Lm324n схема включения как работает блок питания

Обновлено: 07.07.2024

Микросхема серии LM324 является недорогим операционным усилителем, имеющая прямой дифференциальный вход, внутричастотную компенсацию при единичном усилении и защиту от короткого замыкания.

В одном корпусе микросхемы расположено четыре независимых друг от друга операционных усилителя. У них имеется ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с типовыми операционными усилителями, применяемыми в схемах с однополярным питанием. ОУ LM324 отлично работает в широком диапазоне напряжения питания: от 3 В до 32 В. Микросхема производится в корпусах типа SOIC и DIP.

Технические данные операционного усилителя LM324

Структура операционного усилителя

Назначение выводов LM324

Габаритные размеры операционного усилителя

Аналоги LM324

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов LM324:

ULN4336N
GL324
LA6324
IR3702
HA17324
MB3614
NJM2902D
SG324N
TDB0124
UA324
TA75902P
1401УД2 (отечественный аналог)
1435УД2 (отечественный аналог)

Схема включения LM324

Инвертирующий усилитель по переменному току

Прочная металлическая основа с порошковым покрытием, четыре гибкие руч.

Неинвертирующий усилитель по переменному току

Коэффициент усиления у данного типа усилителя рассчитывается по следующей формуле: k = 1 + R4/R1

Неинвертирующий усилитель постоянного тока

Усиление равно: k = 1 + R3/R2

Пиковый детектор на LM324

Пиковые детекторы используются для фиксации максимальной, за определенный промежуток времени, величины сигнала.

Компаратор на LM324 с гистерезисом

Разница значений входного напряжения, при котором происходит переключение выхода компаратора (гистерезис) из одного состояния в другое, рассчитывается по следующей формуле: Н = (R1/(R1+R2))(Voh-Vol)

Несколько простых примеров использования операционного усилителя LM324

Светодиодный индикатор акустического сигнала на LM324

Низкочастотный сигнал с выхода усилителя подается на инвертирующие входы всех операционных усилителей LM324. Прямые входы их подключены к делителю напряжения построенного из цепи постоянных резисторов R2…R9. Переменным резистором можно выставить необходимую чувствительность светодиодного индикатора. Сопротивления R12…R19 ограничивают максимальный ток, протекающий через светодиоды.

Простая светодиодная мигалка на ОУ LM324

Схема позволяет плавно поочередно включать и выключать светодиоды. Светодиодная мигалка построена на операционном усилителе LM324 и двух транзисторах разной проводимости. От сопротивления резистора R3 и емкости конденсатора C1 зависит скорость переключения светодиодов.

Микрофонный усилитель

Данная схема предназначена для усиления слабого сигнала электретного микрофона. Схема микрофонного усилителя представляет собой инвертирующий усилитель по переменному току с коэффициентом усиления 220 (R5/R3).

Источник питания из радиолюбительского набора с регулируемым напряжением и током защиты - схема принципиальная и фото собранной платы. Это радиоконструктор - однополярный блок питания с "грубой" и "плавной" регулировками выходного напряжения, регулировкой ограничения по току и индикацией режима работы. В качестве регулирующего элемента используется полевой транзистор IRLZ44N, управляемый ОУ LM324. Сама схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию, так что печатная плата и список деталей БП прилагается.

В нескольких схемах рассмотрим, можно ли параллельно включать стабилизаторы напряжения, микросхемы типа LM317 и аналогичные.

Линейный светодиодный драйвер мощностью 3 Вт с кнопкой и резистором регулировки тока - схема на IS32LT3120.

Класс A - схема самодельного УМЗЧ высокого качества на полевых MOSFET транзисторах.

Буферный блок питания 12 В с аккумулятором - схема принципиальная и подробное описание работы.

Линейный светодиодный драйвер мощностью 3 Вт с кнопкой и резистором регулировки тока - схема на IS32LT3120.

Противопомеховые фильтры - параметры, свойства, выбор подходящей схемы и радиоэлементов.

Почему электрические провода нагреваются, откуда берется вообще тепло и сколько энергии теряется из-за сопротивления?

Регулируемый источник питания является одним из основных приборов в электронной лаборатории, ателье или на рабочем месте каждого электронщика. Представленный источник, несмотря на простоту конструкции, имеет хорошие характеристики.

Он имеет возможность плавной регулировки выходного напряжения в диапазоне от 0 до 30 В, а также плавной регулировки силы тока до 1 А. Вся схема построена на четырехкаскадном операционном усилителе типа LM324. Каскад D работает как источник напряжения смещения. Каскад В служит для измерения выходного тока, в то же время схема А работает как компаратор, управляющий светодиодом, сигнализирующим состояние перехода источника тока в состояние стабилизации тока.

Потенциометр Р1 служит для регулировки выходного напряжения. Потенциометром Р2 регулируется порог ограничения тока источника. Монтажным потенциометром PR1 следует установить верхний предел регулировки тока следующим образом: потенциометр Р2 установить в максимальное значение.

Выход источника тока нагрузить, например проволочным резистором с сопротивлением в несколько ом. В разрыв с резистором включить амперметр. Регулируя выходное напряжение, установить ток, протекающий через резистор, на 1 А. Покручивая монтажным потенциометром PR1, добиться зажигания светодиода. Весь источник тока смонтирован на одной печатной плате.

Выходной транзистор Т2 необходимо прикрепить к радиатору поверхностью не менее 1 дм2. Питающий трансформатор должен подавать напряжение не более 25 В, так чтобы напряжение на конденсаторе С1 не было более 33 В (допустимая величина для схемы LM324). Ток нагрузки трансформатора должен быть, по крайней мере, равным максимальному току нагрузки источника тока.

Система, собранная согласно схеме, действует правильно сразу же после включения питания. Выход источника питания необходимо блокировать конденсатором, не имеющим собственной индуктивности, например керамическим, емкостью 100 нФ/50 В как можно ближе к выходным зажимам.

К операционным усилителям бюджетного спектра относятся микросхемы LM324. Они отличаются прямым дифференциальным входом, компенсацией внутренних частот при разовом усилении и невозможностью короткого замыкания.

Какими характеристиками обладает операционный усилитель LM324

Источник электропитания устройства должен иметь напряжение:

Характерные черты устройства lm324

Как работает устройство lm324n

Обратите внимание, как выглядит внутренняя схема операционного усилителя с однополярным. Она приведена в даташит к lm324n.

Обычно, в состав ОУ входит дифкаскад, промежуточные и выходные каскады.

Дифкаскад усиливает разность напряжений, поступающих на вход, и нейтрализует синфазные сигналы. Таким образом обеспечивается большое входное сопротивление.

Каскад выхода позволяет добиться небольшого выходного сопротивления, необходимой нагрузочной мощности, ограничить силу тока и предотвратить короткое замыкание.

Маркировка lm324n

Основу серии LM составляют интегральные микросхемы от производителя National Semiconductor. Эти две буквы обозначают линейность и монолитность (linear monolithic). Ими обозначают общие усилители без предъявления особых требований.

Число 324 обозначает номер серии микросхемы, буква “n” в конце свидетельствует о том, что производителем является National Semiconductor. Эта компания сохранила префикс LM для обозначения линеек своих изделий. Также она широко применяется другими изготовителями, выпускающими аналоги устройства.

Уточним также, что изготовители предлагают все усилия для усовершенствования продукции. Поэтому сегодня возник ряд модификаций, которые по целому списку характеристик превзошли первоначальный вариант. К ним относятся:

Аналоги: чем заменить LM324

Существует 2 аналогичных по характеристикам российских устройства: 435УД2 и 1401УД2, и несколько зарубежных:

ULN4336N;
IR3702;
LA6324;
GL324;
HA17324;
TDB0124;
NJM2902D;
UA324;
MB3614;
SG324N;
UA324;
TA75902P.

Где применяется lm324n

Устройство так популярно благодаря использованию совместно с типовыми схемами обратной связи со знаком “-”. Оно актуально для изготовления разных приборов с большим количеством функций. Среди них:

Логарифмические усилители.
Дифференциаторы.
Интеграторы.
Сумматоры.
Демодуляторы.
Регуляторы амплитуды.
Генераторы.
Суммирующие и вычитающие устройства.

Прибор все время совершенствуют, создают новые конструкции, содержащие lm324. К ним относятся схемы двигательных датчиков освещения, терморегуляторов на инкубаторах, ИБП.

Как устроен усилитель lm324

Взгляните на простейшую схему прибора, который имеет обратную связь со знаком “минус”. Он именуется также повторителем напряжения и отличается усилительным коэффициентом напряжения, равным 1.

Однако бесконечный рост напряжения невозможен, этот процесс ограничен напряжением электропитания устройства 5 В и его рабочей спецификой. Поэтому входные напряжения реально отличаются, сквозь них протекает ток минимальной силы, так что выходное напряжение будет не таким, как при подаче. На участке “С” графика заметен предел напряжения выхода, равный 3,9 В. При этом напряжение источника питания усилительной схемы равно 5 В.

Практика показывает, что большая часть электронных деталей обладает слабым током выхода. Это касается, к примеру, микрофона. Если к нему подключить деталь с низким сопротивлением, напряжение сигнала на выходе снизится.

Как устроена светодиодная мигалка на основе lm324

Приведем простую схему, внутри которой происходит довольно плавное управление включением-выключением световых диодов. Мигалку оборудуют двумя дополнительными транзисторами. Имейте в виду: емкость конденсатора и основное сопротивление резистора напрямую влияют на быстроту переключений.

Безопасное использование

Есть условия, при которых выходное напряжение может стать инвертировано полярным, что вызывает поломку микросхемы. Это возможно в таких приборах, как компараторы и повторители напряжения. Во избежание возникновения напряжения со знаком “минус”, то есть запуска инверсионной фазы у входа, изготовители советуют установить к входу резистор. Подключение должно быть последовательным. Резистор, в свою очередь, ограничивает ток входа до 1 мА. Благодаря этой величине тока входа, снижается риск поломки прибора.

Не допускается подключение входов прямо на “землю”. Постоянно требуется добавка определенного сопротивления для ограничения тока до 10 мА и менее. Каждый контакт входа содержит диод между входом и ground. Если в схеме 2 источника электроэнергии, контакт с “землей” будет иметь знак минус.

Например, при включении, выключении, либо внезапной неисправности устройства, возможно появление знака “+” на “земляном” выводе. В таком случае через заземленный входной контакт протекает ток большой силы, приводящий к повреждению микросхемы.

Если добавить последовательный резистор с сопротивлением 1-10 кОм при входе, это помогает предотвратить поломку. Недопустимо подключать устройство к источнику электроэнергии, имеющему обратную полярность. Возможен перегрев и поломка lm324n.

Высокоточный термометр на основе lm324n

Основу прибора составляет температурный датчик. В данном случае, он является стабилитроном LM113. Его подключают к плечу моста измерения с определенным сопротивлением.

Микросхема состоит из двух операционных усилителей. Они обеспечивают стабилитрон-измеритель постоянной силой тока. Это нужно для того, чтобы напряжение стабилитрона зависело только от температурных колебаний.

Выходное напряжение ОУ является опорным. Смена напряжения диода после применения ОУ приводит к появлению пропорционального потенциала выхода устройства.

Как изготовить простой металлоискатель на lm324n своими руками

Резистор (R1) напрямую влияет на глубину обратной связи. Генератор находится в особом режиме быстрой реакции на прочность контура колебаний. Он, в свою очередь, влияет на глубину обнаружения металлических предметов устройством.

В конструкции нужно использовать 2 диода из кремния, где протекает небольшой обратный ток. Они помогают быстро восстанавливать режимы усилителя, если найдены крупные предметы из металла.

Металлоискатель необходимо настроить. Для этого нужно использовать не постоянный резистор, а переменный, сопротивление которого равно 10 кОм. Положение его движка должно соответствовать наибольшему сопротивлению. Если оно уменьшается, то же самое происходит с напряжением в точке “А”. В определенное время этот процесс остановится, начнется, наоборот, увеличение. Нужно запомнить, когда будет достигнут минимум напряжения в этой точки, узнать, какое при этом сопротивление у переменного резистора и в обязательном порядке установить постоянный, с таким же показателем.

Генератор должен находиться на обособленной плате, рядом с катушкой и состоять только из прецизионных деталей. Не важно, каково устройство транзистора, он может быть германиевый с небольшим усилением, либо иметь переходы p-n-p. Подберите конденсатор, согласно уровню чувствительности контура, с емкостью от 5 до 20 нФ. Возможен положительный результат при подключении одного из конденсаторов к основному проводу, а не обмотке.

Приобрести операционный усилитель LM324 можно по ссылке на AliExpress.

И еще классное видео в котором показывается как сделать блок питания на LM324 и КТ825 с регулятором тока:

Если в схеме нужно использовать сразу несколько операционных усилителей, а особых требований например по частоте, выходному току и т.п. нету, то LM324 прекрасный кандидат: в 14 выводном корпусе размещены 4 операционных усилителя общего применения с общим питанием.

Операционные усилители серии LM324 выпускаются несколькими производителями и параметры микросхем от производителя к производителю могут отличаться. Так же разные производители выпускают модификации серии на разные температурные диапазоны и в разных корпусах:

Например все эти операционные усилители модификации LM324: LM324A, LM324E, LM124, LM224, LM2902, LM2902E, LM2902V, NCV2902.

широкий диапазон питающих напряжений: от 3 до 30В;
может работать как при однополярном, так и при двуполярном питании;
большой коэффициент усиления по напряжению: 100дБ;
широкий частотный диапазон: 1,3МГц;
низкий потребляемый ток на усилитель: 375мкА;
низкий входной ток смещения: 2нА;
низкое входное напряжение смещения, максимум: 5мВ;
не требует внешних цепей частотной коррекции;
диапазон входных напряжений от 0 В.

Цоколевка LM324 в DIP-14, SO-14, TSSOP-14.

Внутренняя структура одного канала:

LM324 схемы включения

Итак, где же предлагает использовать LM324 Texas Instruments:

DVD и блюрей приводы,
Домашние кинотеатры,
Различные датчики,
Мультиметры и осцилографы,
Управление различными двигателями,
Телевизоры,
Весы.

Кстати TI выпускает 324-тые уже более 40 лет – с 1975.
Большое количество операционных усилителей может понадобиться как для схем с большим количеством однотипных каналов, так и в сложных схемах.
Например счетверенный LM324 пригодятся как ни кстати в схеме биквадратного фильтра.

15 thoughts on “ Микросхема LM324 – счетверенный операционный усилитель ”

Документация на LM324 от разных производителей: TI, Onsemi, Fairchild.
Интресно, что номенклатура корпусов у всех разная. Ну и куча отличий по мелочи.

Ничего удивительного в этом нет, производители закупают материалы с разной долей посторонних примесей, вот это и отражается на выходных параметрах. При производстве компонентов с одинаковой маркировкой главное точно воспроизвести основную схему.
Корпус при этом можно выбрать любой, позволяющий рассеивать номинальную мощность.

В качестве оффтопа: я тут недавно добыл горстку OP07. Тоже далеко не самые новые операционные усилители, но с напряжением сдвига менее 100 микровольт. По быстрому спаял на них и каких-то советских прецизионных резисторах диффусилитель на макетке. Получил устройство адекватно усиливающее напряжения около 1 милливольта с коэффициентом усиления 100. Блин, я даже не знал, что такое может быть. Пробовал раньше нечто подобное делать на ОУ широкого применения, так напряжение на выходе полностью зависело от направления ветра на Марсе и фаз Луны.

У LM324 самые явные плюсы на мой взгляд, это возможность однополярного питания и четыре ОУ в одном корпусе. Очень ценные свойства для переносной малогабаритной аппаратуры, где вес, размеры и нетребовательность к источнику питания имеют решающее значение.

Как раз OP07 самым доступный из прецизионных операционников: на али от 6 долларов 100шт. Вот правда не знаю оригинальные ли 6 центовые ОУ.
С таким смещение прекрасно подойдут для усиления сигнала с шунтов.

Я на алиэкспресс брал OP07. За оригинальность ничего не скажу, но с напряжением смещения у них все в порядке. Самому не верилось, что за копейки можно приобрести высокоточные ОУ, но работают отменно.
А вот прецизионные резисторы по дешевке уже не купишь. Хорошо, знакомый отдал мне пару сотен советских С2-29 разных номиналов, использую их в ответственных случаях.

По резисторам нормальная фирма Yageo, ставил их токовые шунты. На али есть прецизионные резисторы Yageo 0805 0,125Вт 0.1% ±25ppm/°C.
Стоят 20$ за 200шт. и 120$ за 5000шт. Но это одного номинала, очень жалко что наборы только на 1% и 5%. Был бы набор 5000шт, получалось бы за 2,4 цента отличный резистор.

В нашу цифровую эру в устройствах остается большой процент операционных усилителей, компараторов, оптопар и другой мелочевки, которую при ремонте так или иначе необходимо проверять. И каждый раз с ремонтом подобных устройств возникает проблема проверки этих компонентов на исправность, особенно счетверенных. А быстро их проверить не получается.

Чем лучше у устройства с ремонтопригодностью тем оно больше по размерам и дороже. Мелкие детали труднее паять, но пользоватся компактным устройством удобнее, чем горомоздким но ремонтопригодным.

Вот кстати фото счетверенного L324 из цветного принтера Xerox Phaser 6000.

Рядом элементы в корпусах sot-23, 1206, 0603.

Читайте также: