51 单片机实验网 http://www.51mculab.com LM324 四运放的应用 LM324 是四运放集成电路，它采用 14 脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部 包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示，它有 5 个引出脚，其中“+”、 “-”为两个信 号输入端， “V+”、 “V-”为正、负电源端， “Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为 反相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端， 表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324 的引脚排列见图 2。 图 1 图 2 由于 LM324 四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优 点，因此被广泛应用在各种电路中。下面介绍其应用实例。 ________________________________________ 反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调 试。放大器采用单电源供电，由 R1、R2 组成 1/2V+偏置，C1 是消振电容。 放大器电压放大倍数 Av 仅由外接电阻 Ri、Rf 决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入 信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为 Ri。一般情况下先取 Ri 与信 号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定 Rf。Co 和 Ci 为耦合电容。 ________________________________________ 同相交流放大器 51 单片机实验网 http://www.51mculab.com 见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的 R1、R2 组成 1/2V+分压电路，通过 R3 对运放进行偏置。 电路的电压放大倍数 Av 也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为 R3。R4 的阻 值范围为几千欧姆到几十千欧姆。 ________________________________________ 交流信号三分配放大器 此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而 对信号源的影响极小。因运放 Ai 输入电阻高，运放 A1-A4 均把输出端直接接到负输入端， 信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时 Rf=0 的情况，故各放大器电压放大倍数均为 1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。 R1、R2 组成 1/2V+偏置，静态时 A1 输出端电压为 1/2V+，故运放 A2-A4 输出端亦为 1/2V+， 通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。 ________________________________________ 测温电路 见附图。感温探头采用一只硅三极管 3DG6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的 温度系数约为-2.5mV/℃，即温度每上升 1 度，发射结电压变会下降 2.5mV。运放 A1 连接 成同相直流放大形式，温度越高，晶体管 BG1 压降越小，运放 A1 同相输入端的电压就越 低，输出端的电压也越低。 51 单片机实验网 http://www.51mculab.com 这是一个线性放大过程。在 A1 输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进行其 它自动控制。 ________________________________________ 有源带通滤波器 许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在 显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频 率 ，在中心频率 fo 处的电压增益 Ao=B3/2B1，品质因数 ，3dB 带宽 B=1/（п*R3*C）也 可根据设计确定的 Q、fo、Ao 值，去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/（2пfoAoC）， R2=Q/（ （2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，当 fo=1KHz 时，C 取 0.01Uf。 此电路亦可用于一般的选频放大。 此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在 1/2V+并将电阻 R2 下端接到运放正输 入端既可。 ________________________________________ 比较器 当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开 环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如 LM324 运放开环放大倍数为 100dB，既 10 万倍)。 此时运放便形成一个电压比较器，其输出如不是高电平（V+），就是低电平（V-或接地）。 当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出低电平。 51 单片机实验网 http://www.51mculab.com 附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻 R1、R1ˊ组成分压电路，为运放 A1 设定比较电平 U1；电阻 R2、R2ˊ组成分压电路，为运放 A2 设定比较电平 U2。输入电 压 U1 同时加到 A1 的正输入端和 A2 的负输入端之间，当 Ui >U1 时，运放 A1 输出高电平； 当 Ui <U2 时，运放 A2 输出高电平。运放 A1、A2 只要有一个输出高电平，晶体管 BG1 就 会导通，发光二极管 LED 就会点亮。 若选择 U1>U2，则当输入电压 Ui 越出[U2，U1]区间范围时，LED 点亮，这便是一个电压 双限指示器。 若选择 U2 > U1，则当输入电压在[U2，U1]区间范围时，LED 点亮，这是一个“窗口”电 压指示器。 此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报 警等。 ________________________________________ 单稳态触发器 见附图 1。此电路可用在一些自动控制系统中。电阻 R1、R2 组成分压电路，为运放 A1 负 输入端提供偏置电压 U1，作为比较电压基准。静态时，电容 C1 充电完毕，运放 A1 正输入 端电压 U2 等于电源电压 V+，故 A1 输出高电平。当输入电压 Ui 变为低电平时，二极管 D1 导通，电容 C1 通过 D1 迅速放电，使 U2 突然降至地电平，此时因为 U1>U2，故运放 A1 输出低电平。当输入电压变高时，二极管 D1 截止，电源电压 R3 给电容 C1 充电，当 C1 上 充电电压大于 U1 时，既 U2>U1，A1 输出又变为高电平，从而结束了一次单稳触发。显然， 提高 U1 或增大 R2、C1 的数值，都会使单稳延时时间增长，反之则缩短。 图 1 图 2 如果将二极管 D1 去掉，则此电路具有加电延时功能。刚加电时，U1>U2，运放 A1 输出低 电平，随着电容 C1 不断充电，U2 不断升高，当 U2>U1 时，A1 输出才变为高电平。参考 图 2。 转载请来源于：www.bbww.net