Что такое LM324 и каковы его основные характеристики. Как правильно подключить LM324 в схеме. Для каких применений лучше всего подходит LM324. Какие существуют аналоги LM324.

Что такое операционный усилитель LM324 и его ключевые особенности

LM324 — это интегральная микросхема, содержащая четыре независимых операционных усилителя общего назначения в одном корпусе. Данная микросхема широко применяется в электронике благодаря своим универсальным характеристикам и низкой стоимости.

Основные особенности LM324:

• Четыре независимых ОУ в одном корпусе
• Широкий диапазон питающих напряжений: от 3 до 32 В
• Возможность работы как от однополярного, так и от двуполярного источника питания
• Большой коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ
• Низкое энергопотребление: около 0,7 мА на канал
• Полоса пропускания до 1,3 МГц
• Внутренняя частотная коррекция
• Защита от короткого замыкания выхода

Благодаря этим характеристикам LM324 является отличным выбором для многих схем, где требуется несколько ОУ с невысокими требованиями к скорости и точности.

Технические характеристики и параметры LM324

Рассмотрим подробнее основные электрические параметры микросхемы LM324:

• Напряжение питания:
  • Однополярное: от 3 до 32 В
  • Двуполярное: от ±1,5 до ±16 В
• Коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ (типовое значение)
• Ток потребления на канал: 0,7 мА (типовое значение)
• Входной ток смещения: 45 нА (максимум)
• Входное напряжение смещения: 2 мВ (типовое значение)
• Диапазон входного синфазного напряжения: от 0 В до (Vcc — 1,5 В)
• Выходное напряжение: от 0 В до (Vcc — 1,5 В)
• Полоса пропускания: 1,3 МГц
• Скорость нарастания выходного напряжения: 0,5 В/мкс
• Диапазон рабочих температур: от 0°C до +70°C (для коммерческой версии)

Эти параметры делают LM324 универсальным решением для многих схем, не требующих высокой скорости или прецизионной точности.

Варианты корпусов и назначение выводов LM324

Микросхема LM324 выпускается в нескольких вариантах корпусов:

• DIP-14 (для монтажа в отверстия)
• SOIC-14 (для поверхностного монтажа)
• TSSOP-14 (миниатюрный корпус для поверхностного монтажа)
• QFN-16 (3×3 мм, безвыводной корпус)

Назначение выводов для корпусов DIP-14, SOIC-14 и TSSOP-14:

1. Выход 1
2. Инвертирующий вход 1
3. Неинвертирующий вход 1
4. V+
5. Неинвертирующий вход 2
6. Инвертирующий вход 2
7. Выход 2
8. Выход 3
9. Инвертирующий вход 3
10. Неинвертирующий вход 3
11. V-
12. Неинвертирующий вход 4
13. Инвертирующий вход 4
14. Выход 4

Для корпуса QFN-16 нумерация выводов отличается, поэтому при использовании этого варианта следует обратиться к документации производителя.

Схемы включения и типовые применения LM324

LM324 может использоваться во множестве схем. Рассмотрим несколько типовых применений:

Инвертирующий усилитель

В этой конфигурации коэффициент усиления определяется отношением резисторов обратной связи и входного резистора: K = -R2/R1. Знак минус означает инверсию фазы сигнала.

Неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления в этой схеме рассчитывается по формуле: K = 1 + R2/R1. Фаза сигнала не инвертируется.

Компаратор

LM324 может работать как компаратор, сравнивая входное напряжение с опорным. Выход переключается между низким и высоким уровнями в зависимости от результата сравнения.

Активный фильтр

Используя LM324, можно создавать активные фильтры различных типов: низкочастотные, высокочастотные, полосовые.

Генератор сигналов

На базе LM324 можно построить генераторы синусоидальных, прямоугольных и треугольных сигналов.

Эти примеры демонстрируют универсальность LM324 и его способность выполнять различные функции в электронных схемах.

Преимущества и недостатки использования LM324

Как и любой компонент, LM324 имеет свои сильные и слабые стороны. Рассмотрим основные преимущества и недостатки этой микросхемы.

Преимущества LM324:

• Низкая стоимость
• Широкая доступность
• Четыре ОУ в одном корпусе, что экономит место на плате
• Широкий диапазон напряжений питания
• Возможность работы от однополярного источника питания
• Низкое энергопотребление
• Внутренняя частотная коррекция
• Защита от короткого замыкания

Недостатки LM324:

• Относительно низкая скорость нарастания выходного напряжения
• Ограниченная полоса пропускания
• Не подходит для высокоточных измерений из-за относительно высокого входного напряжения смещения
• Возможны проблемы с шумами при работе на высоких частотах

Несмотря на недостатки, LM324 остается популярным выбором для многих применений благодаря своей универсальности и низкой стоимости.

Аналоги LM324 и их сравнительные характеристики

Существует ряд микросхем, которые могут служить аналогами LM324 в различных применениях. Рассмотрим некоторые из них:

TL084

Четырехканальный ОУ с полевыми транзисторами на входе. Преимущества: более высокое входное сопротивление, меньший входной ток. Недостатки: требует двуполярного питания.

LM2902

Очень близкий аналог LM324, отличается расширенным температурным диапазоном.

MCP6004

Четырехканальный ОУ от Microchip. Преимущества: rail-to-rail вход и выход, меньшее энергопотребление. Недостатки: более узкий диапазон напряжений питания.

OP484

Прецизионный четырехканальный ОУ. Преимущества: лучшая точность, меньшее напряжение смещения. Недостатки: выше стоимость.

1401УД2 (отечественный аналог)

Советский/российский аналог LM324. Характеристики близки к оригиналу, но могут отличаться в зависимости от партии и производителя.

При выборе аналога важно учитывать конкретные требования вашей схемы, такие как точность, скорость работы, энергопотребление и стоимость.

Особенности применения LM324 в различных электронных устройствах

LM324 находит применение в широком спектре электронных устройств благодаря своей универсальности. Рассмотрим некоторые особенности его использования в различных приложениях:

Аудиотехника

В аудиосхемах LM324 часто используется для построения предусилителей, активных фильтров и микшеров. Однако следует учитывать, что из-за относительно высокого уровня шума и ограниченной полосы пропускания, эта микросхема не подходит для высококачественных аудиоустройств.

Измерительная техника

LM324 может применяться в простых измерительных приборах, например, в качестве усилителя сигнала с датчиков или в схемах сравнения. Однако для точных измерений лучше использовать более прецизионные ОУ.

Системы управления

В системах автоматического управления LM324 может выполнять функции усиления сигналов обратной связи, компараторов для сравнения сигналов с заданными уровнями, интеграторов и дифференциаторов.

Источники питания

В схемах источников питания LM324 может использоваться для построения схем стабилизации напряжения, контроля тока и напряжения, формирования опорных напряжений.

Обработка сигналов с датчиков

LM324 хорошо подходит для усиления и обработки сигналов с различных датчиков — температуры, давления, освещенности и т.д. Возможность работы от однополярного питания делает его удобным для применения в портативных устройствах.

При использовании LM324 в любом из этих приложений важно учитывать его ограничения и при необходимости применять дополнительные меры для улучшения характеристик схемы.

Операционный усилитель LM324. Описание, схема включения, datasheet

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

• Напряжение питания:
• — однополярное: 3…32 В.
• — двухполярное: 1,5…16 В.
• Усиление по постоянному напряжению: 100 дБ.
• Собственный ток потребления: 700 мкА.
• Входной ток смещения (с температурной компенсацией): 45 нА.
• Входное напряжение смещения: 2 мВ.
• Диапазон входного синфазного напряжения содержит землю.
• Дифференциальный диапазон входного напряжения достигает напряжения питания.
• Выходного напряжение: от 0 до Uпит. – 1,5 В.

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

В данном варианте усилителя коэффициент усиления будет равен:  k = — R3/R1

 

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).

 

Скачать Datasheet LM324 (356,5 Kb, скачано: 8 919)

www.joyta.ru

LM324 — Четырехканальный операционный усилитель — DataSheet

LM124, LM224, LM324

 

Особенности

 

• Широкая полоса пропускания: 1.3 МГц
• Большое усиление по постоянному току: 100 дБ
• Широкий диапазон напряжения питания:
• Для однополярного питания: 0т +3 В до +30 В
• Для двухполярного питания: от  ±1.5 В до ±15 В
• Диапазон синфазного напряжения включает землю
• Большая амплитуда выходного напряжения: от 0 В до V_CC -1.5 В
• Выходная мощность подходит для работы от батареи

 

Купить LM324

 

Описание

Микросхемы серии LM124, LM224 и LM324 состоят из четырех операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления, которые работают от одного источника питания. Областью их применения являются усилители-преобразователи, усилители о все обычные схемы применения ОУ , которые можно подключить к одному источнику питания.

 

Тип корпуса DIP14	Тип корпуса SO-14
Тип корпуса TSSOP-14	Тип корпуса QFN16 3×3

Расположение выводов (вид сверху)

Цоколевка LM324

Цоколевка корпус QFN16  вид сверху

 

Внутренняя схема ОУ

 

Обозначение	Параметр	LM124			LM224	LM324	Ед. изм.
VCC	Напряжение питания	±16 или 32					В
Vin	Входное напряжение	от -0.3 до 32					В
Vid	Дифференциальное входное напряжение	32					В
	Длительность короткого замыкания	Неограничена
Iin	Входной ток: Vin отрицательное	5 мА при постоянном токе и 5 мА при переменном(коэффициент заполнения = 10%, T=1 с)					мА
	Входной ток: Vin положительное	0.4
Toper	Диапазон рабочих температур	от -55 до +125			от -40 до +105	от 0 до +70	°C
Tj	Максимальная температура p-n переходов	150					°C

 

Электрические характеристики

 

Обозначение	Параметр	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
Vio	Входное напряжение компенсации смещения нуля на выходе Tamb = +25° C LM124-LM224		2	5	мВ
	LM324			7
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax LM124-LM224			7
	LM324			7
Iio	Входной ток компенсации смещения нуля на выходе Tamb = +25° C		2	30	нА
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			100
Iib	Входной ток смещения Tamb = +25° C		20	150	нА
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			300
Avd	Максимальное усиление сигнала по напряжению VCC+ = +15 В, RL = 2 кОм, Vo = от 1.4 В до 11.4 В Tamb = +25° C	50	100		В/мВ
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	25
SVR	Коэффициент подавления помех по питанию Rs ≤ 10 кОм) VCC+ = от 5 В до 30 В Tamb = +25° C	65	100		дБ
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	65
ICC	Потребляемый ток для всех усилителей без нагрузки Tamb = +25° C VCC = +5 В		0.7	1.2	мА
	VCC = +30 В		1.5	3
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax VCC = +5 В		0.8	1.2
	VCC = +30 В		1.5	3
Vicm	Диапазон синфазного входного напряжения VCC = +30 В, Tamb = +25° C	0		VCC-1.5	В
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	0		VCC-2
CMR	Коэффициент ослабления синфазного входного напряжения Rs ≤ 10 кОм) Tamb = +25° C	70	80		дБ
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	60
VOH	Высокий уровень выходного напряжения VCC = +30 В, Tamb = +25° C, RL = 2 кОм	26	27		В
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	26
	Tamb = +25° C, RL = 10 кОм	27	28
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	27
	VCC = +5 В, RL = 2 кОм Tamb = +25°C	3.5
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax	3
VOL	Низкий уровень выходного напряжения (RL = 10 кОм) Tamb = +25°C		5	20	мВ
	Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax			20
SR	Скорость нарастания сигнала VCC = 15 В, Vi = от 0.5 до 3 В, RL = 2 кОм, CL = 100 пФ, единичное усиление		о.4		В/мкс
GBP	Полоса пропускания VCC = 30 В, f = 100 кГц, Vin = 10 мВ, RL = 2 кОм, CL = 100 пФ		1.3		МГц
THD	Суммарный коэффициент гармонических искажений f = 1 кГц, Av = 20 дБ, RL = 2 кОм, Vo = 2 Vpp, CL = 100 пФ, VCC = 30 В		0.015		%
Vo1/Vo2	Разделение каналов 1 кГц ≤ f ≤ 20 кГц		120		дБ

 

Применение (схемы включения)

 

Инвертирующий усилитель переменного тока	Усилитель постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления
Неинвертирующий усилитель переменного тока	Суммирующий усилитель постоянного тока
Неинвертирующий усилитель постоянного тока	Активный полосовой фильтр
Дифференциальный усилитель постоянного тока	Использование симметричного усилителя для уменьшения входного тока

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

rudatasheet.ru

Микросхема LM324 – счетверенный операционный усилитель

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:

• для монтажа в отверстия: DIP14;
• для поверхностного монтажа: SO-14, TSSOP-14, QFN16 3×3;
• для расширенного температурного диапазона в керамических корпусах.

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

Характеристики LM324:

• 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.

hardelectronics.ru