Hướng dẫn toàn diện về bộ khuếch đại vận hành kép LM358: Ghép, sơ đồ mạch, tương đương, ví dụ hữu ích
2023-12-07 134376

Danh mục

Các LM358 ChIP là một giải pháp đa năng cho các ứng dụng không có yêu cầu nghiêm ngặt đối với tốc độ cao, mức tiêu thụ năng lượng và điện áp cung cấp không chuẩn.Mạch chuyển mạch đơn giản của nó rất phù hợp cho hầu hết các thiết bị phổ biến, mang lại lợi ích của chi phí thấp và loại bỏ các thành phần bù tần số bổ sung.Với khả năng hoạt động trên các điện áp cung cấp tiêu chuẩn (lên đến +32 V) và mức tiêu thụ hiện tại thấp, đây là lựa chọn hàng đầu cho các dự án điện tử sử dụng bộ khuếch đại hoạt động. Trong bài viết kỹ thuật này, chúng tôi sẽ xem xét toàn diện về bộ khuếch đại vận hành kép LM358, bao gồm các phần tương đương, biểu dữ liệu, pin, sơ đồ mạch và các chi tiết quan trọng khác.

LM358 là gì?

Hình 1: LM358

Bộ khuếch đại vận hành LM358 là bộ khuếch đại hoạt động kép công suất thấp bao gồm hai bộ khuếch đại hoạt động bù tần số cao, tăng giá nội bộ.Nó được thiết kế cho một loạt các điện áp cung cấp đơn và cũng có khả năng hoạt động kép.Trong các điều kiện hoạt động được đề xuất, dòng cung không phụ thuộc vào điện áp cung cấp.

Bộ khuếch đại vận hành LM358 có mức tiêu thụ năng lượng thấp và phạm vi điện áp đầu vào chế độ chung mở rộng đến mặt đất/VEE, phù hợp cho cả hoạt động cung cấp đơn và kép.So với các loại bộ khuếch đại hoạt động tiêu chuẩn trong các ứng dụng cung cấp đơn, nó cung cấp một số lợi thế riêng biệt.

Bộ khuếch đại này có khả năng hoạt động với điện áp cung cấp thấp tới 3.0 V hoặc cao tới 32 V. Phạm vi đầu vào chế độ chung bao gồm nguồn cung cấp âm, loại bỏ sự cần thiết của các thành phần thiên vị bên ngoài trong nhiều ứng dụng.Ngoài ra, phạm vi điện áp đầu ra cũng bao gồm điện áp cung cấp âm.

Sắp xếp pin LM358

LM 358 có tổng cộng 8 chân, mỗi chân có chức năng riêng lẻ khác nhau và chân pin LM 358 được hiển thị bên dưới:

Hình 2: Pinout LM358

Mô tả pin:

Pinout	tên	mô tả
1	OUTPUT1	Cái này PIN là đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động đầu tiên
2	Input1-	Cái này PIN là đầu vào đảo ngược của OP-AMP đầu tiên
3	Input1+	Cái này PIN là đầu vào không đảo ngược của OP-AMP đầu tiên
4	Vee, GND	Cái này PIN là đầu vào không đảo ngược của OP-AMP đầu tiên
5	Input2+	Cái này nguồn cung cấp hoặc tiêu cực cho op-amp
6	Đầu vào2-	Cái này pin là đầu vào không đảo ngược của op-amp thứ hai
7	OUTPUT2	Cái này pin là đầu ra của op-amp thứ hai
8	VCC	Cái này PIN là nguồn cung cấp điện áp dương cho cả OP-AMP

Nguyên tắc làm việc của LM358

Trong LM358, PIN 8 đóng vai trò quan trọng là đầu vào nguồn chính.Khi được sử dụng làm bộ so sánh, LM358 có thể xử lý phạm vi điện áp đầu vào rộng từ 3V đến 32V.Tuy nhiên, khi hoạt động như một bộ khuếch đại hoạt động, phạm vi này phải được duy trì trong khoảng từ ± 1,5V đến ± 16V.

LM358 được trang bị hai bộ khuếch đại hoạt động, được xác định là A và B trong sơ đồ pin.Bộ khuếch đại A nhận tín hiệu thông qua các chân 2 và 3 và đầu ra kết quả ở chân 1. Bộ khuếch đại B, mặt khác, chấp nhận đầu vào thông qua các chân 5 và 6, với đầu ra của nó xuất hiện ở chân 7.

Để so sánh hai mô hình, một tín hiệu có thể được kết nối với chân 2 và một tín hiệu khác với chân 3. Điện áp ở chân 3 sau đó được sử dụng để đánh giá điện áp ở chân 2. Tương tự, điện áp ở chân 6 được so sánh với chân 5, dẫn đếnHai đầu ra độc lập: đầu ra A và đầu ra B.

Khi điện áp ở đầu vào không đảo ngược A (+) trên chân 3 vượt quá đầu vào đảo ngược A (-) trên chân 2, bộ khuếch đại vận hành A đã tạo ra mức cao.Một logic tương tự áp dụng cho bộ khuếch đại B: Nếu điện áp ở đầu vào không đảo ngược B (+) trên chân 5 cao hơn đầu vào đảo ngược B (-) trên chân 6, đầu ra cũng cao.

Ngược lại, nếu điện áp ở đầu vào không đảo ngược A (+) trên chân 3 thấp hơn đầu vào đảo ngược A (-) trên chân 2, đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động A sẽ thấp.Tương tự, khi điện áp ở đầu vào không đảo ngược B (+) trên chân 5 thấp hơn so với chân 6, đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động B sẽ giảm xuống trạng thái thấp.

Đặc biệt đáng chú ý là đầu ra của LM358 có thể hoạt động đúng mà không cần các điện trở kéo thêm.

Sơ đồ mạch LM358 và mạch ứng dụng

Sơ đồ mạch LM358:

Hình 3: Sơ đồ mạch LM358

Mạch ứng dụng:

Mạch cảm biến tối dựa trên ic lm358

Mạch cảm biến tối này sử dụng IC LM358 được thiết kế để kiểm tra các chất phát quang, photodiodes và phototransistors.Tuy nhiên, bạn sẽ cần thay thế photodiode và phototransistor thay cho LDR.Mạch cảm biến tối với IC LDR và ​​LM358 như được hiển thị bên dưới.Các thành phần cần thiết để xây dựng mạch sau là LDR, LM358 IC, pin 9V, điện trở R1-330R, R2-1K, R3-10K, điện trở thay đổi VR1-10K và Transitor Q1-C547.

Hình 4: Mạch ứng dụng LM358 1

Mô tả mạch:

Trong mạch cảm biến tối đơn giản bên dưới, nếu bạn chặn ánh sáng rơi vào điện trở phụ thuộc ánh sáng, IC LM358 sẽ ngay lập tức chiếu sáng đèn LED.

Khi một photodiode được đặt ở vị trí của LDR, nó hoạt động ngay lập tức.Tùy thuộc vào cường độ của ánh sáng phòng, bạn cần điều chỉnh điện trở thay đổi để đặt độ nhạy của mạch.

Khi một phototransistor được đặt ở vị trí của LDR, nó sẽ hoạt động ngay lập tức.Tùy thuộc vào cường độ của ánh sáng phòng, bạn cần điều chỉnh điện trở thay đổi để đặt độ nhạy của mạch.

Mạch báo động tác động dựa trên mạch tích hợp LM358

Mạch sau là một mạch báo động rung được sử dụng cho nhà và xe hơi.Mạch này chủ yếu được áp dụng trong báo động chống trộm xe hơi.Trong mạch này, một cảm biến áp điện được sử dụng, phải được cố định vào cửa mà bạn muốn bảo vệ.Ở đây, LM358 được kết nối dưới dạng kích hoạt Schmitt đảo ngược.Điện áp ngưỡng của mạch có thể được đặt qua cổng 1. Điện trở R1 được sử dụng làm điện trở phản hồi.

Hình 5: Mạch ứng dụng LM358 2

Sơ đồ mạch Mô tả:

Khi cảm biến áp điện không được kích hoạt, đầu ra của cảm biến sẽ thấp.Khi cảm biến áp điện được kích hoạt, đầu ra của cảm biến tăng cao và kích hoạt kích hoạt Schmitt.Sau đó, nó phát ra âm thanh của tiếng chuông.Ngay cả khi độ rung bị cô lập, âm thanh buzzer đôi khi có thể cảnh giác với âm thanh ù.Điều này là do, khi đầu vào đảo ngược tăng, hiệu ứng là tối thiểu khi mạch tích hợp LM358 được kích hoạt và trạng thái không dễ dàng đảo ngược.

Cách sử dụng LM358

Sơ đồ bao gồm của LM358 không thể phân biệt với các mạch khuếch đại hoạt động truyền thống khi xem xét các tham số khác nhau, nhưng nó cung cấp hai tính năng chính:

Nó có hai bộ khuếch đại hoạt động.

Nó hoạt động trên một nguồn điện duy nhất.

Hãy xem hai ví dụ sử dụng.

Hình 6: Mạch LM358 Ví dụ 1

Mạch đầu tiên là mạch điện áp mẫu phân cực dương, có mức đầu ra có thể được đặt độc lập.Mạch tiêu chuẩn sử dụng bộ ổn định tích hợp MC1403 2.5 volt.Trong thực tế, bất kỳ nguồn điện áp tham chiếu nào với mức đầu ra của UI (chẳng hạn như bộ điều chỉnh điện áp tham số TL431) đều có thể được sử dụng.Đồng thời, một điện áp không nhỏ hơn UI có thể được đặt ở đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động dựa trên tỷ lệ Vo = UI (+R1/R2).

Hình 7: Mạch LM358 Ví dụ 2

Ví dụ thứ hai là một máy tạo sóng hình sin với cây cầu Wien làm phản hồi.Bộ tạo dao động này được đặc trưng bởi hình dạng sóng hình sin tốt và độ ổn định tần số.Thời gian dao động được xác định bởi các thành phần (điện trở và tụ điện) tạo thành cây cầu Wien.Sơ đồ cho thấy các giá trị định mức cho các thành phần thụ động ở tần số 1 kHz;Đối với các tần số khác, các tham số cần được tính toán lại.

Hơn nữa, trên LM358, bạn có thể tạo một bộ khuếch đại vi sai với trở kháng đầu vào cao.Điện áp đầu ra phụ thuộc vào chênh lệch điện áp giữa các đầu vào.Mức đầu ra có thể được điều chỉnh bằng điện trở phản hồi âm của bộ khuếch đại đầu vào và điện trở giữa đầu ra của nó và đầu vào của bộ khuếch đại đầu cuối vi sai.

Hình 8: Mạch LM358 Ví dụ 3

Các tính năng và thông số kỹ thuật của LM358

Các tính năng LM358:

Bồi thường tần số nội bộ

Tăng điện áp DC cao (khoảng 100db)

Băng thông thống nhất (khoảng 1MHz)

Phạm vi cung cấp điện rộng: Cung cấp đơn (3-30V);Cung cấp kép (± 1,5 đến ± 15V)

Dòng điện tiêu thụ năng lượng thấp, phù hợp cho các ứng dụng chạy bằng pin

Dòng sai lệch đầu vào thấp

Điện áp bù đầu vào thấp và dòng điện bù

Phạm vi điện áp đầu vào chế độ chung rộng, bao gồm cả mặt đất

Phạm vi điện áp đầu vào khác biệt rộng, bằng với phạm vi điện áp nguồn

Điện áp đầu ra lớn (0 đến VCC-1.5V)

Thông số kỹ thuật của LM358:

Nguồn cung cấp đơn: 3V đến 32V

Cung cấp kép: ± 1,5 đến ± 16V

Tiêu thụ hiện tại: 0,7 Ma

Điện áp bù đầu vào: 3 mV

Điện áp đầu vào khác biệt: 32V

Dòng điện đầu vào chế độ chung: 20NA

Cung cấp sai lệch đầu vào: 2NA

Tăng vi sai điện áp: 100 dB

Điện áp đầu ra từ cực đại đến đỉnh: 0V đến VCC-1.5V

Tổng độ méo điều hòa: 0,02%

Tốc độ xoay điện áp đầu ra tối đa: 0,6V/…s

Tần suất thống nhất (bù nhiệt độ): 1.0 MHz

Tăng công suất tối đa: 830MW

Phạm vi nhiệt độ hoạt động: 0 ... 70 ° C

Ứng dụng của LM358

Các máy phát xung và dao động (đối với các thiết bị loại đèn hiệu);

Nguồn cung cấp điện và bộ sạc;

Hệ thống phân chia để sử dụng trong nhà và ngoài trời;

Bo mạch chủ;

Thiết bị gia dụng;

Bộ khuếch đại đối xứng;

Cầu khuếch đại hiện tại;

Mạch điều khiển động cơ;

Nguồn cung cấp điện liên tục;

Đơn vị làm lạnh, máy rửa chén và máy giặt;

Nhiều loại biến tần;

Bộ điều khiển, và nhiều hơn nữa.

LM358 Tương đương

LM358 đi kèm với một số lượng lớn các bộ khuếch đại hoạt động tương tự.Ví dụ, LM158, LM258 và LM2409 có các đặc điểm tương tự nhưng phạm vi nhiệt độ khác nhau.

kiểu chữ	Tối thiểu nhiệt độ, ° C.	Tối đa nhiệt độ, ° C.	Cung cấp Phạm vi điện áp, v
LM158 Loạt	-55	125	Từ 3 (± 1..5) đến 32 (± 16)
LM258 Loạt	-25	85	Từ 3 (± 1..5) đến 32 (± 16)
LM358 Loạt	0	70	Từ 3 (± 1..5) đến 32 (± 16)
LM358 Loạt	-40	85	Từ 3 (± 1..5) đến 26 (± 13)

Nếu phạm vi 0..70 độ là không đủ, thì đáng để sử dụng LM2409, nhưng cần tính đến việc nó có phạm vi công suất thấp hơn:

Nhân tiện, nếu bạn chỉ cần một OP-AMP trong gói SOT23-5 5 chân nhỏ gọn, hãy sử dụng LM321, LMV321 (các chất tương tự của AD8541, OP191, OPA337).Ngược lại, nếu bạn cần một số lượng lớn các ampe OP được đặt cạnh nhau, hãy sử dụng LM14 bốn kênh trong gói 324 chân.Tiết kiệm không gian và tụ điện trong mạch cung cấp điện.

Gói và kích thước LM358

Bộ khuếch đại vận hành LM358 có sẵn trong nhiều loại gói phù hợp với các ứng dụng và yêu cầu lắp ráp khác nhau.Các loại gói phổ biến bao gồm: DSBGA, PDIP, TO-CAN và SOT-25 (5).Tham khảo bảng dưới đây để biết chi tiết liên quan hơn.

Gói IC LM358
Bưu kiện	định mức	cầu thang
Hai Mảng lưới （8）	1.31x1.31	Mm
PDIP (8)	1.91x6.35	Mm
T0-CAN (8)	9.08x9.31	Mm
Soic (8)	4.9x3,91	Mm

Hình 9: Kích thước và gói LM358

Bảng dữ liệu LM358

Tải xuống Dân áp IC 4017 PDF tại đây: LM358 (Texas Cụ)

Đây là toàn bộ nội dung của bài viết này, tôi hy vọng nó có thể giúp cuộc sống và công việc của bạn, nếu bạn có thắc mắc, chào mừng bạn đến thăm ARIAT Tech, bạn có thể tìm hiểu thêm về các bộ khuếch đại vận hành tại đây.