LM324 схемы включения
Итак, где же предлагает использовать LM324 Texas Instruments:
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.
Не, напряжение смещения у него все же большое. Примерно такое же смещение нуля имели некоторые отечественные ОУ, при том они считались не самыми лучшими. Для работы с сигналами переменного тока LM324 сгодится, но если попытаться использовать ее в качестве УПТ, то «плавание» усиленного напряжения не позволит работать с сигналами малого уровня.
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.
Да ну нафик… Панелька на куске макетной платы, несколько резисторов, двуполярный источник питания, вольтметр, вот и все что нужно для быстрой проверки ОУ. Спаять схему усилителя, подключить, измерить напряжение на выходе при подаче какого-то напряжения на вход, убедиться в наличии нуля на выходе в отсутствии сигнала. Все это делается за 15 минут.
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.
Ну, это естественно и касается не только электронных устройств. Полностью ремонтно-пригодных вещей становится все меньше и меньше. Как правило — это дорогучие эксклюзивы несущие не только практическую, но и эстетическую ценность. Частично же ремонтируемых — гораздо больше. Платку там, блочёк поменять целиком или дисплей — таких сколько угодно. Да и с полностью ремонтно-пригодными часто поступают таким же образом, потому как быстрей, хоть и дороже. Но время тоже деньги, так что все решает экономическая целесообразность.
Компаратор напряжения — выход с открытым коллектором
Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором.
Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания.
В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный (подтягивающий) резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.
Операционные усилители (ОУ), такие как LM324, LM358 и LM741 обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.
Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:
Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-).
Схема включения
Ниже приведена простая схема одного из способов включения lm393. Она даёт необходимое представление и понимание того, как работает данное устройство. Собрать её можно самостоятельно используя небольшое количество дополнительных электронных компонентов:
- фоторезистор;
- резисторы на 33 кОм и 330 Ом;
- потенциометр от 1 до 20 кОм;
- светодиод;
- батарейка типа АА – 3 шт.
Компаратор lm393 в представленной схеме полезен тем, что сверяет уровень поступающих сигналов с эталонным (пороговым) значением для принятия решения о подаче питания на светодиод. Используя дополнительный фоторезистор, можно сделать миниатюрный электронный ночник. В темноте он будет светится, а с появлением света гаснуть.
Потенциометр в схеме используется в качестве калибратора. С его помощью настраивается сопротивление включения (когда ночью) и выключения (при свете) светодиода. После такой настройки компаратор сможет сравнивать опорное питание с напряжением от делителя, которое он получает по линии подключённой между резистором 33 кОм и фоторезистором.
Когда на фоторезистор попадёт свет, его сопротивление падает ниже 30 кОм. Таким образом, большая часть напруги попадает на обычный резистор 33 кОм. В результате на входе микросхемы, через резистивный делитель, напряжение будет меньше опорного. На выходе выводится высокий уровень и светодиод гаснет.
В темноте фоторезистор будет иметь очень большое сопротивление, поэтому большая часть напруги передастся уже ему. Напряжение получаемое от резистивного делателя будет выше опорного. В результате на выходе микросхемы выводится низкий уровень и светодиод светится.
Входное напряжение смещения компаратора
Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения. Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.
В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.
Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4.
Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.
Простое зарядное устройство своими руками
Наверняка вы в курсе какая сейчас обстановка со светом в Крыму, по вечерам при выключении света вынуждены сидеть при лампах и светодиодных лентах. Но для того что бы их питать нужны аккумуляторы постоянно заряженные. Конечно, есть у меня зарядка на LM317, но ее не универсальность меня не утраивает, так как приходится заряжать разные типы АКБ. Среди которых и гелиевые, и LI-Ion и кислотные автомобильные АКБ.
Зарядное устройство, которое мне захотелось, должно заряжать все типы аккумуляторов, с напряжением зарядки до 15В и током до 4А. Самым подходящим для меня вариантом стало собрать два стабилизатора на компараторах. Стабилизатор тока и стабилизатор напряжения. Как для меня все просто, напряжение с выхода зарядки и датчика тока должно сравниваться с опорным напряжением.
Основой схемы стал набор операционных усилителей LM324, обвязка к которому подбиралась неделю. И в одно прекрасное утро вышла рабочая схема
В разработке схемы мне очень помог MULTISLIM,как для начинающего самое оно. И если бы не он я бы до сих пор собирал бы эту схему. И спасибо ребятам с Радиокота, где была похожая схема, благодаря которой зарядка доведена была до ума. Ссылка на форум внизу статьи И так подробней со схемой.
Схема питается у меня от трансформаторного блока питания с выходом 22В, далее идет мост диодный 15А с запасом взят и фильтр из 3х электролитических конденсаторов по 4700мФ зашунтированные пленкой 0.1мФ.
Источник опорного питания 12В собран на регулируемой КРЕН TL431, усиленной транзистором для надежности, да и не известно сколько еще чего подключу к этой схеме, даже оставил на плате клемму для питания других плат. Транзистор VT1 брал КТ805, так как у меня их валом из старых теликов. Но можно и другие, такие как КТ815/КТ817, их будет достаточно для питания этой схемы
На первом компараторе собран стабилизатор тока, сравнивающий напряжение с потенциометра с напряжением падения на шунте. Шунт 0,1Ом, потому что других не было и для легкого подсчета удобен, но можно и другие применять, помним только про рассеиваемую мощность P=I*I*Rш. Из закона Ома на 1А нагрузки падение 0.1В. Соответственно для 4А- 0.4В. Зная это значение можно посчитать делитель для регулировки, то есть в крайнем правом положении на средней ножке потенциометра должно быть 0.4В. При питании 12В, коэффициент деления должен быть 12/0.4=30. Выберем как на моем примере переменный 50К, тогда R8 1,5Мом. R12 подбирается по минимальному току потребления, к которому еще добавится ток питания всей схемы. Но тут сунул 3к, что бы не заморачивать себя расчетами. Мне минимальный ток не так важен. Кстати питание схемы сделано через шунт, что бы избежать отрицательного напряжения на ОУ.
На втором компараторе собран стабилизатор напряжения все как в первом. Напряжение с делителя, равное половине от выхода зарядки сравнивается с опорным. То есть на выходе 15В, на делителе 7,5В. На переменном резисторе 20К в крайнем правом положении 7,5В при R10 12.5кОм Управляющие ноги с потенциометров зашунтированы пленкой 470нФ на общий, что бы избежать шорохов.
Эти два стабилизатора работают параллельно, каждый через свой токоограничивающий резистор управляют транзисторным каскадом. Транзисторный каскад собран на трех транзисторах. Управляющий VT3 я ставил C945 из платы монитора ПК. Они есть разной цоколевки, есть с базой посредине, а есть с базой на правой ножке(случайно заметил:))
Схема эквивалента компаратора напряжения с однополярным источником питания
Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.
Выход включается или выключается в зависимости от относительных напряжений на плюсовом (+) и минусовом (-) входах компаратора. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода.
