм;
  • R7 — 10 кОм.

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.

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.

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.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

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.

Конфигурация контактов микросхемы LM358

, работа, примеры схем LM358

(Последнее обновление: 2 апреля 2021 г.)

Описание:

LM358 содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления, двухканальный операционный усилитель с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной компенсацией. Для работы обоих операционных усилителей в LM358 потребуется один блок питания. Мы также можем использовать раздельное питание. Устройство имеет низкое напряжение питания.

Микросхема

LM358 также может использоваться в качестве стандартного операционного усилителя преобразователя, и она подходит для наших нужд.Он может работать с напряжением от 3 В до 32 В постоянного тока и током до 20 мА на канал. Он состоит из 8 контактов, которые содержат два операционных усилителя.

В этой ИС у нас есть два операционных усилителя, которые мы можем использовать в качестве компаратора. LM- Низкое энергопотребление также делает LM358 хорошим выбором для работы от батареи. Обычно мы получаем сигнал от датчика, который обычно имеет небольшой рейтинг. Мы ничего не можем сделать с этим номиналом, например, мы получаем 0,3 В с датчика. Используя 0,3 В, мы не можем включать / выключать светодиод или реле.Микросхема LM-358 получает сигнал от датчика и сравнивает его с эталонным напряжением. Затем эта микросхема решит, больше или меньше напряжение, чем опорное напряжение, подавая на выходе высокий или низкий уровень.

LM358 является универсальным устройством, его можно использовать в качестве компаратора для сравнения различных сигналов, усиления сигналов от различных преобразователей или датчиков для блоков усиления по постоянному току или любой функции операционного усилителя.

Ссылки на покупку Amazon:

ЛМ358:

Прочие инструменты и компоненты:

Супер стартовый набор для начинающих

Цифровые осциллографы

Переменное питание

Цифровой мультиметр

Наборы для паяльника

Небольшие портативные сверлильные станки для печатных плат

*Обратите внимание: это партнерские ссылки.Я могу получить комиссию, если вы купите компоненты по этим ссылкам. Я был бы признателен за вашу поддержку на этом пути!

Конфигурация контактов LM358:
Номер контакта Название контакта Описание
1 ВЫХОД 1 Этот контакт является выходом первого операционного усилителя
2 ВХОД 1– Этот контакт является инвертирующим входом первого операционного усилителя
3 ВХОД 1 + Этот контакт является неинвертирующим входом первого операционного усилителя
4 Земля или  Это заземление или минус питания операционного усилителя
5 ВХОД 2 + Этот контакт является неинвертирующим входом второго операционного усилителя
6 ВХОД 2 – Этот контакт является инвертирующим входом второго операционного усилителя
7 ВЫХОД 2 Этот контакт является выходом второго операционного усилителя
8 Этот контакт подает положительное напряжение на оба операционных усилителя

 

Операционный усилитель:

Операционный усилитель , или сокращенно операционный усилитель, представляет собой усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления, связанный по постоянному току. его выходные и входные клеммы.

Операционный усилитель выполняет различные функции в зависимости от его конфигурации обратной связи, будь то резистивная, емкостная или и та, и другая, на основании этого он может использоваться как дифференциальный усилитель, интегратор или сумматор.

Неинвертирующий вход:

 Неинвертирующий вход операционного усилителя отмечен знаком «+» на принципиальной схеме в LM-358, неинвертирующий вход — это контакт № 3. Установлено, что на неинвертирующий вход подается положительное напряжение, затем не изменится, и на выходе будет положительное колебание.Если сигнал изменяющейся формы, такой как синусоида, подается на неинвертирующий вход, такой как контакт № 3 в LM-358, то он появится в том же смысле на выходе. Он не был инвертирован.

Инвертирующий вход:  

Инвертирующий вход операционного усилителя отмечен знаком «-» на принципиальной схеме в LM-358, инвертирующий вход имеет контакт № 2.

При подаче положительного напряжения на инвертирующий вход будут возникать отрицательные колебания напряжения.Таким образом, на инвертирующий вход был подан синус, на выходе он окажется инвертированным.

LM358 Рейтинг:

Если рейтинг LM-358 превысит эти значения, это будет повреждение, он будет работать на рейтинге, указанном ниже:

  • Интегрировано с двумя операционными усилителями в одном корпусе
  • Широкий диапазон источников питания
  • Один источник питания – от 3 В до 32 В
  • Двойное питание – от ±1,5 В до ±16 В
  • Диапазон входного дифференциального напряжения ±32
  • Низкий ток питания – 700 мкА
  • Диапазон входного синфазного напряжения -0.от 3 до 32
  • Один источник питания для двух операционных усилителей обеспечивает надежную работу
  • Температура перехода 150°C
  • Рабочая температура окружающей среды – от 0°C до 70°C
  • Диапазон температур хранения – от 65°C до 150°C
  • Температура паяльника – 260 ˚C (в течение 10 секунд – предписано)
  • Выходы с защитой от короткого замыкания
  • Доступные пакеты: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA

Преимущества LM358:

LM-358 имеет различные преимущества, некоторые из которых приведены ниже.

  • Нет необходимости в отдельном питании операционного усилителя
  • LM-358 Совместим со всеми формами логики.
  • Два операционных усилителя с внутренней компенсацией, мы можем использовать оба операционных усилителя одновременно или, если нам нужен только один операционный усилитель, мы можем использовать его.
  • Блок питания, подходящий для работы от батареи.
  • Устраняет необходимость в двойных источниках питания
  • Разрешает прямое измерение рядом с GND и VOUT
  • Блок усиления постоянного тока, благодаря которому он имеет минимальные помехи для радиочастотных сигналов
  • Общее согласование сигналов, поскольку его можно использовать в качестве компаратора для сравнения двух сигналов
  • Преобразователи-усилители могут преобразовывать звуковые сигналы в электрические сигналы
  • Общее усиление сигнала это усиление сигнала
  • Активные фильтры, потому что они удаляют шум из сигнала
  • Схемы операционных усилителей.
  • Преобразователи токовой петли на 4–20 мА.
  • Обычные схемы на операционных усилителях
  • Может использоваться как интегратор, сумматор, дифференциатор, сумматор, повторитель напряжения и т. д.,
  • Блоки питания и мобильные зарядные устройства
  • Управление двигателем: индукционный двигатель переменного тока, бесщеточный двигатель постоянного тока, щеточный двигатель постоянного тока высокого напряжения, низковольтный двигатель с постоянными магнитами и шаговый двигатель
  • Настольный ПК и материнская плата содержат LM-358
  • Внутренние и наружные кондиционеры
  • Стиральные машины, сушилки и холодильники

Замена/аналог/другие номера деталей:

LM2904, LM258, LM324 также можно использовать в качестве замены LM 358, если нет проблем с местом.

Однополярные и сдвоенные операционные усилители:

Эти двойные операционные усилители имеют низкое энергопотребление, диапазон входного напряжения в синфазном режиме означает, что они обеспечивают усиление сигнала, который появляется на общем проводе, распространяющемся на землю/VEE, а также при работе с одним или раздельным питанием. Серия LM358 содержит два операционных усилителя, что эквивалентно половине LM324, которая содержит четыре операционных усилителя.

Характеристики
  • Работа с одиночной и раздельной подачей
  • Выходы с защитой от короткого замыкания
  • Внутренняя компенсация
  • Истинный дифференциальный входной каскад
  • Низкие входные токи смещения
  • Работа с однополярным питанием LM-358 3.от 0 В до 32 В
  • Диапазон синфазного сигнала расширяется до отрицательного источника питания

Принцип

Если мы хотим использовать его как компаратор, мы можем подать напряжение от 3В до 32В. Если мы хотим использовать LM-358 в качестве операционного усилителя, то мы будем давать напряжение от ± 1,6 В до ± 16 В. Контакт 8 – это вход основного источника питания. LM-358 содержит два операционных усилителя, вход первого усилителя – это контакты 2 и 3, а выход – контакт 1. Если мы хотим использовать второй усилитель, вход для этого усилителя находится на контакте 5 и 6, а выход на контакте 7.

Если мы хотим сравнить два сигнала, то мы подадим один сигнал на контакт 2, а другой сигнал на контакт 3. Напряжение на контакте 2 будет сравниваться с напряжением на контакте 3, а напряжение на контакте 6 сравнивается с напряжением на контакте 3. контакт 5, соответствующий двум независимым выходам: 1OUT и 2OUT.

Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 2 больше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакте 3, аналогично Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 5 больше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакт 6  на выходе обоих операционных усилителей будет высокий уровень.

Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 2 меньше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакте 3, аналогично Когда вход на неинвертирующем (+) контакте 5 меньше, чем вход на инвертирующем входе (-) контакт 6  выход обоих операционных усилителей будет низким.

На выходе LM358 не требуется подтягивающий резистор.

LM358 Базовые проекты:

ИК-датчик приближения с LM358:

Используемые компоненты:

  • ЛМ358
  • Резистор 10 кОм
  • Резистор 220 Ом
  • Светодиод ИК-передатчика
  • Светодиод ИК-приемника
  • Цветной светодиод
  • Аккумулятор 5 В
  • Переменный резистор 10 кОм

ИК-светодиод :

ИК-светодиод представляет собой сплошное осветительное устройство, которое при включении излучает некоторую форму электромагнитного излучения.ИК-светодиод излучает свет дольше, чем видимый свет. Из бытового опыта нам известны светодиоды, излучающие видимый свет. Но есть и специальные светодиоды, излучающие инфракрасные лучи. Так же, как могут быть видимые светодиоды разных цветов, инфракрасные светодиоды также излучают лучи с разными длинами волн. Инфракрасные лучи могут иметь разную длину волны и могут принимать любое значение, принадлежащее их диапазону длин волн. Таким образом, очень важно, чтобы используемый ИК-фотодиод мог обнаруживать конкретную длину волны ИНФРАКРАСНОГО излучения, излучаемого ИК-светодиодом.

ИК-ФОТОДИОД :

Это особый тип диода, который генерирует ток при воздействии света, он подключен с обратным смещением для обнаружения ИК-излучения. В отсутствие ИК-излучения, когда на него не падает свет, он имеет очень высокое сопротивление и через него протекает небольшой ток, известный как темновой ток. Но когда на него падают ИК-лучи, образуется больше носителей заряда, и его сопротивление уменьшается, и начинает течь ток, пропорциональный интенсивности излучения, падающего на фотодиод.В датчике приближения этот механизм используется фотодиодом для генерации электрического сигнала.

Как это работает:

Принцип действия датчика приближения очень прост. ИК-светодиод и фотодиод подключены параллельно друг другу, которые будут действовать как передатчик и приемник. Фотодиод подключен в обратном смещении. Когда перед лучами излучателя возникает препятствие, которое представляет собой ИК-светодиод, который излучает свет, когда этот свет отражается обратно, он перехватывается фотодиодом, который действует как приемник.Отраженные лучи будут уменьшать сопротивление фотодиода, из-за чего будут образовываться большие носители заряда и будет генерироваться электрический сигнал.

На практике этот сигнал представляет собой напряжение на резисторе 10 кОм, который является потенциометром. Мы можем отрегулировать это напряжение, регулируя это напряжение, расстояние также будет варьироваться. Он напрямую подается на неинвертирующий конец операционного усилителя. Функцией операционного усилителя является сравнение двух входов, подаваемых на него на контактах 2 и 3. Сигнал с фотодиода подается на неинвертирующий контакт (контакт 3), к которому подключен резистор 10 кОм, а пороговое напряжение от потенциометра подается на инвертирующий контакт (контакт 2), который регулируется.Если напряжение на неинвертирующем выводе 2 больше, это означает, что свет не падает на фотодиод, чем напряжение на инвертирующем выводе, выход операционного усилителя высокий, в противном случае выходной сигнал низкий.

Цифровой выход имеет либо высокий, либо низкий уровень. Роботы, избегающие препятствия, или роботы, следующие по линии, используют цифровой выходной сигнал датчика приближения, чтобы остановить движение робота или изменить направление движения робота. Как только препятствие подойдет достаточно близко, сигнал может быть напрямую подан на входные контакты двигателя через схему h-моста для управления двигателями.

Аналоговый выход представляет собой непрерывный диапазон значений от нуля до некоторого конечного значения. Драйвер двигателя или другие коммутационные устройства не могут напрямую использовать аналоговый сигнал. Сначала они должны быть обработаны микроконтроллерами и преобразованы в цифровую форму с помощью АЦП и некоторого кодирования. Эта форма вывода требует дополнительного микроконтроллера, но исключает использование операционного усилителя.

Режим работы компаратора простой:

Если Vin > Vref, то Vвых = Vcc,

Опорное напряжение устанавливается на выводе номер 2, и если Vin < Vref, то Vout = 0, поскольку мы подключаем вывод к земле.

Стоит отметить, что на выходе напряжение будет примерно равно напряжению питания Vout ~ Vcc.

Учитывая это, мы подключим выход ИК-приемника к неинверсному входу (плюс), то есть подключим ИК-приемник к входному контакту 2 LM-358. Первоначально мы сказали, что у нас будет около 0,56 В от фотодиода, когда он не улавливает инфракрасное излучение.

Таким образом, мы должны изначально задать напряжение Vref выше 0,56 В. Здесь мы будем использовать потенциометр, чтобы установить значение выше 0.56В на контакт Vref. В этом случае в состоянии 0 у нас Vin < Vref и Vout = 0, поэтому светодиод будет выключен.

Когда приемник уловит излучение, он пропустит более высокий ток, который превысит Vref, и мы будем иметь Vin > Vref и Vout = Vcc, около 9В

Солнечный трекер с использованием LM-358:
Необходимые компоненты
НАИМЕНОВАНИЕ КОМПОНЕНТА КОЛИЧЕСТВО
ЛМ-358 1
БК-547 2
БК-557 2
1 кОм Резистор 2
Резистор 10 кОм 2
Двигатель постоянного тока 1
Потенциометр 50 кОм 1
ЛДР 2
Аккумулятор 9–12 В 1

BC547 Транзистор

В этом проекте используются два транзистора BC547.BC547 представляет собой биполярный переходной транзистор NPN . Обычно используется как переключатель и усилитель. Мы использовали BC547 в качестве переключателя в этой схеме. Меньшее количество тока, подаваемое на базу, может контролировать большее количество токов на коллекторе и эмиттере.

BC557 Транзистор

BC547 — это транзистор с биполярным переходом PNP . Обычно используется как переключатель и усилитель. Когда на базу подается напряжение земли (0), коллектор и эмиттер закрываются (прямое смещение), а когда на базу подается положительное напряжение, коллектор и эмиттер открываются (обратное смещение)

LDR (светозависимый резистор)

LDR или Light Dependent Resistor — это переменный резистор.Он также известен как фоторезистор. Эти LDR, светозависимые резисторы или фоторезисторы работают по принципу «фотопроводимости». Изменение сопротивления LDR зависит от интенсивности света, падающего на поверхность LDR. Когда свет падает на поверхность LDR, сопротивление LDR уменьшается и увеличивается проводимость элемента. Когда свет не падает на поверхность LDR, сопротивление LDR велико и снижает проводимость элемента.

Проводка цепи солнечного трекера на базе LM358

LDR1 соединен с R1 (10K) последовательно, что изменит напряжение.Точка соединения LDR1 и R1 является входом для неинвертирующего контакта LM358, , который подключен к контакту 3 микросхемы LM358, которые являются входами первого операционного усилителя.

Аналогично, LDR2 соединены последовательно с R2 (10K) . Точка соединения LDR2 и R2 — это выход LDR2 , который подключен к контакту 5 микросхемы LM358. Контакт 5 — это неинвертирующий вход микросхемы LM358 второго операционного усилителя.

Переменный резистор 10K (RV1) фиксированная клемма 1 подключена к Vcc , а фиксированная клемма 2 подключена к заземлению . Клемма Variable переменного резистора (RV1) подключена к контактам 2 и 6 IC . Штырьки 2 и 6 — это инвертирующие входные клеммы операционного усилителя IC 1 и операционного усилителя 2 соответственно.

Выходной контакт операционного усилителя 1 (контакт 1 микросхемы) подключен к клемме базы транзистора Q1 и Q3 , а выходной контакт операционного усилителя 2 (контакт 7 ИС) подключен к базе вывод транзистора Q2 и Q4 .

Транзистор (BC547) Q1 и Q2 Коллектор соединяется с Vcc , а Транзистор (BC557) Q3 и Q4 Коллектор соединяется с Земля .

Клемма эмиттера транзистора Q1 и Q3 оба закорочены и подключены к клемме двигателя через точку соединения диода D1 и D3 . Клемма эмиттера транзистора Q2 и Q4 оба закорочены и соединены с клеммой двигателя через точку соединения диода D2 и D4 .

Работа одноосевой системы слежения за солнцем с использованием LM358

LM358 — главный контроллер, управляющий всей системой. Здесь он работает как компаратор напряжения, выход компаратора напряжения будет высоким, когда напряжение на неинвертирующей входной клемме (+) больше, чем напряжение на инвертирующей входной клемме (-).

Когда свет не падает на поверхность LDR, его сопротивление высокое, тогда все напряжение распределяется по LDR, а на выходе низкий уровень (земля).Когда свет падает на поверхность LDR, его сопротивление низкое, затем все напряжение распределяется по резистору, а выходной сигнал высокий (VCC).

Переменный резистор используется для установки опорного напряжения на клемме инвертирования (-) операционных усилителей 1 и операционного усилителя 2.

Транзисторы BC547 и BC557 формируют H-мост, управляющий направлением вращения двигателя.

Когда свет падает на LDR, увеличивается выходное напряжение LDR. Таким образом, напряжение на неинвертирующем (+) выводе также увеличивается, когда это напряжение больше, чем опорное напряжение, выход операционного усилителя становится ВЫСОКИМ.

ВХОД А ВХОД Б ВЫХОД
0 0 СТОП
0 1 ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ
1 0 ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ
1 1 СТОП

Транзисторы комплементарной симметрии BC547 и BC557 образуют Н-мост, с помощью которого мы управляем вращением двигателя.

  1. Рассмотрим случай, когда выход первого компаратора высокий, а выход второго компаратора низкий. Двигатель будет вращаться по часовой стрелке, когда Q1 и Q4 включатся.
  2. Рассмотрим случай, когда на выходе первого компаратора низкий уровень, а на выходе второго компаратора высокий уровень. Двигатель будет вращаться против часовой стрелки, когда транзисторы Q2 и Q3 откроются.
  • Если на выходе обоих компараторов низкий уровень, транзисторы Q3 и Q4 включаются, но ток через двигатель не протекает.
  1. Аналогично, если на выходе обоих компараторов высокий уровень, транзисторы Q1 и Q2 откроются, но ток через двигатель не будет течь.

Мониторинг батареи Использование LM358:

Схема индикатора уровня заряда батареи

с использованием двойного операционного усилителя LM358 для контроля низкого, нормального и полного уровня батареи 12 В.

Используемые компоненты:

Резисторы: (1/4 Вт)
R1 – 10K
R2 – 10K
R3 – 10K (потенциометр)
R4 – 10K (потенциометр)
R5 – 1.5K
R6 – 1.5K
R7 – 1K
R8 – 1.5K
R9 – 1.5K
LM358 IC
Светодиоды:
Красный
Зеленый
Желтый
100 мА 90 мА Фусет 20625 100 B B

Описание схемы:

Эта схема контролирует напряжение батареи 12 В. Он покажет уровень заряда батареи с индикацией низкого напряжения, нормального напряжения и полного напряжения. Потенциометр регулирует точку, в которой красный/желтый и желтый/зеленый светодиоды включены или выключены. Например, красный светодиод включается при напряжении 11 В, а зеленый светодиод — при напряжении 12 В.Между этими значениями желтый светодиод остается включенным. Этот проект также можно использовать для мониторинга 4 В, 6 В, 24 В и т. д. с небольшими изменениями.

 Фотодиод с LM358:

Используемые компоненты:
  • ЛМ358
  • Фотодиод
  • Потенциометр 10K
  • Резистор 10 кОм
  • Транзистор BC547
  • Светодиод

Резистор 10K соединен с фотодиодом последовательно, выход фотодиода подключен к выводу номер 3 LM-358. В этом проекте, когда излучение падает на фотодиод, светодиод будет гореть и выключаться.Потенциометр подключен к контакту 2, который будет работать как опорное напряжение. Выход операционного усилителя дан на базе BC547. Коллектор соединен со светодиодом, а эмиттер соединен с землей.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Распиновка микросхемы LM358

, описание, аналоги

LM358 — это 8-контактная микросхема операционного усилителя, доступная в различных корпусах. Наиболее часто используемый пакет — это 8-контактный дип-пакет. Эта ИС состоит из двух отдельных операционных усилителей в одном корпусе.Оба внутренних операционных усилителя имеют высокий коэффициент усиления и могут легко работать от одного или двух источников питания.

Главной особенностью тренболона этой микросхемы является низкое потребление тока, что делает ее более подходящей для проектов с батарейным питанием. Вы можете использовать его с широким диапазоном источников питания от 3 В до 32 В постоянного тока, благодаря чему его можно легко использовать с логическими устройствами низкого напряжения и микроконтроллерами.

Конфигурация выводов микросхемы LM358

Конфигурация выводов микросхемы LM358 следующая

  • Контакт 1: выход первой (A) секции ИС или операционного усилителя 1
  • Pin-2: инвертирующий вход первой (A) секции IC или операционного усилителя 1
  • Контакт-3: неинвертирующий вход первой (A) секции ИС или операционного усилителя 1
  • Контакт-4: масса/минус для обоих операционных усилителей
  • Pin-5: инвертирующий вход второй (B) секции IC или операционного усилителя 2
  • Контакт-6: неинвертирующий вход второй (B) секции ИС или операционного усилителя 2
  • Контакт-7: выход второй (B) секции ИС или операционного усилителя 2
  • Pin-8: Положительное питание обеих секций / Операционные усилители ИС.

Характеристики ИС с двумя операционными усилителями LM358
  • С однополярным питанием – от 3 В до 32 В
  • С двойным питанием – от ±1,5 В до ±16 В
  • Низкий ток питания – 700 мкА
  • Один источник питания с двумя операционными усилителями обеспечивает надежную работу
  • Включить защищенные от короткого замыкания выходы
  • Рабочая температура окружающей среды – от 0°C до 70°C
  • Температура паяльника – 260 ˚C в течение 10 секунд
  • Доступны пакеты TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA

Некоторые важные области применения LM358
  • Аудио предусилители
  • Усилитель слабого сигнала
  • Общие схемы операционных усилителей
  • Интегратор, сумматор, дифференциатор, сумматор, повторитель напряжения и т. д.
  • Цифровые мультиметры, осциллографы
  • Контур управления и регулирования
  • Цепи датчиков
  • лучшие стероиды

Датчик LDR с использованием LM358

В этой простой цепи датчика темноты. Когда свет блока падает на LDR, LM358 включает светодиод.

Меры предосторожности для продления срока службы LM358

Для стабильной работы и длительного срока службы этой микросхемы не используйте напряжение более 32 В постоянного тока. Необходимо проверить соединения и убедиться, что питание имеет правильную полярность, обратная полярность может привести к повреждению цепи микросхемы.Рабочая температура должна оставаться в пределах от 0 до +70 градусов по Цельсию и не хранить микросхему при температуре ниже -65 по Цельсию и выше +150 по Цельсию.

Чип

lm358 и схема его применения. Стабилизатор тока для зарядки аккумуляторов

Микросхема

LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенностью этого усилителя является возможность работы в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт.Выход защищен от короткого замыкания.

Описание операционного усилителя LM358

Область применения в качестве усилителя-преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения и во всех типовых схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным напряжением питания, так и с двуполярным.

Технические характеристики LM358

  • Однополярный источник питания: от 3 В до 32 В.
  • Биполярный источник питания: от ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0.7 мА.
  • Синфазное входное напряжение: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Входной ток общего режима: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальное усиление по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Гармонические искажения: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Единичный коэффициент усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.

Размеры и расположение контактов LM358 (LM358N)


Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • ОП221
  • ОП290
  • ОП295
  • ТА75358П
  • УПК358К
  • АН6561
  • КА358Э
  • ХА17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы подключения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Предположим, что потенциал, подаваемый на инвертирующий вход, плавно возрастает.Когда его уровень немного выше опорного уровня (Vh -Vref), на выходе появится высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно уменьшаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении чуть ниже опорного (Vref — Vl). В этом примере разница между (Vh — Vref) и (Vref — Vl) будет значением гистерезиса.

Генератор синусоидальных колебаний Wien Bridge

Генератор моста Вина представляет собой тип электронного генератора, генерирующего синусоидальные волны.Он может генерировать широкий диапазон частот. Генератор основан на мостовой схеме, первоначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Классический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор также можно рассматривать как прямой усилитель в сочетании с полосовым фильтром, обеспечивающим положительную обратную связь.

Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение этой схемы — усиление разницы между двумя входящими сигналами, при этом каждый из них умножается на некую константу.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, используемая для усиления разности напряжений между двумя сигналами на ее входах. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а строго зависит от их разности.

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники.Этот небольшой компонент можно использовать в самых разных схемах усиления сигнала, генераторах, АЦП и других полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты должны быть разделены по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и другим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, получивших широчайший простор для конструирования различных устройств: устройств контроля температуры, аналоговых преобразователей, промежуточных усилителей и прочих полезных схем.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее производительность , позволяющая создавать множество различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента относятся следующие.

Приемлемые рабочие параметры: микросхема обеспечивает одно- и двухполюсное питание, широкий диапазон питающих напряжений от 3 до 32 В, приемлемую скорость нарастания выходного сигнала, равную всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет только 0.7 мА, а напряжение смещения всего 0,2 мВ.

Описание контакта

Микросхема

реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4, 8) используются как выходы для двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

Схема ОУ имеет 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции.Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусмотреть дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема популярна и применяется в бытовых приборах , эксплуатируемых как в нормальных условиях, так и в особых условиях при высоких или низких температурах окружающей среды, повышенной влажности и других неблагоприятных факторах. Для этого интегральный элемент доступен в различных корпусах.

Аналоги микросхем

Средний по исполнению, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам … Компонент без буквы можно заменить на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D нужно будет использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная схема выпускается последовательно с другими компонентами, отличающимися только температурным диапазоном, предназначенным для работы в суровых условиях.

Существуют операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за этого стоимость устройства сильно различается в разных магазинах.

Серия микросхем включает LM138, LM258, LM458. При подборе альтернативных аналоговых элементов для использования в приборах важно учитывать диапазон рабочих температур … Например, если LM358 с ограничением от 0 до 70 градусов недостаточно, то более адаптированный к суровым условиям LM2409 может быть использован. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, особенно если место в корпусе готового изделия ограничено.ОУ LM321, LMV321, имеющие также аналоги AD8541, OP191, OPA337, относятся к числу наиболее подходящих для использования в конструкции малогабаритных устройств.

Особенности включения

Существуют множество схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут предъявляться к ним при эксплуатации:

  • неинвертирующий усилитель;
  • преобразователь ток-напряжение
  • ;
  • преобразователь напряжение-ток
  • ;
  • дифференциальный усилитель с пропорциональным усилением без регулировки;
  • дифференциальный усилитель
  • со встроенной схемой регулировки усиления;
  • цепь управления током;
  • Преобразователь напряжение-частота
  • .

Популярные схемы для lm358

На базе LM358 N построены различные устройства, выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители, как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерения различных сигналов, усилитель термопары LM358, схемы сравнения, аналого-цифровые преобразователи и так далее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные виды схем подключения, используемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжение будет равно произведению входного напряжения и пропорционального усиления, образованного отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема опорного напряжения пользуется большой популярностью благодаря высоким практическим характеристикам и стабильности в различных режимах. Схема отлично поддерживает необходимый уровень выходного напряжения. На его основе построены надежные и качественные источники питания, преобразователи аналоговых сигналов, в устройствах для измерения различных физических величин.

Одной из самых качественных схем синусоидального генератора является устройство на мосту вина . При правильном подборе комплектующих генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал стабильный и качественный.

Усилитель

Основное применение микросхемы LM358 — усилители и различная усилительная аппаратура.Что обеспечивается особенностями включения, выбором других компонентов. Такая схема используется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется следить за температурой каких-либо устройств. Например, на жало паяльника … Обычным термометром этого не сделать, особенно когда надо сделать схему автоматического регулирования. Для этого можно использовать операционный усилитель LM 358.Данная микросхема имеет малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, других в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена ​​из сплава на основе никеля: хромаль, алюмель. Второй тип металла имеет более светлый цвет и менее подвержен намагничиванию, хромаль темнее, магнитнее.К особенностям схемы можно отнести наличие кремниевого диода, который нужно разместить как можно ближе к термопаре. При нагреве термоэлектрическая пара хромаль-алюмель становится дополнительным источником ЭДС, что позволяет вносить существенные коррективы в основные измерения.

Схема простого регулятора тока

В схему включен кремниевый диод . Напряжение перехода с него используется как источник опорного сигнала, подаваемого через ограничительный резистор на неинвертирующий вход микросхемы.Для регулировки тока стабилизации схемы используется добавочный резистор, подключаемый к минусовой клемме источника питания, к неотводящему входу МК.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистор, поддерживающий ОУ с минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивный делитель напряжения, состоящий из 3 резисторов с диодом, выступающим в качестве источника опорного напряжения.

Резистор 82 кОм подключен к минусу источника и плюсовому входу МК.Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода, включенных напрямую. Затем ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором, эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МК, образуя отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выполняет роль измерительного шунта. Опорное напряжение формируется с помощью делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74 мА при входном напряжении 5В.А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменяется не более чем на 10%.

Зарядное устройство для LM 358

С помощью ОУ LM 358 часто изготавливают зарядное устройство с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Например, рассмотрим литий-ионное зарядное устройство с питанием от USB. Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает.А при полной зарядке аккумулятора схема перестает работать, полностью закрывая транзистор.

Тема автомобильных зарядок интересна многим. Из этой статьи вы узнаете, как переделать компьютерный блок питания в полноценное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Это будет импульсное зарядное устройство для аккумуляторов емкостью до 120 Ач, то есть зарядка будет достаточно мощной.

Собирать практически нечего — блок питания просто переработан. В него будет добавлен только один компонент.

Блок питания компьютера имеет несколько выходных напряжений. Основные шины питания 3,3, 5 и 12 В. Таким образом, для работы устройства требуется 12-вольтовая шина (желтый провод).

Для зарядки автомобильных аккумуляторов выходное напряжение должно быть в районе 14,5-15 В, поэтому 12 В от компьютерного блока питания явно недостаточно. Поэтому первым делом необходимо поднять напряжение на 12-вольтовой шине до уровня 14,5-15 В.

Затем необходимо собрать регулируемый стабилизатор тока или ограничитель, чтобы можно было установить требуемый ток заряда .

Зарядное можно сказать автоматическое. Аккумулятор будет заряжаться до указанного напряжения стабильным током. По мере заряда ток будет падать, а в самом конце процесса будет равен нулю.

Приступая к изготовлению устройства, необходимо найти подходящий блок питания. Для этих целей подходят блоки с ШИМ-контроллером TL494 или его полноценным аналогом К7500.

Когда нужный блок питания найден, необходимо его проверить.Чтобы запустить агрегат, подключите зеленый провод к любому из черных проводов.

Если агрегат запускается, необходимо проверить напряжение на всех шинах. Если все в порядке, то нужно вынуть плату из жестяного корпуса.

После снятия платы необходимо снять все провода, кроме двух черных, двух зеленых и идет на запуск блока. Остальные провода рекомендуется отпаивать мощным паяльником, например, на 100 Вт.

Этот шаг потребует от вас полного внимания, так как это самый важный момент во всей доработке.Нужно найти первый вывод микросхемы (в примере микросхема 7500), и найти первый резистор, который подается с этого вывода на шину 12В.

На первом выводе много резисторов, но найти нужный не сложно, если все прозвонить мультиметром.

После нахождения резистора (в примере это 27 кОм) нужно отпаять только одну клемму. Чтобы избежать путаницы в будущем, резистор будет называться Rx.

Теперь нужно найти переменный резистор, скажем, на 10 кОм.Мощность его не важна. Вам необходимо соединить 2 провода длиной около 10 см каждый таким образом:

Один из проводов необходимо подключить к припаянному выводу резистора Rx, а другой припаять к плате в том месте, от которого вывод Резистор Rx был припаян. Благодаря этому регулируемому резистору можно будет установить необходимое выходное напряжение.

Стабилизатор или ограничитель зарядного тока — очень важное дополнение, которое должно быть в каждом зарядном устройстве.Этот блок выполнен на базе операционного усилителя. Здесь подойдет практически любой «операционник». В примере используется бюджетный LM358. Элементов в корпусе этой микросхемы два, но нужен только один из них.

Несколько слов о работе ограничителя тока. В этой схеме операционный усилитель используется в качестве компаратора, который сравнивает напряжение на низкоомном резисторе с опорным напряжением. Последний устанавливается с помощью стабилитрона. А регулируемый резистор теперь изменяет это напряжение.

При изменении значения напряжения ОУ попытается сгладить напряжение на входах и сделает это за счет уменьшения или увеличения выходного напряжения. Таким образом, «операционник» будет управлять полевым транзистором. Последний регулирует выходную нагрузку.

Полевой транзистор нужен мощный, так как через него будет проходить весь ток заряда. В примере используется IRFZ44, хотя можно использовать любой другой подходящий параметр.

Транзистор необходимо установить на теплоотвод, т.к. при больших токах он будет хорошо греться.В этом примере транзистор просто прикреплен к корпусу блока питания.

Печатную плату разложили быстро, но получилось неплохо.

Теперь осталось все соединить по картинке и приступить к установке.

Напряжение установлено в районе 14,5 В. Регулятор напряжения не вывести. Для контроля есть только регулятор тока заряда на передней панели, и вольтметр тоже не нужен, так как амперметр покажет все, что нужно видеть при зарядке.

Амперметр можно взять советский аналоговый или цифровой.

Также на переднюю панель выведен тумблер запуска устройства и выходные клеммы. Теперь проект можно считать завершенным.

Получилось простое в изготовлении и недорогое зарядное устройство, которое можно смело повторить самому.

Прикрепленные файлы:

Для установления различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от перегрузки по току.Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита ограничивает только максимальный ток нагрузки, а возможность его регулирования отсутствует или затруднена. Эта защита больше для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходимо регулировать уровень срабатывания токовой защиты в широких пределах. При его срабатывании нагрузка должна автоматически отключаться. Предлагаемое устройство отвечает всем перечисленным требованиям.

Основные технические характеристики
Входное напряжение, В …… 26 … 29
Выходное напряжение, В …… 1 … 20
Ток срабатывания защиты, А ….. …………….. 0,03…2

Схема устройства показана на рисунке. Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) подается образцовое напряжение от движка переменного резистора R2, стабильность которого обеспечивается стабилитроном VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ОФ) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7 ОФ поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов.Перемещая ползунок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение.

Блок максимальной токовой защиты собран на ОУ DA1.2, который включен в качестве компаратора, сравнивающего напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий вход подается образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивается диодом VD2, выполняющим функцию стабилизатор с напряжением стабилизации около 0.6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, выходное напряжение (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

При превышении допустимого тока нагрузки напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС).Открытый транзистор VT1 подключает резистор малого сопротивления R12 параллельно стабилитрону VD1, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, так как регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то, что напряжение на датчике тока нагрузки падает до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, о чем свидетельствует загорание индикатора HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием кнопки SB1.Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1.

Детали. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б-КТ315Е. Транзистор VT2 — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации 3 В при токе 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2-VD4) могут быть разные из этой серии или КД522Б Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические.Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичные импортные, остальные из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех МЛТ-1, соединенных параллельно сопротивлением 1 Ом. Кнопка (SB1) — P2K мгновенная или аналогичная.

Наладку прибора начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое с учетом пульсаций должно находиться в пределах, указанных на схеме.После этого ползунок переменного резистора R2 перевести в верхнее положение по схеме и, измерив максимальное выходное напряжение, установить его равным 20 В, подобрав резистор R11. Затем к выходу подключается эквивалент нагрузки, например такой, как описан в статье И. Нечаева «Универсальный эквивалент нагрузки» в Радио, 2005, №1, с. 35. Измерьте минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Для снижения минимального уровня срабатывания защиты необходимо уменьшить сопротивление резистора R6.Для повышения максимального уровня срабатывания защиты необходимо уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

П. ВЫСОЧАНСКИЙ, Рыбница, Приднестровье, Молдова
«Радио» №9 2006

Когда я говорю об операционном усилителе, я часто имею в виду LM358. Так как если нет особых требований к быстродействию, очень широкому диапазону напряжений или высокой рассеиваемой мощности, то LM358 — хороший выбор.

Какие характеристики LM358 принесли ему такую ​​популярность:

  • низкая стоимость;
  • без дополнительных компенсационных цепей;
  • одно- или биполярное питание;
  • широкий диапазон питающих напряжений от 3 до 32 В;
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0.6 В/мкс;
  • Ток потребления: 0,7 мА;
  • Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.

Распиновка LM358

Так как LM358 имеет два операционных усилителя, каждый имеет два входа и один выход (6 — пинов) и для питания нужно два контакта, то всего получается 8 контактов.

LM358 поставляются как в объемных корпусах (LM358N — DIP8), так и в корпусах для поверхностного монтажа (LM358D — SO8). Существует также версия из металлокерамики для особо тяжелых условий работы.
Я использовал LM358 только для поверхностного монтажа — паять просто и удобно.


Аналоги LM358

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

Большое количество подобных операционных усилителей доступно с LM358. Например LM158, LM258, LM2409 имеют схожие характеристики, но разный диапазон рабочих температур.

Если диапазона 0..70 градусов недостаточно, то стоит использовать LM2409, однако следует учитывать, что у него диапазон мощностей уже:

Кстати, если вам нужен только один операционный усилитель в компактном 5-выводном корпусе SOT23-5, то вполне можно использовать LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337).
Напротив, если вам нужно большое количество соседних операционных усилителей, вы можете использовать счетверенные LM324 в 14-контактном корпусе. Сэкономить место и конденсаторы по цепям питания вполне реально.

Схема подключения LM358: неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления этой схемы равен (1 + R2/R1).
Зная сопротивления резисторов и входное напряжение, можно вычислить выходное:
Uвых = Uвх*(1+R2/R1).
При следующих номиналах резисторов усиление будет равно 101.

  • DA1 — LM358;
  • R1 — 10 кОм;
  • R2 — 1 МОм.

Схема подключения LM358: мощный неинвертирующий усилитель

  • DA1 — LM358;
  • R1 — 910 кОм;
  • R2 — 100 кОм;
  • R3 — 91 кОм.

Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, в общем случае коэффициент усиления этой схемы равен (1 + R1/R2).
Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.

Схема включения LM358: преобразователь напряжение-ток


Выходной ток этой схемы будет прямо пропорционален входному напряжению и обратно пропорционален значению сопротивления R1.
I = Uвх/R, [А] = [В]/[Ом].
Для резистора R1 сопротивлением 1 Ом каждый вольт входного напряжения дает один ампер выходного напряжения.

Схема подключения LM358: преобразователь ток-напряжение


А эта схема нужна для преобразования малых токов в напряжение.
Uвых = I * R1, [В] = [А] * [Ом].
Например, при R1 = 1 МОм ток через 1 мкА превратится в напряжение 1В на выходе DA1.

Схема подключения LM358: дифференциальный усилитель


Эта схема дифференциального усилителя с высоким импедансом может использоваться для измерения напряжения источников с высоким импедансом.
При условии, что R1/R2 = R4/R3, выходное напряжение можно рассчитать как:
Uвых = (1 + R4/R3) (Uвх1 — Uвх2).
Прирост соответственно будет равен: (1+R4/R3).
Для R1 = R2 = R3 = R4 = 100 кОм коэффициент усиления составит 2.

Схема подключения LM358: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления


Следует отметить, что предыдущая схема не позволяет регулировать коэффициент усиления, так как требует одновременной смены двух резисторов.Если вам нужно иметь возможность регулировать коэффициент усиления в дифференциальном усилителе, то можно использовать схему с тремя операционными усилителями.
В этой схеме усиление регулируется подстройкой резистора R2.
Для этой схемы должны выполняться условия равенства номиналов сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7.
Тогда выигрыш будет: (1 + 2 * R1 / R2).
Uвых = (1+2*R1/R2) (Uвх1 — Uвх2).

Цепь включения LM358: монитор тока


Еще одна интересная схема, позволяющая измерять ток в питающем проводе и состоящая из шунта R1, операционного усилителя npn — транзистора и двух резисторов.

  • DA1 — LM358;
  • R1 — 0,1 Ом;
  • R2 — 100 Ом;
  • R3 — 1 кОм.

Напряжение питания операционного усилителя должно быть не менее чем на 2 В выше напряжения нагрузки.

Схема подключения LM358: преобразователь напряжение-частота


И, наконец, схема, которую можно использовать как аналого-цифровой преобразователь. Вам просто нужно рассчитать период или частоту выходных сигналов.

  • С1 — 0.047 мкФ;
  • DA1 — LM358;
  • R1 — 100 кОм;
  • R2 — 50 кОм;
  • R3, R4, R5 — 51 кОм;
  • R6 — 100 кОм;
  • R7 — 10 кОм.

LM358, сдвоенные операционные усилители — TI

Устройства LM358 компании Texas Instruments состоят из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией, предназначенных для работы от одного или раздельного источника питания в широком диапазоне напряжений. Также возможна работа от разделенных источников питания, если разница между двумя источниками питания составляет от 3 В до 32 В, а V CC составляет не менее 1.на 5 В больше, чем входное синфазное напряжение. Низкий потребляемый ток питания не зависит от величины напряжения питания.

Приложения включают усилители преобразователя, блоки усиления постоянного тока и все обычные схемы операционных усилителей, которые теперь могут быть проще реализованы в системах с однополярным питанием. Например, эти устройства могут работать непосредственно от стандартного источника питания 5 В, используемого в цифровых системах, и могут легко обеспечить необходимую интерфейсную электронику без дополнительных источников питания ±5 В.

Особенности
  • Широкий диапазон поставки
    • Однополярное питание: от 3 В до 32 В
    • Двойное питание: от ±1,5 В до ±16 В
  • Низкий потребляемый ток, не зависящий от напряжения питания: 0,7 мА, тип.
  • Широкий диапазон единичного усиления: 0,7 МГц
  • Диапазон синфазного входного напряжения включает землю, что позволяет проводить прямое измерение вблизи земли
  • Диапазон дифференциального входного напряжения равен максимальному номинальному напряжению питания: 32 В
  • Дифференциальное усиление по напряжению без обратной связи: 100 дБ, тип.
  • Внутренняя частотная компенсация
  • Низкие входные параметры смещения и смещения
    • Входное напряжение смещения: 3 мВ тип.
    • Входной ток смещения: 2 нА тип.
    • Входной ток смещения: 20 нА тип.
      • Версии A: 15 нА тип.
  • В продуктах, соответствующих стандарту MIL-PRF-38535, тестируются все параметры, если не указано иное.Для всех других продуктов производственная обработка не обязательно включает тестирование всех параметров

arduino — Нужна помощь с использованием LM358, микроконтроллера и блока питания +/-

Похоже, что в этом вопросе большая часть (большинство 🙂 ) информации, необходимой для его решения, представлена ​​в четком и понятном формате. Это очень приветствуется и очень необычно.

Система представляет собой «секвенсор», который последовательно подключает ряд настроек потенциометра к выходу с помощью вентилей передачи CD4066.(Технический паспорт CD4066 здесь)

Имеет ряд мелких, но фатальных недостатков, которые легко исправить. Знание того, для чего он будет использоваться, какова скорость шага и всегда ли включен хотя бы один выход, поможет улучшить качество решения.

Обобщенное решение — следующее может иметь решающее значение:

  • Супер-резюме

    • «D1-D8» являются пиковыми, удерживающими выходной сигнал.
      LED1-LE8 фиксируют сигналы привода CD4066.
      Необходимо проверить относительную правильность фактических сигналов питания и привода.

    • Удалить выходные диоды

    • Маленькая заглушка для заземления контакта 3 IC3A

    • Arduino Vcc = CD4066 Vdd.

    • Если Vcc = Vdd = 3V3, то Vpot_all <= 4V.

    • Если Vcc = Vdd = 5 В, тогда Vpot_all <= 5 В в порядке.

    • Удалите светодиоды LED1-LED8 или добавьте резисторы серии 10K.

    • Работа IC3 от источников питания +12 В/0 В.

    • Рассмотрите возможность ограничения Vpotmax, скажем, 4 В, чтобы обеспечить запас по IC3.

    • Так и есть! 🙂

Более подробная информация, краткое изложение …

  • Удалить D1-D11 на выходах передающих вентилей CD4066 (заменить на КЗ.)

  • Поместите небольшой конденсатор и/или большой резистор на контакт 3 IC3A = вход усилителя. Это обеспечивает конденсатор выборки и хранения и отрицательный опорный соответственно.Размер ограничения зависит от скорости мультиплексирования. Может быть около 1 нФ, если скорость медленная. Резистор 1 МОм и выше.

  • Если светодиоды LED1 — LED8 не имеют последовательных резисторов, установите их или удалите светодиоды на время проверки этого решения. Резисторы должны быть достаточно большими, чтобы светодиоды лишь слегка нагружали выходы Arduino D0-D7. Они ДОЛЖНЫ повышаться как минимум до 3,5 В в течение всего времени работы CD4066.

  • CD4066 Vdd не указан. Пожалуйста уточни. Должно быть таким же, как у Arduino Vcc, но не больше.

  • Arduino Vcc и CD4066 Vdd должны быть одинаковыми.
    Входное напряжение потенциометра не должно быть > CD4066 Vdd.


ДЕТАЛИ:

Рассмотрим IC1a B C D IC2A B C D для формирования мультиплексора с 8 входами и одним выходом. Назовите этот мультиплексор или отдельные вентили передачи вентилей 1-8 = TG1-TG8.

Светодиоды

1 2 3 4 5 6 7 8 показаны с НО последовательным резистором привода, и они прижимают линии привода к вентилям передачи 4066. Для процессора 4066 требуется высокий сигнал разрешения не менее 70% от его VCC.

Д1 2 3 ? ? ? ? 11 внизу (4066 выходов) не нужны и вызывают проблемы. Диодам с 4-го по 7-й присвоено несколько символов, которые на диаграмме перепечатаны. ЕСЛИ это на печатной плате, которая была сделана, могут быть проблемы с подключением, но, вероятно, это просто опечатки.

Обозначу выходные диоды D1-8.
Короткое замыкание D1-8 !!!
Они действуют как схема фиксации пикового значения для контакта 3 микросхемы IC3A без нагрузки, поэтому максимальное значение сохраняется в паразитной емкости, а на контакте 3 нет изменений.На их выходы можно поместить нагрузку (контакт 3 IC3a на землю), НО, поскольку передающие затворы изолируют потенциометры, за исключением случаев, когда диоды подключены, они просто добавляют плохо определенный диодный перепад без видимой пользы. Удаление вроде нормально.

Arduino имеет «VCC» и 5V и 3V, показанные на краевом разъеме. Процессор ДОЛЖЕН работать от 5 В Vcc, чтобы эта схема работала, как показано, поскольку сигналы привода CD4066 должны быть не менее 3,5 В, когда он имеет 5 В Vcc, а для переключения сигналов 5 В требуется 5 В Vcc. Если Vcc = 3.3V говорят, что горшки не должны быть установлены выше, скажем, 4V. (К счастью, CD4066 будет работать даже при Vdd=3 В). ЕСЛИ Arduino работает от Vcc = 3,3 В, вы также должны использовать CD4066 от 3V3.

Горшки, питающие вентили трансмиссии (назовем их VR1-Vr8), больше, чем хотелось бы, но теперь это нельзя изменить. Это связано с тем, что мультиплексор сэмплирует их и соединяет с сэмплом и удержанием. Для них было бы «хорошо» предоставить жесткий источник для питания мультиплексора. На выходе мультиплексора будет некоторая паразитная емкость, и это ограничит минимальное время, необходимое для принятия нового значения мультиплексора.например, если у вас есть, скажем, 100 пФ паразитной емкости на выходе мультиплексора, то при входе источника 50 кОм вы получите постоянную времени t = RC = 50 кОм x 100E-12 = 5 мкс. Это может быть хорошо, если время переключения мультиплексора (не указано). Поскольку вы упоминаете «странный шум», это, по-видимому, предназначено для работы в звуковом диапазоне. так скорость мультиплексирования = диапазон кГц? Если скорость мультиплексирования слишком низкая, входной сигнал IC3 МОЖЕТ пропасть между выборками мультиплексора, но только если он остановлен на какое-то время (режим работы не указан). Добавление конденсатора к земле на выходе мультиплексора служит для выборки и удержания, но с повышенным влиянием на нагрузку во время выборки.

В идеале горшки VR1-8 должны быть, скажем, 10k, но это зависит от других факторов, таких как скорость мультиплексирования и от того, всегда ли саженцы появляются немедленно или есть периоды простоя.

В еще более идеальном варианте [tm] все потенциометры буферизованы буфером операционных усилителей каждый (никаких частей, кроме операционных усилителей, не требуется — вход к неинвертирующему входу, выход подключен к инвертирующему входу). При таком расположении выход мультиплексора подключается к выбранному входу с помощью операционного усилителя, управляющего выходной емкостью — очень быстро. Зависит от скорости мультиплексирования.вероятно, хорошо для этого приложения.


Вопросы:

Что такое напряжение Arduino Vcc?

Что такое напряжение CD4066 Vdd?

Что такое скорость мультиплексного переключения (время на шаг)?

Неужели нет последовательных светодиодных резисторов?

Для чего это используется?

Модуль звукового детектора | ECOxLife

Обнаружение звука/шума с использованием электретного микрофона и операционного усилителя LM358

Идея состоит в том, чтобы использовать дешевый электретный конденсаторный микрофон для захвата звука/шума, а затем использовать небольшую микросхему операционного усилителя для усиления сигнала, а затем использовать микроконтроллер для «считывания» результирующего вывода.

LM358 — очень популярное, дешевое, простое и маленькое устройство, которое может усилить 2 входа (в нашем случае, может, если мы захотим, усилить 2 микрофона).

Гейты «A» и «B» — это 2 «канала», которые мы можем использовать для усиления 2 разных микрофонов для обнаружения шума/звука, если захотим.

Мы будем использовать электронную схему, предложенную в отличной статье/руководстве Димитара Ковачева, Микрофонный усилитель LM358 (ссылка здесь). Сайт хорошо иллюстрирован большим количеством информации и хорошими ссылками, в том числе на PDF-файл Texas Instruments под названием « Операционные усилители для всех », из которого мы берем следующее изображение предложенной схемы усиления (страница PDF 424).

Источник Vin — микрофон, а Vout — сигнал, который мы будем измерять/анализировать (используя плату микроконтроллера).

Усиление

Соотношение резисторов Rf/Rg дает нам значение усиления (коэффициента усиления).

Если мы используем Rf = 100K, Rg = 1K, то усиление будет 100.

Если использовать Rf = 33K, Rg = 1K, то усиление будет 33.

Если использовать Rf = 10K, Rg = 1K, то усиление будет 10… и так далее…

«Базовый уровень» выходного напряжения (Quiescent Out Voltage)

Резисторы Rp-Up и Rp-Down работают как «делитель напряжения» для выбора уровня базового выходного напряжения (техническое название Quiescent Output Voltage) при отсутствии входного сигнала (тишина/тишина микрофона).

Если мы используем Rp-UP = 10K, Rp-Down = 10K, то «Тихий уровень» будет составлять 50% от питания. Этот метод называется «резисторным делителем».

Мы хотим использовать плату Arduino и управлять схемой усилителя с 5 Вольт (от Arduino), поэтому «Тихий уровень» будет 2,5 Вольт, а любой звук/шум будет чередоваться около 2,5 Вольт. Затем мы используем Arduino для считывания этого выходного сигнала (считыватель ввода аналогово-цифрового преобразователя Arduino — АЦП) и преобразуем его в числа от нуля до 1023.10 – 1

= 1024 – 1

= 1023

 

СМОТРЕТЬ (буквально) данные с Python и Arduino…

«1 картинка стоит 1000 слов» , и если так, то это один из способов продвинуть дело на стадию науки, и это то, чем мы здесь занимаемся…

В рамках своих усилий я создаю небольшой скрипт Python для чтения последовательного порта, записи данных, построения графиков в реальном времени, экспорта PS/PNG, JPG…, чтобы мы могли анализировать звуковой/шумовой сигнал и узнавать о нем больше. …

Страница последовательного визуального регистратора Python-Arduino находится здесь:

https://ecoxlife.wordpress.com/python-arduino-serial-visual-logger

Этот небольшой код Python (скрипт) является одним ИНСТРУМЕНТОМ, который будет работать вместе с нашим модулем детектора звука/шума…

 

 ПРОТОТИП Модуль звукового детектора

Микрофон и нагрузочный резистор

Для микрофона требуется резистор (нагрузка) между положительной линией и его собственной положительной клеммой (контактом), см. рисунок ниже.

Для обнаружения звука/шума мы используем резистор 15 кОм в качестве нагрузочного резистора.

 

Конденсатор связи сигнала (C1)

Coupling Capacitors соединяет 2 блока цепи, а также обеспечивает изоляцию между ними для предотвращения помех. Таким образом, разделительный конденсатор пропускает полезный электрический сигнал и блокирует нежелательные электрические сигналы.

УСИЛЕНИЕ (усиление) Блок

Уровень выходного напряжения «BASE» (уровень выходного сигнала в состоянии покоя)

Силовой развязывающий конденсатор (C2)

Когда электронные компоненты «используют» электричество, они обычно вносят небольшие изменения в уровень (подаваемого) электричества, иногда эти изменения могут вызывать помехи и сбои во всей цепи.Развязывающий конденсатор, также известный как шунтирующий конденсатор, помогает «фильтровать» любые колебания уровня электропитания, делая его более равномерным и стабильным.

Версия детектора звука

[Файл схемы модуля звукового детектора (Eagle)]

*Вы можете установить бесплатную версию программного обеспечения Eagle, чтобы открывать/редактировать файл схемы (.sch) выше.

http://www.cadsoftusa.com/download-eagle/freeware/

 

Ссылки

Для получения дополнительной информации об операционных усилителях и микрофонах перейдите по следующим ссылкам:

a) Страница операционного усилителя Talking Electronics (устройство LM741):
http://www.talkelectronics.com/projects/OP-AMP/OP-AMP-1.html

b) Микросхема и операционный усилитель Sparkfun (устройство OPA344):
https://www.sparkfun.com/products/9964

c) Операционный усилитель Texas Instruments для всех Ссылка в формате PDF:
https://e2e.ti.com/cfs-file/__key/telligent-evolution-components-attachments/00-18-01-00-01-20-34 -88/операционные усилители для всех.pdf

d) Texas Instruments LM358 Ссылка на техническое описание:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

e) Питание микрофонов Артикул:
http://www.epanorama.net/circuits/microphone_powering.html

f) Dimitar Kovachev LM358 Microphone ссылка на статью:
https://lowvoltage.wordpress.com/2011/05/21/lm358-mic-amp/

 

Эта страница является частью сайта ECOx:
https://ecoxlife.wordpress.com/ecox-life

 

Нравится:

Нравится Загрузка…

Простая электронная сирена на базе LM358

Это недорогая, простая, но удивительно мощная электронная сирена, работающая всего от 9-вольтовой батареи.Схема может обеспечивать модуль конечного блока цепи в цепи аварийной сигнализации с использованием реле для его активации.

Как работает простая электронная сирена

При нажатии переключателя C3 заряжается через R4 с постоянной времени 0,47 секунды. Когда переключатель отпущен, C3 начинает более медленный разряд через R7 и R3 с постоянной времени около 5 секунд. Операционный усилитель выполнен в виде генератора, управляемого напряжением. Управляющее напряжение в этой простой электронной схеме сирены представляет собой экспоненциальное возрастание и падение напряжения конденсатора C3 по мере его зарядки и разрядки.

Когда выход генератора (вывод 7) переключается в низкий уровень, на конденсаторе C1 остается заряд, который удерживает вывод 5 ниже точки переключения. Ток через R7 пропорционален управляющему напряжению на C3. Этот ток разряжает конденсатор C1, в результате чего напряжение на контакте 5 возрастает по направлению к точке переключения со скоростью, пропорциональной напряжению на C3. Когда точка переключения достигнута, контакт 7 переключается на высокий уровень и первоначально подает высокий уровень на контакт 6 через C1. Это приводит к тому, что операционный усилитель временно резко включается. Но C3 быстро перезаряжается через D2, в результате чего напряжение на выводе 5 падает ниже точки переключения, и операционный усилитель снова отключается.

Положительный импульс на выходе операционного усилителя помещает фиксированное количество заряда в C2, слегка повышая потенциал на выводе 6. Это вызывает повышение потенциала на выводе 6 и способствует резкому выключению операционного усилителя. Также R5 и C2 задерживают нарастание на выводе 6 достаточно долго, чтобы получить хороший выходной импульс.

Затем цикл повторяется. Однако во время разрядного цикла C3 скорость заряда C1 снижается с каждым повторением генератора (поскольку управляющее напряжение ниже) и выходная частота соответственно ниже.Во время цикла заряда C3 применяется обратное.

Выходные импульсы буферизуются вторым операционным усилителем, после чего ток подается на управляющий транзистор. Выходной сигнал имеет низкий рабочий цикл, но дает удивительно громкий звук.

В наличии комплект простой электронной сирены на базе LM358. Загрузите версию в формате PDF, список деталей там…

Категория: Будильник Тэги: схема сигнализации, электронная сирена, схема сирены .

0 comments on “Схема lm358: LM358 и LM358N datasheet, описание, схема включения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.