ชิปแรงดันไฟฟ้า 324 พิน เครื่องขยายเสียงปฏิบัติการ LM324

ส่วนของเว็บไซต์

ตัวเลือกของบรรณาธิการ:

การโฆษณา

ไมโครวงจร LM324 ประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน (ออปแอมป์) ที่เหมือนกันสี่ตัวซึ่งประกอบอยู่ในแพ็คเกจเดียว ทำงานจากแหล่งพลังงานเดียวในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง ออปแอมป์แต่ละตัวมีสเตจดิฟเฟอเรนเชียลอินพุต การป้องกันการลัดวงจร และการแก้ไขความถี่ภายในที่ได้รับเอกภาพ

คุณลักษณะและราคาที่ต่ำของอุปกรณ์นี้ทำให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถใช้งานได้อย่างแพร่หลายในวงจรวิทยุสมัครเล่นและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางอุตสาหกรรม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาขนาดกะทัดรัด

ผลิตในบรรจุภัณฑ์ประเภท DIP: พลาสติก CDIP, เซรามิก PDIP หรือประเภท SO สำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว: SOIC, TSSOP โครงสร้างอุปกรณ์มี 14 พิน ดังนั้นในบางส่วน คำอธิบายทางเทคนิคพบการกำหนด DIP-14 หรือ SO-14

การกำหนดพินสำหรับกรณีต่าง ๆ จะเหมือนกัน: 2,3, 5,6, 9,10, 13,12 - อินพุต, 1,7,8,14 - เอาต์พุต, 4 - แหล่งจ่ายไฟบวก, 11 - ลบแหล่งจ่ายไฟ

ข้อมูลจำเพาะ

ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย แหล่งจ่าย U (V cc): แหล่งกำเนิดแบบขั้วเดียว: +3…30 V, แหล่งกำเนิดแบบไบโพลาร์: ±1.5…±15 V (V);
แรงดันไฟฟ้าอินพุตดิฟเฟอเรนเชียล Udif.(V IDR): 32 V (V);
อินพุตอ้างอิง อุ้ย. (V ICR) ตั้งแต่ -0.3…32 V (V);
กระแสอินพุต I ICR (โดยมี V ICR เป็นลบ) 5 mA (mA);
กระแสอินพุต I ICR (พร้อม V ICR บวก) 0.4 mA (mA);

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้า(ที่แหล่งจ่ายไฟ U +5 V และ T A +25 °C):

แรงดันไบแอสอินพุต Ucm (V IO) ตั้งแต่ 2...7 mV (mV);
อินพุตไบแอสปัจจุบัน Iin (I IB) จาก 45...100 nA (nA);
งีบหลับเอาท์พุต ยูเอาท์ (Vout): จาก 0… Upit – 1.5 โวลต์ (วี);
กำไร (K): 100 เดซิเบล;
แบนด์วิดธ์ (ฉ) 1 MHz;
การบริโภคปัจจุบันโดยไม่ต้องโหลดหม้อ (I CC): ไม่เกิน 700 µA (µA);
อินพุตความต่างกระแส (กระแสกะ) Isdv (I IO) จาก 5...30 nA (nA);
การกระจายพลังงาน P P สูงสุด (P tod) ขึ้นอยู่กับประเภทของตัวเครื่อง: PDIP 1130 mV (mW); ซีดีไอพี 1260 มิลลิโวลต์(มิลลิวัตต์); ซอย 800 มิลลิวัตต์.
ช่วงอุณหภูมิการทำงานโดยรอบ T A: 0…+70°C;
อุณหภูมิการจัดเก็บ T การจัดเก็บ (แถบที): -65… +150 °C

พารามิเตอร์ของ lm324 จากบริษัทต่างๆ แตกต่างกันเล็กน้อย ดังนั้นเมื่อพัฒนาวงจรของคุณเอง ขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยกับเอกสารทางเทคนิคอย่างเป็นทางการสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้จากผู้ผลิตเฉพาะราย

ลักษณะเฉพาะ.

ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตส่วนต่างถึงแรงดันไฟฟ้า สำหรับ lm324 ขีดจำกัดล่างของช่วงโหมดทั่วไปอินพุตคือ 0.3 V ต่ำกว่า V - และค่าสวิงของแรงดันเอาต์พุตถูกจำกัดไว้ด้านล่างด้วย V - ทั้งอินพุตและเอาต์พุตมีค่าจำกัดที่ 1.5V ซึ่งน้อยกว่า V+

ความถี่เกนแบบเอกภาพ fi (จาก 100 KHz ถึง 30 MHz) นี่คือความถี่ที่เกนของวงจรขนาดเล็ก (K) เท่ากับเอกภาพ (0 dB)

มีการปรับความถี่ภายในให้เท่ากันเพื่อให้ได้ความสามัคคี

ช่วงแรงดันไฟฟ้าโหมดร่วมอินพุตรวมถึงกราวด์ด้วย

ระยะเวลา ไฟฟ้าลัดวงจร Tc (Tsc) ที่เอาต์พุตไม่จำกัด

รายละเอียดงาน

การทำงานของไมโครเซอร์กิต lm324n ขึ้นอยู่กับการทำงานพร้อมกันของ op-amps สี่ตัวที่อยู่ภายใน แอมพลิฟายเออร์ทั้งหมดได้รับพลังงานจากแหล่งพลังงานเดียวกัน มีอินพุตแบบกลับด้านและไม่กลับด้าน และมีเอาต์พุตเดียวกัน แหล่งพลังงานอาจเป็นแบบขั้วเดียวหรือสองขั้ว

ลองดูที่วงจรภายในของหนึ่งในแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการแบบจ่ายไฟเดียว ลองนำมาจากแผ่นข้อมูลสำหรับ LM324 โดยตรง

ในทางปฏิบัติ แต่ละแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการประกอบด้วย: สเตจดิฟเฟอเรนเชียล รวมถึงสเตจขยายระดับกลางและเอาท์พุต

ดิฟเฟอเรนเชียลคาสเคดทำหน้าที่ขยายความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอินพุต (V + และ V -) และทำให้สัญญาณโหมดทั่วไปเป็นกลาง ให้ความต้านทานอินพุตสูง

ระดับกลางจะให้ความสมดุลของ opamp (การตั้งค่าเอาต์พุตให้เป็นแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์เมื่อปิดอินพุต) จับคู่ความต้านทานของระยะดิฟเฟอเรนเชียลและเอาท์พุต รวมถึงการแก้ไขความถี่ (การป้องกันการกระตุ้นตัวเอง)

ระยะเอาต์พุตมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ ความต้องการกำลังโหลด การจำกัดกระแส และการป้องกันการลัดวงจร

การทำเครื่องหมาย

ซีรีส์ LM ใช้วงจรรวมที่ผลิตโดย National Semiconductor คำนำหน้า LM เดิมหมายถึงเสาหินเชิงเส้น (เชิงเส้น เสาหิน) และใช้เพื่อกำหนดเครื่องขยายสัญญาณเอนกประสงค์ (วัตถุประสงค์ทั่วไป) ซึ่งไม่มีข้อกำหนดที่เข้มงวด ตัวเลข “324” บ่งบอกถึง หมายเลขซีเรียลไมโครวงจร "-N" ที่ท้ายหมายเลขซีเรียลหมายถึงอุปกรณ์ที่ Texas Instruments ซื้อจาก National Semiconductor ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2554 Texas Instruments เข้าซื้อกิจการ National Semiconductor ซึ่งไม่ได้เปลี่ยนคำนำหน้า LM บนผลิตภัณฑ์ ดังนั้นในปัจจุบันเครื่องหมาย LM จึงเป็นรหัสผู้ผลิต Texas Instruments แต่ผู้ผลิตรายอื่นใช้กันอย่างแพร่หลายเมื่อปล่อยอะนาล็อกของชิปนี้

ไมโครวงจร LM324 และตัวเดียวกันกับตัวอักษร N มีลักษณะทางกายภาพและทางไฟฟ้าเหมือนกัน สำหรับผู้ผลิตหลายราย สัญลักษณ์ "-N" ที่ส่วนท้ายของเครื่องหมายระบุถึงประเภทพลาสติกของตัวเรือนไมโครวงจร - DIP14

ควรสังเกตด้วยว่าบริษัทผู้ผลิตมีการปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของตนอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันมีการปรับเปลี่ยนที่เหนือกว่าในหลายฟังก์ชั่นเช่น LM324K, LM324KA พร้อมการป้องกันไฟฟ้าภายใน (HBM ESD) micropower LP324 ที่มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟ 21 μA; LMV324 แรงดันต่ำพร้อมแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 2.7 V ถึง 5.5 V; LPV324 ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี BiCMOS และการใช้กระแสไฟ 9 µA เป็นต้น แอมพลิฟายเออร์ที่มีสัญลักษณ์ “A” ในเครื่องหมาย เช่น “LM324A-N” จะมี ลักษณะที่ดีที่สุดโดย V IO เปรียบเทียบกับตัวอื่น (ไม่มี "A")

อะนาล็อก LM324

รายการอะนาล็อกที่นำเข้าของ LM324: ULN4336N, GL324, LA6324, IR3702, HA17324, MB3614, NJM2902D, SG324N, TDB0124, UA324, TA75902P, รัสเซีย 1401UD2 และ 435UD2

ขอบเขตการใช้งาน

LM324 ได้รับความนิยมสูงสุดโดยใช้วงจรตอบรับเชิงลบมาตรฐาน มันถูกใช้ในการสร้างอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นต่างๆ: ผู้รวมระบบ, ตัวสร้างความแตกต่าง, เดโมดูเลเตอร์, เครื่องขยายสัญญาณลอการิทึม, ตัวบวก, อุปกรณ์บวกลบ, ตัวควบคุมแอมพลิจูด, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ เนื่องจากการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์ที่เป็นปัญหา อุปกรณ์ต่าง ๆ มากมายที่ใช้ lm324 ปรากฏ เช่น

วงจรเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวสำหรับให้แสงสว่าง
แผนภาพเทอร์โมสตัทของตู้ฟักเนปจูน ฯลฯ

วงจรขยายอย่างง่ายโดยใช้ LM324

ลองพิจารณาหนึ่งในวงจรที่ง่ายที่สุดบน LM324 ที่มีค่าลบ ข้อเสนอแนะ(OOS) - ทวนแรงดันไฟฟ้า ตามกฎแล้ว การศึกษาหัวข้อเกี่ยวกับออปแอมป์จะเริ่มต้นด้วยตัวติดตามแรงดันไฟฟ้า วงจรนี้เรียกอีกอย่างว่าเครื่องขยายเสียงซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเท่ากับความสามัคคี ตามหลักการแล้ว หมายความว่า op-amp ไม่มีการขยายสัญญาณใดๆ และแรงดันเอาต์พุตจะเท่ากับอินพุต นั่นคือหากจ่าย 5 V ให้กับอินพุตของ op-amp ดังนั้น 5 V จะอยู่ที่เอาต์พุต

แต่ข้อความนี้เป็นจริงสำหรับแอมพลิฟายเออร์ในอุดมคติไม่ใช่สำหรับ LM324 ที่กล่าวถึงในบทความ เนื่องจากนี่ไม่ใช่เสมือนจริง แต่เป็นวงจรขนาดเล็กจริง คุณลักษณะของมันจึงแตกต่างจากวงจรในอุดมคติ ลองดูกราฟของแรงดันเอาต์พุตเทียบกับแรงดันอินพุตสำหรับ lm324

บนกราฟ พื้นที่ “A” แสดงการเปลี่ยนแปลงเฟสที่เอาท์พุต สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าเชิงลบปรากฏขึ้นที่อินพุตของวงจรไมโครและอาจนำไปสู่ผลที่ไม่พึงประสงค์ - ความล้มเหลว

นอกจากนี้กราฟยังแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์เพิ่มขึ้นตามอินพุตที่เพิ่มขึ้น แต่มันไม่สามารถเติบโตได้อย่างไม่มีกำหนดและถูกจำกัดด้วยแรงดันไฟฟ้า 5 V ของไมโครวงจรและคุณสมบัติการทำงานของมัน ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตจึงแตกต่างกันเล็กน้อยมีกระแสเล็ก ๆ ไหลผ่านดังนั้นแรงดันเอาต์พุตจะแตกต่างจากแรงดันไฟฟ้าที่ให้มาเล็กน้อย บนกราฟ ในพื้นที่ “C” คุณจะเห็นแรงดันเอาต์พุตสูงสุดที่ 3.8 V สำหรับวงจรขยายสัญญาณที่ต้องการ ซึ่งจ่ายไฟจาก 5 V

ในทางปฏิบัติทุกที่ที่คุณต้องทำงานกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานซึ่งมีกระแสไฟขาออกค่อนข้างอ่อน เช่น ไมโครโฟน เป็นต้น การเชื่อมต่อองค์ประกอบที่มีความต้านทานต่ำจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณเอาท์พุตที่สร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือ ในกรณีเช่นนี้ คุณสามารถใช้ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าซึ่งมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและเอาต์พุตต่ำ ดังนั้นจึงไม่ลดหรือบิดเบือนสัญญาณที่จ่ายให้กับอินพุต

ทวนแรงดันไฟฟ้าอยู่ไกลจากสิ่งธรรมดาที่สุด แผนภาพทั่วไปแอปพลิเคชันสำหรับชิปนี้ จากออปแอมป์นี้ โซลูชันมาตรฐานอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยอิงจากการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่

วงจรไฟกระพริบ LED บน lm324

วงจรนี้ค่อนข้างง่ายและช่วยให้คุณควบคุมการเปิดและปิดไฟ LED ได้อย่างราบรื่น ไฟกะพริบใช้ทรานซิสเตอร์เพิ่มอีกสองตัว เป็นที่น่าสังเกตว่าความเร็วในการเปลี่ยนจะขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ C1 และความต้านทานพื้นฐานของตัวต้านทาน R3

ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน

บางครั้ง ไม่ได้ใช้ lm324 ทุกช่องในโปรเจ็กต์ หากเป็นกรณีนี้ ควรเชื่อมต่ออันที่ไม่ได้ใช้เข้าด้วยกันในลักษณะที่ไม่กระทบต่ออันอื่น ดูเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตเพื่อดูตัวเลือกในการเชื่อมต่อช่องที่ไม่ได้ใช้

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ขั้วของแรงดันเอาต์พุตอาจกลับด้าน ซึ่งอาจทำให้ชิปเสียหายได้ นี่เป็นเรื่องปกติในวงจรเปรียบเทียบและวงจรติดตามแรงดันไฟฟ้า เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดแรงดันไฟฟ้าติดลบ (การกลับเฟส) ที่อินพุต ผู้ผลิตแนะนำให้เพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรมเข้ากับอินพุตที่ไม่กลับด้านของวงจร ซึ่งจะจำกัดกระแสอินพุตไว้ที่ 1 mA หรือต่ำกว่า กระแสอินพุตจำนวนนี้จะลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์

อินพุตออปแอมป์ทั้งหมดไม่ควรเชื่อมต่อกับกราวด์โดยตรง จำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานเพื่อจำกัดกระแสไว้ที่ 10 mA หรือน้อยกว่าเสมอ พินอินพุตทั้งหมดต้องมีไดโอดจากอินพุตถึง Gnd ในวงจรที่มีแหล่งจ่ายไฟ 2 ตัว พิน Gnd จะเป็นลบ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการเปิดเครื่อง การปิดเครื่อง หรือเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าขัดข้องกะทันหัน พิน Gnd อาจกลายเป็นค่าบวก หากเกิดเหตุการณ์นี้ กระแสไฟขนาดใหญ่จะไหลผ่านพินอินพุตที่ต่อสายดิน ซึ่งอาจทำให้ชิปเสียหายได้

การเพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรมตั้งแต่ 1 kOhm ถึง 10 kOhm ที่อินพุตสามารถป้องกันไม่ให้แตกหักได้ อย่าเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานที่มีขั้วย้อนกลับ เนื่องจาก lm324n อาจมีความร้อนมากเกินไปและทำงานล้มเหลว

ผู้ผลิต

ด้านล่างนี้เป็นเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต lm324 หลัก

ซีรี่ส์ไมโครวงจร LM324เป็นแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานราคาประหยัดที่มีอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลโดยตรง การชดเชยเกนแบบเอกภาพภายในความถี่ และการป้องกันการลัดวงจร

ตัวเรือนไมโครวงจรหนึ่งตัวประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการสี่ตัวแยกจากกัน พวกเขามีข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้หลายประการเหนือแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการมาตรฐานที่ใช้ในวงจรจ่ายไฟเดี่ยว ออปแอมป์ LM324 ทำงานได้ดีกับแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย: ตั้งแต่ 3 V ถึง 32 V ไมโครวงจรผลิตในแพ็คเกจ SOIC และ DIP

ข้อมูลทางเทคนิคของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM324

แรงดันไฟฟ้า:
- ขั้วเดียว: 3...32 V.
- ไบโพลาร์: 1.5...16 V.
อัตราขยายของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง: 100 dB
ปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าของตัวเอง: 700 µA
กระแสไบแอสอินพุต (ชดเชยอุณหภูมิ): 45 nA
แรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตอินพุต: 2 mV
ช่วงแรงดันไฟฟ้าโหมดร่วมอินพุตประกอบด้วยกราวด์
ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตส่วนต่างถึงแรงดันไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้าขาออก: จาก 0 ถึง Upit – 1.5 โวลต์

โครงสร้างออปแอมป์

การกำหนดพิน LM324

ขนาดของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ

อะนาล็อกของ LM324

ด้านล่างนี้เป็นรายการอะนาล็อกทั้งในประเทศและต่างประเทศของ LM324:

ULN4336N
GL324
LA6324
IR3702
HA17324
MB3614
NJM2902D
SG324N
TDB0124
UA324
TA75902P
1401UD2 (เทียบเท่าในประเทศ)
1435UD2 (เทียบเท่าในประเทศ)

แผนภาพการเชื่อมต่อ LM324

แอมพลิฟายเออร์อินเวอร์เตอร์ AC

ใน ตัวเลือกนี้เครื่องขยายเสียง อัตราขยายจะเท่ากับ: k = - R3/R1

แอมพลิฟายเออร์ AC แบบไม่แปลงกลับ

ได้รับปัจจัย y ประเภทนี้เครื่องขยายเสียงคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้: k = 1 + R4/R1

แอมพลิฟายเออร์ DC แบบไม่กลับด้าน

อัตราขยายคือ: k = 1 + R3/R2

เครื่องตรวจจับจุดสูงสุดบน LM324

เครื่องตรวจจับพีคใช้เพื่อบันทึกค่าสัญญาณสูงสุดในช่วงเวลาหนึ่ง

เครื่องมือเปรียบเทียบบน LM324 พร้อมฮิสเทรีซีส

ความแตกต่างของค่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่สวิตช์เอาต์พุต (ฮิสเทรีซิส) จากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้: H = (R1/(R1+R2))(Voh-Vol)

ตัวอย่างง่ายๆ ของการใช้ LM324 op-amp

ไฟ LED แสดงสถานะสัญญาณเสียงบน LM324

สัญญาณความถี่ต่ำจากเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะถูกป้อนไปยังอินพุตแบบกลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM324 ทั้งหมด อินพุตโดยตรงของพวกเขาเชื่อมต่อกับวงจรของตัวต้านทานคงที่ R2…R9 การใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ทำให้คุณสามารถตั้งค่าความไวที่ต้องการได้ ไฟ LED แสดงสถานะ- ความต้านทาน R12…R19 จำกัดกระแสสูงสุดที่ไหลผ่าน LED

เป็นแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานราคาประหยัดที่มีอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลโดยตรง การชดเชยเกนแบบเอกภาพภายในความถี่ และการป้องกันการลัดวงจร

ข้อมูลทางเทคนิคของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM324

แรงดันไฟฟ้า:
- ขั้วเดียว: 3…32 V.
- ไบโพลาร์: 1.5…16 V.
อัตราขยายของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง: 100 dB
ปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าของตัวเอง: 700 µA
กระแสไบแอสอินพุต (ชดเชยอุณหภูมิ): 45 nA
แรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตอินพุต: 2 mV
ช่วงแรงดันไฟฟ้าโหมดร่วมอินพุตประกอบด้วยกราวด์
ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตส่วนต่างถึงแรงดันไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้าขาออก: จาก 0 ถึง Upit – 1.5 โวลต์