Mikro devre 324 özellikleri pin atama analogları. Operasyonel amplifikatör LM324. Açıklama, bağlantı şeması, veri sayfası. LM324 kullanan basit amplifikatör devresi

Ev / tavsiye

LM324 mikro devresi, tek bir pakette monte edilmiş, geniş bir voltaj aralığında tek bir güç kaynağından çalışan dört özdeş operasyonel amplifikatörden (op-amp) oluşur. Her opamp, bir giriş diferansiyel aşaması, kısa devre koruması ve birlik kazançta dahili frekans düzeltmesi içerir.

Bu cihazın özellikleri ve düşük maliyeti, amatör radyo devrelerinde ve endüstriyel elektroniklerde yaygın kullanımını sağlar. Kompakt, taşınabilir elektronik cihazlarda kullanım için idealdir.

DIP tipi paketlerde üretilir: plastik CDIP, seramik PDIP veya yüzeye montaj için SO tipi: SOIC, TSSOP. Yapısal olarak cihazda 14 pin bulunmaktadır. Bu nedenle bazı teknik açıklamalarda DIP-14 veya SO-14 tanımı bulunur.

Farklı durumlar için pinlerin atanması aynıdır: 2,3, 5,6, 9,10, 13,12 - girişler, 1,7,8,14 - çıkış, 4 - artı güç kaynağı, 11 - eksi güç kaynağı.

Özellikler

Besleme gerilimi aralığı U beslemesi. (V cc): tek kutuplu kaynak: +3…30 V, iki kutuplu kaynak: ±1,5…±15 V (V);
Diferansiyel giriş voltajı Udif.(V IDR): 32 V (V);
Giriş ref. Uin. (V ICR) -0,3…32 V (V) arası;
Giriş akımı I ICR (negatif V ICR ile) 5 mA (mA);
Giriş akımı I ICR (pozitif V ICR ile) 0,4 mA (mA);

Elektriksel parametreler(U beslemesi +5 V ve T A +25 °C'de):

Giriş ön gerilim gerilimi Ucm (V IO) 2...7 mV'den (mV);
Giriş öngerilim akımı Iin.(I IB) 45...100 nA'dan (nA);
Çıkış uykusu. Dışarı. (Vout): 0… Yukarı. – 1,5V (V);
Kazanç (K): 100 dB;
Bant genişliği (f) 1 MHz;
Yüksüz akım tüketimi I pot. (I CC): en fazla 700 µA (μA);
Giriş akımı farkı (kaydırma akımı) Isdv. (I IO) 5...30 nA'dan (nA);
Güç dağıtımı P P max (P tod) muhafaza tipine bağlıdır: PDIP 1130 mV (mW); CDIP 1260 mV(mW); SOIC 800 mW.
Ortam çalışma sıcaklığı aralığı T A: 0…+70°C;
Depolama sıcaklığı T depolama (T str): -65… +150 °C.

Farklı şirketlerin lm324 parametreleri birbirinden biraz farklıdır, bu nedenle devrelerinizi geliştirirken, belirli bir üreticinin kullandığı cihazın resmi teknik belgelerini öğrenmeniz önerilir.

Özellikler.

Diferansiyel giriş voltajı aralığı besleme voltajına ulaşır. lm324 için, giriş ortak mod aralığının alt sınırı V-'den 0,3 V daha düşüktür ve çıkış voltajı salınımı V-'nin altında sınırlanır. Hem giriş hem de çıkışların limit değeri V+'dan 1,5V daha düşüktür.

Birlik kazanç frekansı fi (100 KHz'den 30 MHz'e kadar), bu, mikro devrenin (K) kazancının birliğe (0 dB) eşit olduğu frekanstır.

Birlik kazancı için dahili frekans dengelemeye sahiptir.

Giriş ortak mod voltaj aralığına toprak dahildir.

Çıkıştaki kısa devre süresi T kısa devresi (Tsc) sınırsızdır.

İş tanımı

Lm324n mikro devresinin çalışması, içindeki dört op-amp'in eşzamanlı çalışmasına dayanmaktadır. Tüm amplifikatörler aynı güç kaynağından güç alır, çevirici ve çevirici olmayan girişlere ve aynı çıkışa sahiptir. Güç kaynağı tek kutuplu veya iki kutuplu olabilir.

Tek beslemeli işlemsel yükselteçlerden birinin iç devresine bakalım. Bunu doğrudan LM324'ün veri sayfasından alalım.

İşlevsel olarak, her işlemsel yükselteç aşağıdakilerden oluşur: bir diferansiyel aşamanın yanı sıra ara ve çıkış yükseltme aşamaları.

Diferansiyel kaskad, girişe sağlanan voltajlar (V + ve V -) arasındaki farkı yükseltme ve ortak mod sinyallerini nötrleştirme işlevlerini yerine getirir. Yüksek giriş direnci sağlar.

Ara aşama, opampın dengelenmesini (girişler kapalıyken çıkışın sıfır voltaja ayarlanması), diferansiyel ve çıkış aşamalarının dirençlerinin eşleştirilmesinin yanı sıra frekans düzeltmesini (kendi kendine uyarılmaya karşı koruma) sağlar.

Çıkış katı, düşük çıkış empedansı, yük gücü gereksinimi, akım sınırlama ve kısa devre koruması sağlar.

İşaretleme

LM serisi, National Semiconductor tarafından üretilen entegre devrelere dayanmaktadır. LM öneki başlangıçta doğrusal monolitik (doğrusal, monolitik) anlamına geliyordu ve katı gereksinimlerin olmadığı genel amaçlı amplifikatörleri (Genel Amaçlı) belirtmek için kullanıldı. “324” rakamları çipin seri numarasını gösterir. Seri numarasının sonundaki "-N", Texas Instruments tarafından National Semiconductor'dan satın alınan cihazları belirtir. Eylül 2011'de National Semiconductor, ürünlerindeki LM önekini değiştirmeyen Texas Instruments tarafından devralındı. Bu nedenle, şu anda LM işareti Texas Instruments'ın üretici kodudur, ancak diğer üreticiler tarafından bu çipin analoglarını piyasaya sürerken yaygın olarak kullanılmaktadır.

LM324 mikro devreleri ve N harfiyle aynı olan aynı fiziksel ve elektriksel özelliklere sahiptir. Birçok üretici için, işaretin sonundaki "-N" sembolleri, mikro devre muhafazasının plastik tipini - DIP14 gösterir.

Ayrıca imalat şirketlerinin ürünlerini sürekli geliştirdiklerini de belirtmek gerekir. Şu anda, bir dizi fonksiyonda üstün olan modifikasyonlar ortaya çıkmıştır, örneğin: elektrik deşarjına karşı dahili korumaya sahip LM324K, LM324KA (HBM ESD); 21 μA akım tüketimine sahip mikro güç LP324; besleme voltajı 2,7 V ila 5,5 V olan düşük voltajlı LMV324; BiCMOS teknolojisi ve 9 µA akım tüketimi vb. kullanılarak üretilen LPV324. İşaretinde “A” sembolü bulunan amplifikatörler, örneğin “LM324A-N”, diğerlerine (“A” olmadan) kıyasla daha iyi V IO özelliklerine sahip olacaktır. .

Analog LM324

LM324'ün ithal analoglarının listesi: ULN4336N, GL324, LA6324, IR3702, HA17324, MB3614, NJM2902D, SG324N, TDB0124, UA324, TA75902P, Rusça 1401UD2 ve 435UD2.

Uygulama kapsamı

LM324 en büyük popülaritesini standart negatif geri besleme devrelerini kullanarak buldu. Çeşitli çok işlevli cihazların oluşturulmasında kullanılır: entegratörler, farklılaştırıcılar, demodülatörler, logaritmik yükselteçler, toplayıcılar, toplama-çıkarma cihazları, genlik düzenleyiciler, jeneratörler vb. Söz konusu cihazın sürekli iyileştirilmesi nedeniyle lm324 kullanan birçok farklı cihaz ortaya çıkmıştır. örneğin görünür:

aydınlatma için hareket sensörü devresi;
Neptün kuluçka makinesi termostat şeması, vb.

LM324 kullanan basit amplifikatör devresi

Bir voltaj takipçisi olan negatif geri beslemeli (NFB) LM324'teki en basit devrelerden birini ele alalım. Kural olarak, op-amp'ler üzerine bir konuyu incelemek voltaj takipçisi ile başlar. Bu devreye aynı zamanda voltaj kazancı birliğe eşit olan amplifikatör de denir. İdeal olarak bu, op-amp'in herhangi bir sinyal yükseltmesi sağlamadığı ve çıkış voltajının giriş ile aynı olduğu anlamına gelir. Yani, op-amp'in girişine 5 V verilirse çıkışında 5 V olacaktır.

Ancak bu ifade, makalede tartışılan LM324 için değil, ideal bir işlemsel yükselteç için doğrudur. Bu sanal değil gerçek bir mikro devre olduğundan özellikleri ideal olanlardan farklıdır. Lm324 için çıkış voltajı-giriş voltajı grafiğine bakalım.

Grafikte “A” alanı çıkıştaki faz değişimini göstermektedir. Bu, mikro devrenin girişinde negatif bir voltaj göründüğünde meydana gelebilir ve istenmeyen sonuçlara yol açabilir - arızası.

Ayrıca grafik, amplifikatörün çıkışındaki voltajın giriş arttıkça arttığını göstermektedir. Ancak süresiz olarak büyüyemez ve mikro devrenin 5 V besleme voltajı ve çalışma özellikleri ile sınırlıdır. Böylece girişlerdeki voltajlar biraz değişir, içlerinden küçük bir akım akar, bu nedenle çıkış voltajı sağlanan voltajdan biraz farklı olacaktır. Grafikte, "C" alanında, söz konusu amplifikasyon devresi için 5 V'tan beslenen maksimum 3,8 V çıkış voltajını görebilirsiniz.

Pratikte her yerde çıkış akımı oldukça zayıf olan aktif elektronik bileşenlerle çalışmak zorundasınız. Örneğin mikrofon gibi. Düşük dirençli bir elemanın kendisine bağlanması, onun yardımıyla oluşturulan çıkış sinyalinin voltajını azaltacaktır. Bu gibi durumlarda, yüksek giriş ve düşük çıkış empedansına sahip olan ve bu nedenle girişe sağlanan sinyali azaltmayacak veya bozmayacak bir voltaj takipçisi kullanabilirsiniz.

Bir voltaj takipçisi, bu mikro devre için en yaygın tipik uygulamadan uzaktır. Bu op-amp'e dayanarak, modern elektronik cihazların çalıştığı diğer standart çözümler oluşturulmakta ve geliştirilmeye devam edilmektedir.

lm324'te led flaşör devresi

Bu devre oldukça basittir ve LED'leri oldukça sorunsuz bir şekilde açıp kapatmanızı sağlar. Flaşör ek olarak iki transistör kullanır. Anahtarlama hızının, C1 kapasitörünün kapasitansına ve R3 direncinin temel direncine bağlı olacağını belirtmekte fayda var.

Operasyonel güvenlik

Bazen bir projede lm324 kanallarının tümü kullanılmaz. Böyle bir durumda kullanılmayanların diğerlerini etkilemeyecek şekilde bağlanması gerekir. Kullanılmayan kanalları bağlama seçenekleri için üreticinin veri sayfasına bakın.

Belirli koşullar altında çıkış voltajının polaritesi ters çevrilebilir ve bu durum çipe zarar verebilir. Bu, karşılaştırıcı ve voltaj takipçisi devrelerinde tipiktir. Girişte negatif voltajın (fazın ters çevrilmesi) ortaya çıkmasını önlemek için üreticiler, devrenin evirmeyen girişine seri olarak giriş akımını 1 mA veya daha düşük bir değerle sınırlayacak bir direnç eklenmesini önerir. Bu miktardaki giriş akımı cihazın zarar görmesi riskini azaltacaktır.

Tüm op amp girişleri doğrudan toprağa bağlanmamalıdır. Akımı 10 mA veya daha azıyla sınırlamak için her zaman bir miktar direnç eklemek gerekir. Tüm giriş pinleri girişten Gnd'ye bir diyot içermelidir. İki güç kaynağı olan devrelerde Gnd pini negatif olacaktır. Ancak enerji verildiğinde, kesildiğinde veya ani bir voltaj hatası oluştuğunda Gnd pini pozitif hale gelebilir. Böyle bir durumda topraklanmış giriş pininden büyük bir akım akacak ve bu durum çipe zarar verebilecektir.

Girişe 1 kOhm'dan 10 kOhm'a kadar seri direnç eklemek kırılmasını önleyebilir.Lm324n aşırı ısınıp arızalanabileceğinden ters polariteli bir güç kaynağına bağlamayın.

Üreticiler

Aşağıda ana lm324 üreticilerinin veri sayfaları bulunmaktadır.

Mikro devre serisi LM324 doğrudan diferansiyel giriş, frekans içi birlik kazanç telafisi ve kısa devre korumasına sahip düşük maliyetli bir işlemsel yükselteçtir.

Bir mikro devre muhafazası, birbirinden bağımsız dört operasyonel amplifikatör içerir. Tek beslemeli devrelerde kullanılan standart işlemsel yükselteçlere göre bir takım yadsınamaz avantajlara sahiptirler. LM324 op-amp, çok çeşitli besleme voltajlarında iyi çalışır: 3 V'tan 32 V'a kadar. Mikro devre, SOIC ve DIP paketlerinde üretilmiştir.

LM324 İşlemsel Yükselteç Teknik Verileri

Besleme gerilimi:
- tek kutuplu: 3...32 V.
- iki kutuplu: 1,5...16 V.
DC voltaj kazancı: 100 dB.
Kendi akım tüketimi: 700 µA.
Giriş öngerilim akımı (sıcaklık telafili): 45 nA.
Giriş ofset voltajı: 2 mV.
Giriş ortak mod voltaj aralığı toprak içerir.
Diferansiyel giriş voltajı aralığı besleme voltajına ulaşır.
Çıkış voltajı: 0'dan Upit'e. – 1,5 V.

Op-amp yapısı

LM324 Pin Ataması

İşlemsel yükselticinin boyutları

LM324'ün analogları

Aşağıda LM324'ün yabancı ve yerli analoglarının bir listesi bulunmaktadır:

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

LM324 bağlantı şeması

AC Çevirici Amplifikatör

Amplifikatörün bu versiyonunda kazanç şuna eşit olacaktır: k = - R3/R1

Ters çevirmeyen AC amplifikatörü

Bu tip amplifikatörün kazancı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: k = 1 + R4/R1

Evirmeyen DC amplifikatör

Kazanç: k = 1 + R3/R2

LM324'te tepe dedektörü

Tepe dedektörleri, belirli bir süre boyunca maksimum sinyal değerini kaydetmek için kullanılır.

LM324'te histerezisli karşılaştırıcı

Çıkışın bir durumdan diğerine geçtiği (histerezis) giriş voltajı değerlerindeki fark, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: H = (R1/(R1+R2))(Voh-Vol)

LM324 op amp'in kullanımına ilişkin birkaç basit örnek

LM324'te akustik sinyal LED göstergesi

Amplifikatör çıkışından gelen düşük frekanslı sinyal, tüm LM324 operasyonel amplifikatörlerin evirici girişlerine beslenir. Doğrudan girişleri, bir devreden inşa edilen R2 ... R9 sabit direnç zincirine bağlanır. Değişken bir direnç kullanarak LED göstergesinin gerekli hassasiyetini ayarlayabilirsiniz. R12…R19 dirençleri LED'lerden akan maksimum akımı sınırlar.

doğrudan diferansiyel girişi, frekans içi birlik kazancı telafisi ve kısa devre koruması olan düşük maliyetli işlemsel yükselteçlerdir.

LM324 işlemsel yükselteç teknik verileri

Besleme gerilimi:
- tek kutuplu: 3…32 V.
- iki kutuplu: 1,5…16 V.
DC voltaj kazancı: 100 dB.
Kendi akım tüketimi: 700 µA.
Giriş öngerilim akımı (sıcaklık telafili): 45 nA.
Giriş ofset voltajı: 2 mV.
Giriş ortak mod voltaj aralığı toprak içerir.
Diferansiyel giriş voltajı aralığı besleme voltajına ulaşır.
Çıkış voltajı: 0'dan Upit'e. – 1,5 V.

Operasyonel amplifikatör yapısı

Pin ataması

LM324'ün analogları

LM324'ün yabancı ve yerli analoglarının listesi:

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