LM324运算放大器应用电路盘点

lm324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“v+”、“v-”为正、负电源端,“vo”为输出端。两个信号输入端中,vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端vo的信号与该输入端的位相反;vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相同。lm324的 引脚排列见图2
由于lm324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。 下面介绍其应用实例。
lm324作反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电, 由r1、r2组成1/2v+偏置,c1是消振电容。
放大器电压放大倍数av仅由外接电阻ri、rf决定:av=-rf/ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值, av=-10。此电路输入电阻为ri。一般情况下先取ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定rf。co和ci为耦合电容。
lm324作同相交流放大器 见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的r1、r2组成1/2v+分压电路,通过r3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数av也仅由外接电阻决定:av=1+rf/r4,电路输入电阻为r3。r4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
lm324作交流信号三分配放大器 此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放ai输入电阻高,运放a1-a4均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时rf=0的情况,故各 放大器电 压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
r1、r2组成1/2v+偏置,静态时a1输出端电压为1/2v+,故运放a2-a4输出端亦为1/2v+,通过输入输出电容的隔直作用,取出交流信号,形成三路分配输出。
lm324作有源带通滤波器 许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率 ,在中心频率fo处的电压增益ao=b3/2b1,品质因数 ,3db带宽b=1/(п*r3*c)也可根据设计确定的q、fo、ao值,去求出带通滤波器的各元件参数值。r1=q/(2пfoaoc),r2=q/((2q2-ao)*2пfoc),r3=2q/(2пfoc)。上式中,当fo=1khz时,c取0.01uf。此电路亦可用 于一般的选频放大。
此电路亦可使用单电源,只需将运放正输入端偏置在1/2v+并将电阻r2下端接到运放正输入端既可。
lm324应用作测温电路 见附图。感温探头采用一只硅三极管3dg6,把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mv/℃,即温度每上升1度,发射结电压变会下降2.5mv。运放a1连接成同相直流放大形式,温度越高,晶体管bg1压降越小,运放a1同相输入端的电压就越低,输出端的电压也越低。
这是一个线性放大过程。在a1输出端接上测量或处理电路,便可对温度进行指示或进行其它自动控制。
lm324应用作比较器 当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如lm324运放开环放大倍数为100db,既10万倍)。此时运放便形成一个电压比较器,其输出如不是高电平(v+),就是低电平(v-或接地)。当正输入端电压高于负输入端电压时,运放输出低电平。
附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器,电阻r1、r1ˊ组成分压电路,为运放a1设定比较电平u1;电阻r2、r2ˊ组成分压电路,为运放a2设定比较电平u2。输入电压u1同时加到a1的正输入端和a2的负输入端之间,当ui 》u1时,运放a1输出高电平;当ui
若选择u2 》 u1,则当输入电压在[u2,u1]区间范围时,led点亮,这是一个“窗口”电压指示器。
此电路与各类传感器配合使用,稍加变通,便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。
lm324应用作单稳态触发器 见附图1。此电路可用在一些自动控制系统中。电阻r1、r2组成分压电路,为运放a1负输入端提供偏置电压u1,作为比较电压基准。静态时,电容c1充电完毕,运放a1正输入端电压u2等于电源电压v+,故a1输出高电平。当输入电压ui变为低电平时,二极管d1导通,电容c1通过d1迅速放电,使u2突然降至地电平,此时因为u1》u2,故运放a1输出低电平。当输入电压变高时,二极管d1截止,电源电压r3给电容c1充电,当c1上充电电压大于u1时,既u2》u1,a1输出又变为高电平,从而结束了一次单稳触发。显然,提高u1或增大r2、c1的数值,都会使单稳延时时间增长,反之则缩短。
如果将二极管d1去掉,则此电路具有加电延时功能。刚加电时,u1》u2,运放a1输出低电平,随着电容c1不断充电,u2不断升高,当u2》u1时,a1输出才变为高电平。

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