Усилитель на lm358. Инвертирующий усилитель на операционном усилителе LM358: схема, принцип работы, расчет — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает инвертирующий усилитель на ОУ LM358. Какая схема подключения инвертирующего усилителя. Как рассчитать коэффициент усиления инвертирующего усилителя. Какие особенности у инвертирующего усилителя на LM358. Как правильно подобрать резисторы для инвертирующего усилителя.

Содержание

Принцип работы инвертирующего усилителя на операционном усилителе

Инвертирующий усилитель на операционном усилителе (ОУ) — это одна из базовых схем включения ОУ. Его основные особенности:

Входной сигнал подается на инвертирующий вход ОУ
Неинвертирующий вход заземлен
Выходной сигнал находится в противофазе ко входному
Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов обратной связи

Рассмотрим принцип работы инвертирующего усилителя на примере популярной микросхемы LM358:

Схема инвертирующего усилителя на LM358

Базовая схема инвертирующего усилителя на ОУ LM358 выглядит следующим образом:

[Здесь будет изображение схемы]

Основные компоненты схемы:

ОУ LM358
Резистор R1 на входе
Резистор обратной связи R2
Источник двухполярного питания ±Vs

Как работает инвертирующий усилитель?

Принцип работы инвертирующего усилителя на ОУ LM358 заключается в следующем:

Входной сигнал подается через R1 на инвертирующий вход ОУ
Неинвертирующий вход заземлен, создавая виртуальную землю на инвертирующем входе
ОУ усиливает разность напряжений между входами
Выходной сигнал через R2 подается обратно на инвертирующий вход, создавая отрицательную обратную связь
Обратная связь стабилизирует коэффициент усиления, задаваемый соотношением R2/R1

За счет инвертирующего включения, выходной сигнал оказывается в противофазе ко входному. Отсюда и название — инвертирующий усилитель.

Расчет коэффициента усиления инвертирующего усилителя

Коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ определяется простой формулой:

K = -R2 / R1

Где:

K — коэффициент усиления
R2 — сопротивление резистора обратной связи
R1 — сопротивление входного резистора

Знак минус в формуле отражает инверсию фазы выходного сигнала относительно входного.

Пример расчета коэффициента усиления

Допустим, нам нужно получить коэффициент усиления 10. Выберем R1 = 1 кОм. Тогда:

R2 = 10 * R1 = 10 * 1 кОм = 10 кОм

Проверим по формуле:

K = -R2 / R1 = -10 кОм / 1 кОм = -10

Таким образом, при R1 = 1 кОм и R2 = 10 кОм получаем инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 10.

Особенности применения LM358 в инвертирующем усилителе

При использовании ОУ LM358 в схеме инвертирующего усилителя следует учитывать некоторые особенности этой микросхемы:

Напряжение питания: от 3В до 32В однополярное или ±1.5В до ±16В двухполярное
Входное напряжение синфазного сигнала: от -0.3В до V+ -1.5В

Выходное напряжение: от 0В до V+ -1.5В при однополярном питании
Типовое потребление тока: 0.7 мА на канал

Важно не превышать максимально допустимые напряжения питания и входного сигнала, указанные в документации на LM358.

Как избежать искажений выходного сигнала?

Чтобы избежать искажений выходного сигнала инвертирующего усилителя на LM358, нужно:

Не допускать выхода за границы линейного участка передаточной характеристики ОУ
Учитывать ограничение выходного напряжения LM358 на уровне V+ — 1.5В
Использовать двухполярное питание для работы с отрицательными напряжениями
Ограничивать коэффициент усиления разумными значениями (до 100)

При правильном выборе параметров схемы инвертирующий усилитель на LM358 обеспечивает качественное усиление сигнала с минимальными искажениями.

Практические рекомендации по сборке инвертирующего усилителя

При сборке инвертирующего усилителя на ОУ LM358 рекомендуется придерживаться следующих правил:

Использовать качественные резисторы с точностью не хуже 1%
Располагать компоненты максимально компактно
Применять развязывающие конденсаторы по питанию (0.1 мкФ)
Экранировать входные цепи от наводок
Использовать двухстороннюю печатную плату с заземляющим полигоном

Выбор номиналов резисторов

При выборе номиналов резисторов R1 и R2 нужно учитывать:

Требуемый коэффициент усиления
Входное сопротивление усилителя (определяется R1)
Нагрузку на выход ОУ (влияет на выбор R2)

Типичные значения: R1 = 1-10 кОм, R2 подбирается исходя из нужного усиления.

Применение инвертирующего усилителя на LM358

Инвертирующий усилитель на ОУ LM358 широко применяется в различных областях электроники:

Усиление слабых сигналов с датчиков
Формирование сигналов в измерительных приборах
Обработка звуковых сигналов
Активные фильтры
Преобразователи ток-напряжение

Пример использования в измерительной технике

Рассмотрим применение инвертирующего усилителя на LM358 для усиления сигнала с термопары:

Выходное напряжение термопары: 0-10 мВ
Требуемый диапазон выходного сигнала: 0-1 В
Необходимый коэффициент усиления: 100
Выбираем R1 = 1 кОм, R2 = 100 кОм
Подключаем термопару через R1 к инвертирующему входу LM358
С выхода усилителя получаем усиленный в 100 раз сигнал

Такая схема позволяет эффективно преобразовать слабый сигнал термопары в удобный для дальнейшей обработки уровень напряжения.

AVR-STM-C++: Усилитель звука на lm358

Пришла мне в голову идея собрать на lm358 усилитель для наушников. Идея вызвана тем, что мне срочно понадобился прибор для проверки операционных усилителей, а поскольку осциллографа у меня на данный момент нет, то решил собрать такой прибор своими руками. В качестве прибора будет выступать унч на lm358, так как именно этот ОУ мне надо проверить.

Для начала посмотрим характеристики LM358. Для этого найдем даташит на этот ОУ и обратим внимания на вот эту таблицу.

Из таблицы мы видим, каким напряжением можно питать lm358, это от 3 вольт до 30 при однополярном питании. Мой выбор остановился на 5 вольтах, так как это напряжение можно взять откуда угодно — хоть с порта USB, хоть с павербанка.
Дальше надо определится со схемой, это будет классическая схема усилителя на ОУ с отрицательной обратной связью. За основу возьмем схему из даташита и немного ее доработаем.

Резисторы RG и RF отвечают за глубину обратной связи, регулируя коэффициент усиления. Резистор RIN ограничивает входной сигнал. Перед RIN поставим конденсатор, дабы отсечь постоянный ток, а RG можно сделать переменным, чтоб регулировать громкость. По питанию в обязательном порядке поставим электролитический конденсатор для того, чтоб не было краткосрочных просадок напряжения питания.

После сборки тестового образца звук был настолько ужасным, что схему пришлось существенно переделать. В итоге от того примера, что в datasheet, пришлось немного отступить. Путем вычислений а так же проб и ошибок сформировалась вот такая вот схема. Получился полноценный усилитель, который я нагрузил не наушниками, а 15-ти ваттными колонками сопротивлением 4 Ома. Усилитель конечно же не выдаст подобной мощности, просто эти колонки были в наличии.

Схема усилителя на LM358

Давайте разберем эту схему по порядку, что и зачем тут стоит. Первым делом начнем с конденсаторов C1 и C2. Изначально планировалось поставить керамические конденсаторы небольшой емкости, но практика показала, что лучше всего подошли конденсаторы большой емкости. Сначала поставил на 1 mF неполярный и это привело к громадным искажениям, при попытке подать сигнал в обход конденсатора искажения пропадали. Пробовал различные конденсаторы, в итоге лучше всего звучат электролитические конденсаторы, которые покупались мной для материнской платы. Возможно дело в ESR или в коэффициенте гармоник, которые напрямую зависят от качества конденсаторов и эти просто оказались более качественными, нежели остальные имеющиеся. К сожалению, замерить ESR или коэффициент вносимых гармоник не представляется возможным из-за отсутствия соответствующей измерительной аппаратуры.

Резисторы R1 и R2 на 22 Ома поставил дабы компенсировать высокое входное сопротивление микросхемы, выбор номинала обусловлен сопротивлением наушников, вместо которых подключается данный усилитель.

Резисторы R3, R4, R5 и R6 формируют отрицательную обратную связь. Изменяя значения резисторов R3 и R4 можно регулировать громкость, поэтому вместо них можно поставить один переменный сдвоенный резистор. Я предпочел поставить постоянный и регулировать громкость на телефоне, к которому подключал данный усилитель.

Конденсаторы C3 и C4 емкостью 0,47 микрофарад выступают фильтрами, без них очень сильные искажения на высоких частотах. Это электролитические конденсаторы китайского производства и я подозреваю, что именно из-за своего качества (ESR и высокий коэффициент вносимых гармоник) они делают звук качественнее. Это как раз тот случай, когда плохое качество деталей улучшает схему. Хотя может быть я ошибаюсь и они просто выступают в роли фильтра.
Если поставить параллельно R5 и C3 переменный резистор номиналом 10-50 кОм и конденсатор 47 нанофарад, можно получить фильтр высоких частот. Получится усилитель с регулятором баса, но для этого такое же изменения надо внести и во второй канал.

Переходим к конденсаторам C5 и C6. Они отфильтровывают постоянный ток на выходе усилителя, и с ними та же ситуация, что и с конденсаторами на входе. Поставил те, которые предназначались для установки на материнскую плату компьютера, с другими попросту растут искажения. И это даже учитывая то, что данные электролиты я покупал лет 7-10 назад и за период хранения их характеристики должны были бы ухудшиться.

Резисторы R7 и R8 компенсируют низкий импеданс нагрузки, без них очень сильные искажения. Поставил номиналом в 22 Ома, по примеру тех же наушников.

В качестве нагрузки выступают советские колонки 15 ватт — то, что было в наличии. Звук вполне приличный, на максимуме громкости телефона есть искажения, но уже на 70-80 процентах их нет. Вместо колонок можно смело подключать наушники, только изменить номинал резисторов на выходе до 5-10 Ом, например. Хотя можно и не изменять, дабы не сжечь наушники или не оглохнуть самому.

Микросхема LM358P китайского производства, заказана с али.
Усилитель собран на макетной плате, вот что получилось в итоге.

На схеме не указан конденсатор, который я поставил между плюсом и минусом питания, это электролит на 470 микрофарад. Питал сей девайс от обычной телефонной зарядки 5 V 750 mA, замеры показали, что просадок напряжения нет и потребления тока совсем смехотворное — 10-15 mA. С оглядкой на то, что в схеме на входе и выходе стоят конденсаторы на 10 вольт, я все же рискнул подать питание 12 вольт, дабы посмотреть как изменится звук. Усилитель выдержал данное испытание более чем достойно, увеличив немного громкость звучания и при этом не внося искажений в звук. Потребление по току увеличилось до 20 mA.

В заключение скажу, что если вам нужен стенд для проверки операционных усилителей, то этот усилитель звука с однополярным питанием вполне подходящий вариант. С учетом того, что схема собрана на макетной плате, то для проверки большого количества LM358 просто вытаскиваем одну микросхему и ставим вместо нее другую. Если выполнить все на печатной плате — то надо ставить dip-панельку для удобства замены микросхем.
Что касается сложности — то собрать своими руками на коленке за 20 минут при наличии необходимых деталей даже ребенок сможет.

РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Под термином «операционный усилитель» подразумевается микросхема дифференциальный усилитель постоянного тока, с высоким коэффициентом усиления и высоким входным сопротивлением, адаптированная для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи.

Операционный усилитель (ОУ) имеет сложную внутреннюю структуру, в которую не будем углубляться сосредоточившись на практическом применении. Графический символ операционного усилителя относится не к его внешнему виду (тем более что он может быть доступен в различных корпусах), а к принципу работы:

Графический символ операционного усилителя. We (In) — вход, Wy (Out) — выход

Символ этот очень упрощен. Если бы мы хотели разместить на нем все необходимые детали обвязки и коррекции, пришлось бы нарисовать еще контакты. Но чаще всего этого достаточно.

Принцип действия ОУ

Подаем на усилитель через входы, обозначенные здесь символом We (+) так называемый неинвертирующий вход и / или We (-) так называемый инвертирующий вход некоторый сигнал. У него может быть даже очень небольшое напряжение. Разница входного напряжения называется дифференциальным напряжением.

Этот усилитель является своего рода компаратором — он будет сравнивать оба сигнала друг с другом и вести себя по-разному в зависимости от того, какой сигнал будет сильнее:

We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo

Если подадим более высокое напряжение на неинвертирующий вход We (+), чем на инвертирующий вход We (-), выход будет близок к напряжению Uпит, подаваемому на усилитель, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo.

We (+) < We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим более низкое напряжение на вход неинвертирующего We (+), чем на вход инвертирующего We (-) контакта, выход будет близок к нулю.

We (+) = We (-) => Wy ~ 0 В

Если подадим один и тот же сигнал на оба входа (называемый в данном случае недифференциальным сигналом), выходное напряжение будет близко к нулю.

Операционный усилитель, с которым будем проводить тесты, имеет обозначение LM358 (это наверное самая распространённая микросхема ОУ). Согласно информации из документации, это двойной усилитель напряжения (то есть два усилителя в одном корпусе), поэтому он имеет восемь контактов:

Слева операционный усилитель LM358; Справа схема его контактов

Вывод 8 (напряжение питания) и вывод 4 (масса) являются общими для обоих усилителей. Остальные ножки раздельные:

первый усилитель состоит из ножек: 3 (We (+)), 2 (We (-)), 1 (выход).
второй усилитель состоит из ножек: 5 (We (+)), 6 (We (-)), 7 (выход)

Если присмотритесь, то заметите небольшое углубление на одной стороне корпуса. На схеме в примечании вместо углубления рядом с цифрой 1 есть черная точка. Это стандартный способ маркировки передней части микросхемы. Ножки всегда нумеруются последовательно, начиная с выемки (или точки) против часовой стрелки.

Операционный усилитель LM358 с маркировкой ключа

Проверим как это выглядит на практике — соберем макетную плату. Напряжение питания 6 В. Для желто-зеленого светодиода выбран резистор 220 Ом. Потенциометр P1 на 10 кОм.

Внимание! Перед подключением блока питания к схеме на плате убедитесь, что операционный усилитель подключен правильно, иначе можете его повредить.

Вариант 1. Резистор R1 и светодиод D1 (желтый) подключены между плюсом блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) также подключен к плюсу питания.

Схема из источника питания B1, операционного усилителя LM358, резистора R1, потенциометра P1 и диода D1

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение близкое к напряжению питания, минус падение напряжения на усилителе. Разность потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет слишком низкой для питания светодиода, поэтому он останется выключенным.

Вариант 2. Резистор R1 и светодиод R1 (в моем случае желтый) подключены между «плюсом» блока питания и выходом операционного усилителя; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Разности потенциалов между источником питания B1 и выходом операционного усилителя будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 3. Резистор R1 и светодиод D1 (теперь зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и землей; неинвертирующий вход We (+) (третий выходной контакт усилителя) подключен к «плюсу» источника питания.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) выше напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому на выходе усилителя (вывод 1) получаем напряжение, близкое к напряжению питания минус падение напряжения на усилителе. Разности потенциалов между выходом операционного усилителя и землей будет достаточно для питания светодиода, поэтому он будет светиться.

Вариант 4. Резистор R1 и светодиод D1 (зеленый) подключены между выходом операционного усилителя и массой; неинвертирующий вход We (+) (третий вывод усилителя) подключен к земле.

Напряжение на входе We (+) (вывод 3) ниже напряжения на входе We (-) (вывод 2), поэтому выход усилителя (вывод 1) будет близок к 0 В. Никакая разность потенциалов между выходом операционного усилителя и землей не предотвратит включение светодиода, поэтому он останется выключенным.

Собраны результаты опытов в таблице ниже:

Результаты проведенного эксперимента — влияние подключения We (+) — третьей ножки усилителя и свечения светодиода

Верна ли приведенная выше схема для всех операционных усилителей? Нет. Возьмем, к примеру, еще один, очень похожий операционный усилитель LM393. Он может проводить электричество только от точки в цепи с более высоким потенциалом (аналогично линиям 1 и 2 в таблице). Он не проводит ток от выхода усилителя к точке в цепи с более низким потенциалом напряжения, например к земле (позиции 3 и 4 в таблице). Другими словами, если бы мы использовали усилитель LM393 для эксперимента который только что проводили, зеленый светодиод не светился бы независимо от входных сигналов. Почему это происходит? Здесь более подробно рассмотрим внутреннюю структуру обоих усилителей:

Схема внутреннего устройства операционных усилителей: а) LM358; б) LM393

Схема слева (a) показывает внутреннюю структуру усилителя LM358, а схема справа (b) — LM393. Обе схемы сложны, поэтому не будем вдаваться в подробности. Сосредоточимся только на транзисторах, размещенных перед выходом (помечены как OUT или OUTPUT). В LM358 прямо перед выходом есть два транзистора, которые проводят электричество в разных направлениях (пометили их красным кружком). LM393 имеет только один транзистор непосредственно перед выходом (также в красном кружке), который предотвращает прохождение тока от усилителя через выход к земле (или к части схемы с более низким потенциалом).

Операционный усилитель адаптирован для работы с внешней цепью отрицательной обратной связи. Дело в том, что часть выходного сигнала может подаваться обратно на вход или наоборот со входа на выход усилителя. Может быть несколько конфигураций с использованием операционного усилителя и усилителя обратной связи (например, суммирующий, вычитающий, интегрирующий и дифференцирующий усилитель), но тут рассмотрим только две из самых простых и наиболее популярных из них — неинвертирующий и инвертирующий.

Неинвертирующий усилитель

Графический символ неинвертирующего усилителя

Напряжение, подаваемое на вход We (+) выше, чем подаваемое на We (-), поэтому выходной сигнал большой, потому что он близок к напряжению питания Uпит, за вычетом падения напряжения на усилителе Uwo (We (+) > We (-) => Wy ~ Uпит — Uwo). Часть выходного сигнала возвращается через резистор на вход We (-), таким образом этот сигнал становится больше, чем напряжение на We (+), и напряжение на выходе становится близким к 0 В (We (+) < We (-)) => Wy ~ 0 В). Вследствие падения напряжения на выходе (и отсутствия на нем усиления сигнала на We (-)) напряжение на We (+) снова будет больше We (-).

На практике быстро устанавливается состояние равновесия при котором выходной сигнал будет постоянным. Его размер легко рассчитать по формуле:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Предположим, что на вход We (+) поступает напряжение 0,5 В, а на выходе хотим получить в 5 раз больше, то есть 2,5 В. Подставим данные в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

2,5 В = 0,5 В x [(R1 + R2) / R1]

[(R1 + R2) / R1] = 2,5 В / 0,5 В

[(R1 + R2) / R1] = 5

Отношение суммы сопротивлений резисторов R2 и R1 к R1 должно дать нам 5. Итак, предположим, что сопротивление R2 = 10 кОм и R1 = 2,2 кОм (соотношение их сопротивлений составляет 5,54).

Соберем всё на макетной плате по следующей схеме:

Прежде всего необходимо убедиться, что на вход We (+) подается соответствующее напряжение. Для этого подключите вольтметр между землей и третьей ножкой усилителя, а затем поверните ручку потенциометра до тех пор, пока мультиметр не покажет результат 0,5 В (или как можно более близкий).

Теперь измерьте напряжение на выходе усилителя, то есть между первым контактом и массой. Теоретически должны получить результат близкий к 2,5 В. Между тем, показание вольтметра составляет целых 2,88 В.

Откуда эта разница? Помните, мы не использовали резисторы с коэффициентом 5,54, а не 5. Давайте снова подставим данные (на этот раз реальные) в формулу:

Uwy = Uwe (+) x [(R1 + R2) / R1]

Uwy = 0,51 В x [(2,16 кОм + 10 кОм) / 2,16 кОм

Uwy = 0,51 В x 5,63

Uwy = 2,87 В

Теоретически и практически получили почти такой же результат — 2,87 В.

Инвертирующий усилитель

Графический символ инвертирующего усилителя

Принцип действия будет объяснен на основе схемы:

Некоторым нововведением на схеме выше являются два источника питания (B1, B2), каждый из которых будет иметь напряжение 3 В. Но в нашем распоряжении только одна аккумуляторная батарейка. Это не будет проблемой — подключим вывод из центра за второй батареей. Таким образом получаем два источника питания по 3 В каждый.

Кроме того для сборки указанной схемы на макетной плате используйте: P1 — потенциометр, R1 — резистор 2,2 кОм, R2 — резистор 10 кОм (резисторы будут иметь такие же номиналы, как и в предыдущем эксперименте), D1 — зеленый светодиод, D2 — красный светодиод.

Подключим узел между источниками напряжения к земле — теоретически это будет нулевая точка. Это сделано только для расчетов.

Теперь проверим что будет, если ползунок потенциометра повернуть как можно дальше к земле. Красный светодиод будет тускло светиться. Почему? Когда регулятор потенциометра P1 заземлен, сигнал, поступающий на усилитель со входа We (+), больше, чем We (-). Посчитаем какое напряжение ожидаем получить на выходе в этом случае.

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая по отношению к нашей нулевой точке (теоретической массе) имеет напряжение -3 В, и это значение подставляем в формулу:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x -3 В

Uwy = — 4,54 x -3 В

Uwy = 13,62 В

На выходе ожидаем 13,62 В — почему? Ведь питаем схему только от 4-х аккумуляторов с общим напряжением 6 В! Можно ли на выходе получить 13,62 В? Конечно нет. Полученный нами теоретический результат лишь доказывает, что усилитель полностью насыщен. В этой ситуации на выходе мы можем получить только предельное напряжение питания, за вычетом падения напряжения на самом усилителе. На практике получился результат: 1,57 В.

Теперь осторожно повернём ручку потенциометра. В какой-то момент красный светодиод погаснет, а зеленый загорится. Чем дальше потенциометр находится от земли, тем большее напряжение будет поступать на вход We (-), пока оно не станет больше чем напряжение на входе We (+). Согласно сказанному, если сигнал на входе We (-) больше сигнала на входе We (+), на выходе получим напряжение близкое к 0 В. Но помните, что резистор R2 соединяет вход We (-) с выходом, тем самым становясь каналом для тока, который каким-то образом обходит усилитель и подключается к току на выходе. Какого напряжения тогда ждем на выходе?

Uwy = — (R2 / R1) x Uwe (-)

Uwe (-) в этой ситуации связан с точкой, которая имеет напряжение +3 В по отношению к нулевой точке (теоретическая масса), и это значение, которое подставим для формулы:

Uwy = — (10 кОм / 2,2 кОм) x + 3 В

Uwy = — 4,54 x 3 В

Uwy = — 13,62 В

Получили тот же результат что и раньше, но со знаком минус.

Почему не получили одинаковые значения, но с противоположными знаками? Причина может заключаться в том, что усилитель работает на предельных значениях, поэтому результат может быть неверным. По этой причине будем выполнять другие измерения в диапазоне, в котором усилитель работает линейно.

Для этого установим ручку потенциометра немного вправо и немного левее от центра.

Вариант 1. На усилитель подадим напряжение + 0,2 В (естественно относительно теоретической нулевой точки). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет 0,2 В (в этом эксперименте светодиоды можно удалить, чтобы они не мешали измерениям).

Теперь измерьте напряжение на выходе — черный щуп к третьему и красный щуп к первому выводу усилителя. Как и положено настоящему инвертирующему усилителю, после подачи небольшого положительного напряжения получаем на выходе гораздо более высокое напряжение, но со знаком минус!

Вариант 2. Подадим на усилитель напряжение — 0,21 В (опять же по отношению к теоретической нулевой точке). Для этого поднесите красный щуп вольтметра к средней ножке потенциометра, а черный — к третьей ножке усилителя. Осторожно поверните ручку потенциометра, пока мультиметр не покажет — 0,21 В.

Измерьте выходное напряжение так же, как и раньше (черный щуп к третьему, красный щуп к первому контакту усилителя). Результат станет таким же, но на этот раз со знаком плюс.

Для обобщения информации о неинвертирующем и инвертирующем усилителе будут использованы два графика:

Неинвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (тоже положительный)

Инвертирующий усилитель — небольшой сигнал на входе (положительный) даст большой сигнал на выходе (отрицательный), а небольшой сигнал на входе (отрицательный) даст большой сигнал на выходе (положительный).

Конечно это простейшие схемы включения ОУ, и есть ещё немало всяких нюансов, но если вы хорошо поймёте хотя бы это, то уже встанете на более высокую ступень радиолюбительства!

Форум

Форум по обсуждению материала РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Инвертирующий усилитель на ОУ — Практическая электроника

Схема инвертирующего усилителя с двухполярным питанием

Базовая схема инвертирующего усилителя с двухполярным питанием выглядит вот так:

Здесь мы видим два резистора и сам ОУ. На вход подаем сигнал, а с выхода уже снимаем усиленный сигнал. Как можно заметить, НЕинвертирующий вход ОУ заземлен. Как же работает схема? Здесь мы видим обратную связь. То есть с выхода сигнал подается обратно на вход через резистор R2. Наш усилитель является инвертирующим, так как сигнал на выходе на 180 градусов сдвинут по фазе относительно входного сигнала. Значит, в узле, где соединяются два резистора и инвертирующий вход, выходной сигнал будет приходить со знаком «минус». Такая обратная связь называется отрицательной обратной связью (ООС). Она уменьшает высокий коэффициент усиления ОУ до нужных нам значений.

В НЕинвертирующем усилителе обратная связь идет по напряжению, а в инвертирующем усилителе — по току.

Если вы читали статью про ОУ, то, наверное, помните, что если один из входов ОУ соединен с землей, то и другой вход имеем точно такой же потенциал. В данном случае НЕинвентирующий вход у нас соединен с землей, следовательно, на инвертирующем входе будет точно такой же потенциал, то есть 0 Вольт. Такой вход еще называют мнимой (виртуальной) землей. Как говорит на Википедия, «мнимый — это фальшивый, поддельный, ложный».

Коэффициент усиления по напряжению любого усилителя выражается формулой

Итак, что получаем в итоге?

Входное напряжение из формулы выше

Но так как наш усилитель инвертирует входной сигнал, следовательно, на выходе у нас будет напряжение со знаком «минус», то есть -Uвых.

В этом случае ток I₂будет выражаться формулой:

Отсюда находим коэффициент усиления

Так как входное сопротивление инвертирующего входа бесконечно велико, следовательно, ток будет протекать только через цепь R1—>R2. Два разных тока в одной ветви быть не может, поэтому получается, что

В итоге наша формула сокращается и получаем

Пример работы инвертирующего усилителя

Давайте посмотрим, как работает наш усилитель в программе-симуляторе электронных схем Proteus. Здесь мы собираем базовую схему с двухполярным питанием

В Proteus она будет выглядеть вот так:

Здесь мы взяли значение резисторов R2=10 кОм и R1=1 кОм, следовательно, коэффициент усиления такой схемы будет равен -10. Знак «минус» в данном случае просто инвертирует усиленный сигнал, что мы и видим на осциллограмме ниже. Входной сигнал — это розовая осциллограмма, а выходной — это желтая осциллограмма. Выходной сигнал находится в противофазе относительно входного, то есть инвертирует его. Отсюда и название «инвертирующий усилитель».

Насыщение выхода инвертирующего усилителя

Давайте представим себе такую ситуацию. У нас входное переменное напряжение амплитудой 1 В. Коэффициент усиления 50. По нашим расчетам на выходе мы должны получить сигнал амплитудой 50 В. Но как мы получим 50 В, если питание нашего усилителя, допустим, +-15 В? Усиленный сигнал, амплитудой больше чем 15 В, мы получить не сможем. Хотя типичное падение напряжения во внутренних цепях реальных ОУ составляет около 0,5-1,5 В. То есть максимальный размах сигнала, который мы можем получить в данном случае на выходе будет 27-29 Вольт.

Хотя в настоящее время есть ОУ, которые все-так позволяют получать на выходе +-Uпит. Такое свойство некоторых ОУ называется Rail-to-Rail. В дословном переводе «от рельса до рельса» или «от шины до шины». Есть такие параметры, как Rail-to-Rail по входу (Rail-to-Rail input). Здесь на вход мы можем подавать сигналы вплоть до Uпит ОУ. Иногда в даташите оговаривается, с отрицательной или положительной шины питания можно подходить к этому параметру. Есть также есть Rail-to-Rail output. Здесь на выходе мы можем получить напряжение +-Uпит. Если усиленный сигнал на выходе не вписывается в такой диапазон, то он будет срезаться. Такое свойство ОУ называется насыщением выхода. То есть надо всегда помнить, что если амплитуда сигнала будет превышать +-Uпит усилителя, то такой сигнал на выходе будет срезан по этому уровню.

Продемонстрируем это в симуляторе Proteus. Итак, давайте на вход подадим синусоидальный сигнал амплитудой в 1 В, а коэффициент усиления сделаем 20, подобрав нужные резисторы. То есть по нашим расчетам мы должны получить синус с амплитудой в 20 Вольт. Смотрим осциллограмму

Подавали на вход синусоиду, а получили на выходе синусоиду с обрезанными верхушками и амплитудой в 14 В. Одна клеточка в данном случае — это 2 В. Как вы видите,сигнал, амплитудой более чем +-Uпит мы получить не сможем. Всегда помните об этом, особенно при конструировании радиоэлектронных устройств.

Ток смещения и смещение выхода

Входы реального ОУ потребляют небольшой ток, который называется током смещения. В англоязычных даташитах он называется Input Bias Current. Если входные цепи ОУ построены на биполярных транзисторах, то такой ток смещения будет где-то несколько десятков наноампер, в отличите от ОУ, где входные цепи построены на полевых транзисторах. Во входных цепях, построенных на полевых транзисторах, ток смещения оценивается десятыми долями пикоампер. Следовательно, ток смещения очень важен именно для ОУ, чьи входные цепи построены на биполярных транзисторах.

Почему же так важен ток смещения? Давайте еще раз рассмотрим схему

Даже если мы не подаем никакого сигнала на вход, то на выходе у нас все равно будет какое-то маленькое постоянное напряжение. Почему так происходит? Во всем как раз и виноват ток смещения. Он создает падение напряжения на резисторе обратной связи. В данном случае — это резистор R2. А как вы знаете, на большем сопротивлении падает большее напряжение. То есть если номинал сопротивления R2 будет очень большим, то на нем будет падать большое напряжение, которое как раз и пойдет на выход нашего ОУ.

Допустим, ток смещения равен 0,1 мкА, а резистор R2= 1 МОм, то какое падение напряжения будет в этом случае на резисторе? Вспоминаем закон Ома: I=U/R, отсюда U=IR= 0,1 В. То есть на выходе у нас уже будет постоянное напряжение 0,1 В! Подавая на вход такого усилителя полезный сигнал с током смещения в 0,1 мкА , на выходе этот сигнал будет усиливаться и суммироваться с постоянной составляющей в 0,1 В. В нашем случае происходит смещение нулевого уровня. Наглядно — на рисунке ниже.

Способы борьбы с током смещения

В некоторых случаях током смещения можно пренебречь, если он не оказывает сильного влияния на ваши требования по сигналу. Но если все-таки вы разрабатываете какое-либо точное устройство, где выходной сигнал должен строго вписываться в рамки ТЗ, то в этом случае можно прибегнуть к таким способам:

1) Ставить в цепь обратной связи резистор малого номинала.

На малом сопротивлении падает малое напряжение. Следовательно, на выходе уже будет меньшее постоянное напряжение. Стандартный диапазон резисторов от нескольких килоом и до 50 кОм.

2) Ввести в схему компенсирующий резистор

В этом случае он будет определяться по формуле:

Если все-таки выходной сигнал соответствует вашим ожиданиям и без R_К , то лучше его не ставить, так как любой резистор вносит шумовые искажения в сигнал. Зачем лишний раз добавлять в схему шум?

3) Использовать ОУ с входными цепями, построенными на полевых транзисторах, либо подбирать ОУ с малыми токами смещения, благо сейчас технологии производства таких ОУ далеко шагнули вперед.

Инвертирующий усилитель с однополярным питанием

В некоторых случаях нам даже иногда нужно переместить нулевой уровень на более высокий «пьедестал», чтобы мы могли полностью усиливать сигнал, если дело касается однополярного питания. Работать с однополярным питанием всегда проще и удобнее, чем с двухполярным. Поэтому, в этом случае надо поднять нулевой уровень на некоторый пьедестал, чтобы полностью усиливать переменный сигнал. То есть добавить постоянную составляющую в сигнал. В этом случае схема примет чуть-чуть другой вид:

Как можно увидеть, сейчас мы питаем наш ОУ однополярным питанием. Что будет, если мы НЕинвертирующий выход посадим на землю?

То есть мы получили базовую схему инвертирующего усилителя, но только с однополярным питанием. Давайте ппросимулируем такую схему. Коэффициент усиления в данном случае будет равен-10, так как мы взяли соотношение резисторов 10 килоом и 1 килоом. Загоняю на вход сигнал амплитудой в 1 В.

Что имеем в итоге на виртуальном осциллографе?

Как вы видите, в этом случае усиленная полуволна сигнала вырезается полностью. Оно и понятно, так как напряжение питания у нас однополярное и проломить «пол» нулевого потенциала невозможно. Но можно сделать одну хитрость: поднять «уровень пола» и дать сигналу место для размаха.

В этом случае нам надо добавить U_см , для того, чтобы поднять сигнал над уровнем «пола». Но не все так просто, дорогие друзья!

Здесь уже будет использоваться более хитрая формула, а не просто вольтдобавка. Приблизительная формула выглядит вот так:

Итак, мы хотим усилить наш сигнал полностью без среза. Какое же должно быть значение U_вых ? Оно должно иметь значение половины U_пит , чтобы сигнал ходил туда-сюда без срезов. Но также надо учитывать и коэффициент усиления, иначе получится насыщение выхода, о чем мы писали выше.

В нашем случае мы хотим увеличить сигнал амплитудой в 1 В в 10 раз. То есть U_пит должно быть как минимум 20 Вольт. Так как ОУ поддерживают однополярное питание до 32 В, то давайте для красоты выставим U_пит = 30 В. Рассчитываем U_см:

Проверяем симуляцию, все ок!

Как здесь можно увидеть, желтый выходной сигнал поднялся над нулевым уровнем и усилился без искажений. В данном случае желтый сигнал — это сумма постоянного напряжения и переменного синусоидального сигнала.

То есть получилось что-то типа вот этого:

Хорошо это или плохо, когда в переменном сигнале есть постоянная составляющая, то есть постоянное напряжение? В некоторых случаях это плохо, потому как такой сигнал трудно использовать, и поэтому чаще всего его прогоняют через конденсатор, так как он пропускает через себя только переменный ток и блокирует прохождение постоянного тока. А еще лучше поставить фильтр из дифференцирующей цепи, с помощью которого можно отсекать лишние частоты.

Свойства инвертирующего усилителя

Принцип работы можете увидеть на видео:

Экономичный усилитель мощности звуковых частот на LM358

Схема простого УНЧ с низким потреблением тока для приёмников, плееров и прочих
устройств с питанием от батареек или аккумулятора. Режим класса С в действии.

Современная элементная база позволяет создавать электронные устройства с очень низким потреблением тока, будь то: миниатюрный приёмник, плеер или какое-либо иное устройство, подразумевающее питание от гальванических или химических источников тока.
За счёт мобильности и отсутствия наводок, подобные источники зачастую имеют ряд преимуществ перед сетевыми, однако постоянная необходимость замены батареек и зарядки аккумуляторов создаёт ряд неприятных проблем для человека, не обременённого хорошей памятью, рассеянного и раздражительного.
Зачастую главным поедателем электрической энергии в устройстве выступает усилитель мощности звуковых частот (УМЗЧ), он же — усилитель низких частот (УНЧ).
И если выходная мощность усилителя — это параметр небесполезный, т. е. параметр, описывающий качественные параметры УНЧ, то ток покоя в режиме молчания — абсолютно паразитная величина, снижающая КПД как усилителя, так и всего устройства в целом.
Избавиться от этой паразитной величины довольно просто — достаточно ввести выходной каскад в режим класса C. Данный режим имеет очень высокий КПД (около 90%), но зачастую сопровождается большими искажениями усиливаемого сигнала, т. к. рабочая точка транзисторов находится за точкой отсечки полупроводника, а конкретно — на 0,6…0,7В ниже начала области относительной линейности.
Однако если перед таким выходным каскадом поставить современный операционный усилитель с Ku ~ 100000 и охватить всё это хозяйство 100% обратной связью, то эта зона нелинейности снизится всё в те же 100000 раз и составит жалкие единицы микровольт.

Итак, поскольку мне (да думаю и многим другим) в радиолюбительской практике часто нужен достаточно качественный, но очень небольшой и экономичный звуковой усилитель, работающий от батарейки системы «Крона», было решено остановиться на следующем схемотехническом решении:

Рис.1 Схема экономичного усилителя мощности звуковых частот

Усилитель выполнен на распространённом операционном усилителе LM358, который в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока (~0,7мА) и возможностью работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт.

Собственно говоря, именно эти 0,7 мА УНЧ и потребляет от батарейки в режиме молчания. А если сравнивать его с популярной микросхемой усилителя мощности LM386 с током покоя 4…5 мА, то разница в 4мА для маломощной батарейки это, поверьте, приличная величина, которая позволяет значительно продлить срок её службы.

На первой половинке LM358 (ОР.1.1) выполнен обычный неинвертирующий каскад усиления, входное сопротивление которого составляет ~ 100 кОм, а коэффициент усиления регулируется переменным резистором R3 в диапазоне от 2 до 200.

Выходные транзисторы, работающие в режиме класса C, охвачены со второй половиной LM358 100% ООС и образуют обычный повторитель напряжения. Для получения максимальной выходной мощности важно, чтобы их коэффициент передачи тока был не менее 2000/Rн.

Следует отметить, что LM358 относится к редкому типу микросхем с несимметричным ограничением выходного сигнала при напряжении на выходе, равном половине Еп. Поэтому для получения максимальной неискажённой выходной мощности в схему введён подстроечный резистор R4. Регулировкой этого подстроечника необходимо добиться одновременного начала ограничения обеих полуволн. Лучше всего это сделать при помощи генератора и осциллографа, а при их отсутствии — посредством собственного слухового аппарата при максимально громком воспроизведении какого либо музыкального, либо иного материала.

Так как усилитель используется мной в основном для экспериментальных целей и подразумевает работу совместно с наушниками, то я без зазрения совести впаял в выходном каскаде маломощные транзисторы из имеющихся в наличии — КТ3102 и КТ3107. Усилитель, подключённый к звуковому разъёму телефона, продемонстрировал отличное качество воспроизведения музыки при любых уровнях громкости, по крайней мере — лучшее, чем сам телефон с подключёнными к нему напрямую наушниками.

При использовании транзисторов, указанных на схеме, выходная мощность усилителя при работе на 4…8 — омную нагрузку составит 500…600 мВт.

Операционный усилитель. На пальцах. Для самых маленьких.

Я когда то уже писал статью про операционные усилители. Но она была унылым говном, спустя какое-то время я кажись понял КАК надо раскрыть и повернуть тему, чтобы данная деталька о 5 ногах стала понятна даже школьнику, но все никак не мог собраться выложить. И так прошло дохрена лет и я, наконец то, созрел написать это 🙂

▌Что это ваще?
Операционный усилитель, далее ОУ это краеугольный камень аналоговой электроники. Такая микросхемка с помощью которой можно сделать кучу интересных вещей. Вы не смотрите, что ее зовут усилитель. Это только принцип, а вот если его применять по разному, то с его помощью можно складывать, вычитать, умножать, интегрировать и дифференцировать аналоговые сигналы. С его помощью можно сделать генератор или регулятор. Любой: П, И, ПИ, ПД, ПИД. На нем можно сделать фильтр частот, да черт знает еще что. Очень функциональная девайсина.

▌Немного теории
Идеальный операционный усилитель обладает тремя свойствами.

У него БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЕ сопротивление входов. Т.е. ток в его входы не течет вообще.
У него БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЙ коэффициент усиления. Т.е. любой ничтожный сигнал превращается в бесконечно большое значение.
У него два дифференциальных входа и один выход. Дифференциальные входы означают то, что из напряжения пришедшего в прямой вход мы вычитаем напряжение пришедшее по инверсному входу, а результат этого вычисления умножаем на бесконечность, согласно пункту 2.

Во всей статье будут рассматриваться ТОЛЬКО ИДЕАЛЬНЫЕ ОУ. Чисто теоретическая абстракция.

Давайте попробуем промоделировать его поведение. Это очень просто:

Ситуация первая: U₁ = U₂. Тогда разница будет равна нулю, а ноль умножить на бесконечность будет ноль. Математики скажут, что там неопределенность, но у нас не такая большая бесконечность, насколько мал наш ноль.

Ситуация вторая: U₁=2V, U₂=1V Разница в 1-2=-1 вольт и будучи умноженный на бесконечность даст бесконечно большое отрицательное напряжение на выходе.

Если кто еще не знаком с терминологией, то напряжение в какой либо точке цепи, относительно заданной точки земли зовется потенциалом.

Третья ситуация аналогична второй, но с другим знаком. Т.к. 2-1=1.

Ну да, зашибись, у нас получилось сравнить два сигнала и выдать троичный результат — больше, меньше или равно. Не густо, однако. Но все меняется если добавить обратную связь:

Берем и заворачиваем выход через резистор на вход. А еще добавим по паре резисторов на вход. Резистор тут важен, резисторы на входах важны тоже. Теперь ситуация становится интересней.

Для наглядности добавим значения. Хотя они тут принципиально не важны, главное соотношения. Пусть у нас U₂=2V, а U1 = 1V. Так как сопротивление входа у ОУ бесконечное, то в точке В напряжение будет 2 вольта. В точке А, по началу, напряжение будет тоже соответствовать входному, будет равно 1 вольт. Но ОУ сразу же сведет дебет с кредитом, вычтет одно из другого и добавит свою маржу, в стиле лихих 90х. И в точке E моментально появится бесконечно большой потенциал. Который начнет через резистор R3 яростно подтягивать точку А в бесконечность. И дотянет ее до того момента, что напряжение в точке А станет равно напряжению в точке В. Разность на входе приходит в ноль и вся система самоустановится в единственно возможное состояние, когда на выходе, в точке E, будет присутствовать такое напряжение, чтобы уравновесить напряжение в точках А и В.

Если же ситуацию развернуть наоборот, сделать так, чтобы А стало больше В, тогда на E появится бесконечно большой отрицательный потенциал, который начнет унижать напряжение на входе А, чтобы установить равновесие.

Стоит попытаться как-либо поколебать это равновесие, изменяя напряжения на входе системы (U₁ и U₂), как ОУ, пользуясь возможностью дать ЛЮБОЕ напряжение на выходе, через резистор отрицательной обратной связи R3 быстро восстановит равновесие.

Ну да, все здорово. Это все и так знают. Об этом говорят на парах и пишут в учебниках. А как это понимать то? Как использовать? А это как раз те три сосны в которых обычно все утыкаются и не видят основного леса.

▌Добро пожаловать в лес
Главный прикол, который крайне редко кто разъясняет, но который сразу делает все схемы с ОУ простыми и понятными заключается в том, что с точки зрения классического ТОЭ если в каких либо точках одинаковый потенциал, всегда одинаковый, то мы можем закоротить их нахрен и от этого НИЧЕГО в цепи не изменится. А как я уже показал в примере выше, то точки А и В у нас всегда равны друг другу. Операционный усилитель, через обратную связь их надежно выравнивает. А значит, мы смело можем рисовать виртуальное КЗ, вот так:

И главная принцип разбора любой схемы на операционном усилителе это посмотреть на нее с двух точек зрения.

1) С точки зрения «виртуального КЗ» между выводами. Посчитав что и куда течет на входе если считать, что входы закорочены между собой. Какие токи там протекают и от чего и как зависят.

2) А потом, убрав КЗ, посмотреть как вычисленные в пункте 1 токи потекут через обратную связь и каким образом это ОУ должен обеспечить своим напряжением на выходе. С учетом того, что во входы ничего не течет в принципе.

И теперь давайте посчитаем нашу схему, что будет на U₃? Пусть все резисторы будут по 1 ому. Для простоты расчетов. Специально буду разжевывать до предела.

Взгляд 1. Виртуальное КЗ:
Ток в ОУ не течет от слова совсем, у входов сопротивление бесконечное. Наличие там резистора R2 не играет никакой роли вообще. Какой бы он ни был его сопротивление ничтожно по сравнению с бесконечностью сопротивления входа идеального ОУ. Значит потенциал в точке В равен входному напряжению и равен 2 вольта.

Напряжение в точке А равно напряжению в точке В и равно 2 вольта. У нас же там «виртуальное КЗ» за счет отрицательной обратной связи и свойств идеального ОУ, на счет этого ОУ постарается, будьте уверены.

Потенциал в точке С у нас 1 вольт, а в точке А оно 2 вольта. Т.е. разность потенциалов между точками С и А у нас 1 вольт.

Раз есть разность потенциалов ака напряжение U_ac, значит ток I течет из точки А, где потенциал выше в точку С, где потенциал ниже. Прям как вода в канализации.

И так как у нас резистор R1 в 1 ом, а напряжение U_ac=1, то ток I будет, по закону Ома, 1 А.

Взгляд 2. Убираем КЗ и смотрим на токи через ОС.
Теперь еще раз вспоминаем про то, что через входы самого ОУ ничего течь не может, считайте что там обрыв. А перемычка между и А и В виртуальная и по факту ее на самом деле нет. А это значит… что ток I и ток обратной связи I_oc это один и тот же ток. Другому там взяться просто негде.

И для того, чтобы в точку А шел ток силой в 1А из точки С, через резистор в один ом, разница потенциалов между А и С должна быть +1 вольт. В точке А у нас потенциал два вольта, значит в точке E должно быть три вольта. Т.е. U₃ будет три вольта.

А если мы резистор R3 изменим? Скажем увеличим в два раза. До двух ом. Что будет? Обратили внимание? Состояние левой части схемы, до «перемычки» не изменилось никак вообще. Там останется тот же самый ток в 1А, который будет равен току в 1А в ОС, ведь это тот же самый ток.

Но чтобы продавить ток в 1А через резистор в 2 Ома разница потенциалов между точками А и Е должна быть уже не 1 вольт, а 2. И U₃ будет уже 4 вольта.

А если мы вместо R3 засунем ЧТО УГОДНО. Любую схему, любую конструкцию, любой двухполюсник, то наш идеальный усилитель, способный выдать любое напряжение на выходе, сдохнет, но обеспечит через Ioc ток равный I. А ток I зависит ТОЛЬКО от соотношений R1 и напряжений на входах.

Т.е. мы можем взять ОУ, сунуть ему в обратную связь любую цепь и навязать ей любой нужный нам закон изменения тока или напряжения играясь напряжением на входе.

▌Интегратор
Покажу пример навязывания закона с помощью ОУ на примере интегратора. Что такое интегратор? Это такой узел который интегрирует входной сигнал, логично. Да. Т.е. если на вход ему подать ступенчатый сигнал, то на выходе будет бесконечно возрастающий сигнал. Ведь что такое интеграл? Это площадь под кривой. У ступеньки площадь линейно возрастает, а значит интегральная функция на выходе тоже будет линейно и бесконечно расти. С другими функциями аналогичная история — интегрируем их и получаем то, что должно быть на выходе.

Простейшим интегратором в электротехнике является RC цепочка:

Напряжение на конденсаторе Uвых= Q/C

Где С — емкость, константа для данного конденсатора. А Q это заряд в этом конденсаторе. А что такое у нас ток? Ток это движение заряженных частиц, т.е. заряд у нас током втекает в кондер, как вода в банку. При этом заряд растет и напряжение на выходе растет. Скорость тока, точнее его сила, зависит от резистора. И на начальном этапе, когда конденсатор еще разряжен и не оказывает большого сопротивления, ее можно считать константой, а рост заряда, а значит и напряжения, линейной величиной. Получается как то так:

Напряжение не кондере растет по экспоненте, а где то в начале, отмечено синим отрезком, можно принять его за линейное и с натяжкой назвать его интегратором. Разумеется расти оно будет только до напряжения входа, ни о какой бесконечности речи быть не может. В общем, херовый такой интегратор.

Причина такой лажи в том, что у конденсатора с ростом заряда увеличивается напряжение, а значит растет потенциал на нем, и это мешает току в него течь. Ну как если бы мы надували воздушный шарик. Сначала надувается легко, но чем сильней раздуваем мы шар, тем тяжелей идет. И так до тех пор пока напряжение на кондере не уравновесит напряжение на входе. Финита ля комедия. Приехали.

Как нам отрезать входной ток от выходного напряжения, чтобы они были в разных плоскостях и не мешали нам жить? Правильно. С помощью ОУ, его бесконечной силы и его волшебной обратной связи.

Взгляд 1. Виртуальное КЗ:
Смотрите что получается. У ОУ есть отрицательная обратная связь. Через конденсатор. А значит мы смело можем считать, что у нас есть виртуальное КЗ между входами. Отмечено красным. А раз так, то ток I будет определяться исключительо входным напряжением и сопротивлением резистора. Ведь он через это виртуальное КЗ течет прямо в землю. Остальные ответвления уже не имеют значения. Т.е. будет ровным и константным и ему на все будет похрену. Он будет течь как будто бы ничего и не было.

Взгляд 2. Убираем КЗ и смотрим на токи через ОС.
Но! КЗ то там на самом деле нет. А входы у ОУ имеет бесконечное сопротивление, а значит по факту у нас I равен Iос и течет он прямехонько в конденсатор. Линейнено равномерно наполняя его. Помним, что Uc=Q/C. И вот этот самый Q за счет константного тока будет расти строго линейно. А чтобы это получалось ОУ свой выход будет чем дальше тем сильнее опускать вниз, ниже уровня земли, в отрицательные значения. Обратите внимание на стрелочку. Питание то у нас двуполярное. А если учесть, что ОУ может выдать бесконечное отрицательное напряжение, да и конденсатор у нас тут такой же идеальный, то результат будет выглядеть как то так:

То есть ОУ навязывает закон изменения заряда конденсатора событиями на входе, которые определяются простым законом Ома при протекании тока через резистор. И нас больше не волнует нелинейность процесса заряда конденсатора при его прямом включении.

▌Повторитель

Тоже простейший узел. Разбирается аналогично. Обратная связь есть, она отрицательная. А значит мы можем смело считать, что у нас входы ОУ закорочены, а то что на входе автоматически будет на выходе. Вольт в вольт. Но на самом деле… И да, ток по прежнему в ОУ не течет. А это значит мы получили идеальную «щупалку» слабого сигнала, которая позволяет что-либо измерить и измеренное обработать так, чтобы не повлиять на измеряемый сигнал.

Например, есть у нас делитель из терморезистора и обычного. И мы хотим, чтобы он зажигал лампочку пропорционально выходному напряжению. Но вот беда, у лампочки сопротивление сильно мало. Если мы ее подключим напрямую, то она, во-первых, даже гореть не будет, а во-вторых, обрушит нам выходное напряжение. А так, ставим повторитель и все. Развязались.

Еще пример использования повторителя это построение виртуальных нулей. Скажем, есть у нас однополярное питание. А нам ужас как хочется сделать аналоговую схему с биполярным питанием. Что делать? Можно располовинить питание с помощью ОУ. Т.е. если мы просто возьмем резисторами развалим питание пополам, сделав делитель, то этот ноль будет плавать как говно в проруби при малейшем токе через эту виртуальную землю. Но если мы развалим питание, а потом пропустим через повторитель, то мощный выход ОУ позволит нам цеплять на него земли других ОУ, которые будут думать, что работают в полноценной среде с двуполярным питанием. Есть, кстати, такие источники опорного напряжения, которые просто разваливают питание пополам. К сожалению не могу вспомнить маркировку, а так нагуглить не смог. Кто знает, подскажите. А то вечно теряется. Так хоть в статье будет 🙂

▌Линейный стабилизатор

Примерно по такой схеме работают все эти нами любимые LM1117, LM7805 и прочие грелки.

Работает точно по такому же принципу. На прямой вход ОУ мы подаем опорное напряжение со стабилитрона Vref. А на инверсный вход подаем отрицательную обратную связь с делителя который завязан на выход. А выход ОУ цеплеяем на базу транзистора. ООС есть, значит ОУ должен исполнить нашу волю, разбиться и сдохнуть, но обеспечить так, чтобы напряжения на обоих входах сравнялись. Что он и будет делать, так выдавая напряжение в базу транзистора, чтобы тот открывался ровно на столько, чтобы после делителя из R2-R3 получалось Vref. Когда с делителя напряжение меньше чем опорное, то ОУ выдает положительное напряжение и открывает транзистор сильней, пока все не сравняется. И наоборот. Меняя пропорции делителя мы меняем выходное напряжение.

Для начала хватит. Продолжение будет. Покажу еще парочку неочевидных схем которые возможны с помощью обмазывания их ОУ. А пока, в качестве домашнего задания, разберите сами с изложенными принципами работу «классических» схем на ОУ о которых написано в 100500 статей про ОУ для начинающих. Это суммирующий, инвертирующий и не инвертирующий усилитель. Дифференциатор. Выведите формулы зависимости выходного от входного.

Усилитель на ОУ 15Вт

Усилитель на ОУ можно имеет хорошие звуковые показатели. В качестве ОУ использем LM833. Микросхема LM833 представляет собой малошумящий двухканальный операционный усилитель. Отличительной особенностью микросхемы является низкий уровень нелинейных искажений. Ниже представлена схема усилителя на ОУ 15 Вт.

Распиновка микросхемы LM833

Схема усилителя на ОУ 15В

Данная схема собрана на микросхеме LM833, на выходе подключены 2 транзистора которые работают в режиме класса «В».

Как работает схема усилителя

Входной электрический сигнал низкого потенциала поступает на вход первого операционного усилителя, где происходит его предварительное усиление. К его выходу через переменное сопротивление R2 номиналом в 22 кОм подключен второй операционный усилитель. Переменное сопротивление осуществляет регулировку громкости и является своего рода ООС (отрицательной обратной связью) для второго ОУ.

Транзисторы, к которым подключена нагрузка в 8 Ом. Осуществляют усиление отдельных полуволн. Верхний транзистор усиливает верхнюю полуволну. А нижний соответственно нижнюю. Транзисторы имеют разные проводимости один pnpа другой npn. Разделение сигнала на две составляющие осуществляется при помощи диода D1. Коротко о том что такое биполярный транзистор.

На входе в микросхему третья ножка подключена на землю через заземляющее сопротивление в 1 МОм. Это делается для того чтобы снизить нелинейные искажения наведенные во входном проводе. Проще говоря они все уйдут в землю, а звуковая составляющая будет иметь достаточный потенциал для того чтобы ее «увидел» операционный усилитель.

Схема усилителя на ОУ может питаться от напряжения от 9 до 18 Вольт и сохранять работоспособность длительное время.

< Назад
Вперёд >

Добавить комментарий

Четырехканальный быстродействующий усилитель 4ОУОСТ — АО НТЦ «Модуль»

4ОУОСТ – четырехканальный операционный усилитель (ОУ) с обратной связью по току, предназначенный для использования в тракте приемопередатчика высокоскоростного мультиплексного канала передачи данных (МКПД). Два канала ОУ используются для блока передатчика и рассчитаны на большие выходные токи (до 500 мА), два других — на меньшие (до 130 мА) и используются для блока приемника. Каналы передатчика устойчиво работают на низкоомную нагрузку при коэффициентах усиления вплоть до КУ = +3 и RН = 10 Ом и имеют функцию выключения каждого канала, независимо переводящую выходы ОУ в высокоимпедансное состояние. Каналы приемника устойчиво работают при коэффициентах усиления вплоть до КУ = +1. В ОУ использована новая архитектура входных каскадов, основанная на несимметричной мостовой схеме с использованием комплементарных «перегнутых» каскодов, позволяющая получить хорошие динамические параметры при минимальной «электрической длине».

Преимущества

Верхняя граничная частота полосы пропускания — 160 МГц
Скорость нарастания выходного напряжения — 900 В/мкс
Максимальный размах выходного напряжения — 7.2 В
Выходной ток — 500/130 мА

Диапазон рабочих температур от -60 до +125 °С

Области применения

Приемопередатчики МКПД
Приемопередатчики xDSL
Драйверы кабельных модемов
Драйверы видео-каналов
Буферы АЦП и ЦАП
Трансимпедансные усилители

Часто задаваемые вопросы

Где узнать цены на продукцию и срок поставки?

Можно позвонить по номеру +7 (499) 152-96-98 или написать на [email protected]

Как сделать заказ?

1. Выбрать типономинал интересующей микросхемы

2. Указать количество необходимых микросхем

3. Направить Заявку/договор на приобретение продукции на официальном бланке предприятия (при заказе микросхем с приёмкой «5» требуется подпись военного представителя) на имя Генерального директора АО НТЦ «Модуль» на электронный адрес отдела продаж [email protected]

Как получить заказ?

Получение заказа осуществляется самовывозом со склада по адресу г. Москва, 4-я ул 8 Марта, д.3., либо оформляется доставка курьерской службой (оплачивается отдельно).

Где можно скачать софт?

Весь поставляемый с аппаратурой софт является бесплатным, скачать его можно в разделе «Продукты — Программное обеспечение»

Как получить техническую документацию на изделие?

Если информации в разделе «Документация» на странице изделия недостаточно, необходимо написать запрос документа в свободном виде с указанием названия изделия на [email protected]

Куда обращаться, если остались вопросы?

По любым вопросам о продуктах/услугах/предоставлении информации звоните +7 (499) 152-96-98 или пишите [email protected]

LM358 Двойной операционный усилитель — ProtoSupplies

Описание

Двойной операционный усилитель LM358 — это маломощный сдвоенный операционный усилитель, предназначенный для работы от одного источника питания или с разделенным источником питания.

В ПАКЕТ:

КЛЮЧЕВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВОЙНОГО ОУ LM358:

Работа с низким энергопотреблением 0,7 мА
Работает от одного положительного источника питания от 3 до 32 В
Может также работать от раздельного питания ± 1.От 5 до ± 16 В, как у обычного операционного усилителя
Полоса пропускания с единичным усилением 700 кГц
Коэффициент усиления разомкнутого контура 100x

LM358 — это маломощный двойной операционный усилитель с двумя независимыми операционными усилителями с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Он предназначен для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений от 3 до 32 В. Это делает его популярным операционным усилителем общего назначения, который используется во многих проектах, поскольку отрицательный источник питания не требуется, как для большинства операционных усилителей. Это дает ему место в каждой корзине запчастей для любителей.

Помимо режима однополярного питания, они также могут работать от двух источников питания в диапазоне от ± 1,5 В до ± 16 В, если это необходимо для конкретного приложения.

Выходы

обладают хорошей управляемостью и могут выдавать до 30 мА на канал и потреблять до 20 мА.

Эти операционные усилители часто используются для буферизации или усиления сигналов. Их можно использовать в широком диапазоне схем, таких как компараторы напряжения, активные фильтры и генераторы, управляемые напряжением (ГУН).

Они имеют усиление до 100 раз и могут обрабатывать частоты до 700 кГц.

Примечания:

Нет

Технические характеристики

Операционные рейтинги	В +	3-32В
	В + / В-	от +/- 1,5 В до +/- 16 В
	Максимальный ток потребления	20 мА
	Максимальный ток источника	30 мА
	Коэффициент усиления постоянного напряжения в разомкнутом контуре	100 дБ
	Макс.пропускная способность	700 кГц — 1 МГц
Упаковка		ДИП-8
Тип корпуса		Пластик, сквозное отверстие
Производитель	Различный	TI / ST Micro / Китай
Лист данных		LM358

LM358 Лист данных: Приложения для операционных усилителей малой мощности

Каждый инженер помнит классический операционный усилитель LM356 из своих лабораторий электроники.

Ищете операционный усилитель для своей следующей системы? Каждый инженер, вероятно, знаком с LM358 и техническими характеристиками LM358. Этот обычный операционный усилитель находит широкое применение в приложениях постоянного и низкочастотного переменного тока. Есть много других операционных усилителей с аналогичными характеристиками, но для более сложных приложений требуется операционный усилитель с большим произведением коэффициента усиления и полосы пропускания, подавлением синфазного шума, подавлением шума источника питания и другими характеристиками.

Если вам нужна таблица LM358, вам нужно будет выбрать один из множества вариантов компонентов, а поисковая система компонентов поможет вам найти и сравнить различные варианты LM358.Вот некоторые из распространенных вариантов LM358 и некоторые подходящие заменяющие компоненты операционного усилителя для вашей аналоговой системы.

LM358 Лист данных и технические характеристики

Операционный усилитель LM358 очень гибок для приложений низкого напряжения переменного тока и приложений среднего напряжения постоянного тока. Каждый инженер-электрик, вероятно, знаком с посадочным местом корпуса DIP для LM358, но варианты LM358 также доступны в виде компонентов для поверхностного монтажа со стилями монтажа в виде крыла чайки или плоского корпуса. Это дает разработчикам ряд вариантов форм-фактора для систем постоянного тока и аналоговых систем.

Если вы ищете копию таблицы данных LM358, важно отметить, что этот компонент производят несколько производителей. Каждый производитель выпускает несколько разные варианты этого компонента, и каждый имеет очень похожие характеристики. Некоторые из этих компонентов имеют идентичное расположение выводов и размеры корпуса для обеспечения совместимости между различными производителями. Вот краткое изложение важных характеристик LM358:

Максимальное усиление: от до 200000
Произведение коэффициента усиления и ширины полосы: 1-1.2 МГц
Коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR): до ~ 65 дБ
Коэффициент подавления подачи питания: до ~ 60 дБ
Напряжение питания: От ~ 2,5 В до ~ 30 В
Выходной ток короткого замыкания: ~ 100 мА

Другие спецификации могут охватывать широкий диапазон, и разработчикам следует обращаться к их техническому описанию LM358. Если эти характеристики не соответствуют вашим потребностям или вам нужно более двух каналов в вашей системе, есть несколько альтернатив популярному операционному усилителю LM358.

Альтернативы операционным усилителям LM358

Хотя LM358 чрезвычайно распространен и большинство инженеров знакомы с его ограничениями, существует множество других операционных усилителей, которые можно использовать для различных приложений. Если вам нужно использовать LM358, но вам нужно другое количество каналов, вы можете использовать LM321 (одноканальный) или LM324 (четырехканальный). Распиновки для распространенных вариантов этих трех компонентов показаны ниже.

Распиновка операционных усилителей LM321, LM358 и LM324.

Как и стандартный LM358, эти многоканальные варианты также имеют небольшие различия в электрических характеристиках, но все они обычно имеют те же технические характеристики, что и стандартные операционные усилители LM358. Другие операционные усилители с аналогичными характеристиками включают LM2904 (двухканальный), LM2902 (четырехканальный), LM158 / LM258, LM741; любой из них может использоваться как замена LM358 или LM324 соответственно. Вы можете найти отличное сравнение спецификаций некоторых из этих операционных усилителей в этом документе от Rohm.

Альтернативы высокочастотным операционным усилителям

Для продвинутых продуктов, которые работают в режимах МГц и ГГц, основная спецификация, которую необходимо изменить, — это произведение коэффициента усиления на полосу пропускания. Если вы работаете с высоким напряжением или выходной мощностью, вам нужно будет найти усилитель, соответствующий этим характеристикам. Операционные усилители доступны с продуктами с полосой пропускания до ~ 400 МГц. Эти компоненты подходят для мобильных, спутниковых, навигационных и метеорологических радиочастотных систем, но для перехода на более высокие частоты требуется более специализированный усилитель с коэффициентами усиления и полосы пропускания, достигающими десятков ГГц.Некоторые из этих альтернативных компонентов также идеально подходят для приложений с низким уровнем шума и предлагают значения CMRR, достигающие 160 дБ.

Специализированные многокаскадные усилители доступны от ряда производителей ВЧ компонентов. Для радиопередачи обычно используются усилители мощности на основе GaAs или SiC, поскольку они обеспечивают высокий КПД до нескольких ГГц. Для работы на миллиметровых частотах требуются усилители на основе GaN-на-SiC, особенно в мобильных аналоговых интерфейсных модулях. Независимо от того, нужно ли вам выбрать базовый операционный усилитель LM358 или специализированный ВЧ-усилитель, вы сэкономите значительное количество времени, если воспользуетесь подходящей системой поиска компонентов.

Найдите свой усилитель с помощью системы поиска компонентов

Выбор усилителя для постоянного, переменного или ВЧ-приложений — это только половина дела. Следующая задача, которую необходимо выполнить перед проектированием системы вокруг вашего усилителя, — это найти данные САПР и источники данных для вашего усилителя. Вот что может дать вам поисковая система компонентов, когда вы будете готовы приступить к разработке:

CAD-модели. Вам потребуются условные обозначения и посадочное место на печатной плате для вашего компонента. Специализированные продукты для мобильных устройств и Интернета вещей часто нуждаются в уникальных корпусах, и вам потребуются 3D-модели САПР для работы с вашей платой в программах MCAD или в редакторах 3D ECAD.
Технические характеристики и спецификации. Если вы все еще сравниваете компоненты или ищете вспомогательные компоненты, в результатах поиска можно найти спецификации и электрические характеристики.
Имитационные модели. Некоторые производители поставляют модели SPICE или IBIS для своих компонентов, и лучшие поисковые системы предоставят вам доступ к этим моделям.
Данные об источниках. Доступные запасы, минимальные заказы, сроки поставки, цены и список дистрибьюторов можно найти в комплексной поисковой системе.
Статус жизненного цикла. Важно идентифицировать находящиеся в производстве, NRND и устаревшие компоненты, особенно если вы планируете продавать свой новый продукт в больших масштабах и в течение длительного периода.

На изображении ниже показаны некоторые результаты поиска LM358. Вы можете щелкнуть любой из этих компонентов, чтобы найти техническое описание LM358 производителя.

Варианты операционных усилителей LM358, цены и наличие CAD-моделей в результатах поиска Ultra Librarian.

Если вам нужно найти техническое описание LM358 или исходные массовые количества специализированных усилителей, попробуйте использовать функции поиска запчастей в Ultra Librarian.У вас будет доступ к проверенным моделям САПР в файловых форматах, зависящих от поставщика и не зависящих от поставщика, и вы сможете быстро импортировать эти модели в популярные приложения ECAD. Вы также сможете увидеть самую свежую информацию о поставках от авторизованных мировых дистрибьюторов. Все данные о компонентах, которые вы найдете в Ultra Librarian, доступны бесплатно и проверены производителями компонентов.

Ultra Librarian помогает создавать библиотеки посадочных мест для компонентов, собирая всю информацию о источниках и компонентах в одном месте.Работа с Ultra Librarian настраивает вашу команду на успех, чтобы гарантировать, что любой проект проходит производство и проверку с точными моделями и посадочными местами для работы. Зарегистрируйтесь сегодня бесплатно!

Bare Die Product Описание продукта: lm358 — Die Devices | Вафля | Игральные кости

Промышленная матрица, разработанная для наименьшего размера и меньшей стоимости. Непосредственно заменяет устаревшие модели National LM358 MDA OR MWA, Motorola / ON Semi LM358, ST Micro LM358 и Texas Instruments LM358.Является улучшенной заменой National LM2904 MDA.

Особенности:

Ширина полосы с температурной компенсацией (единичное усиление)
Температурная компенсация I _B: 45nA
Широкий диапазон источников питания, одинарный источник питания: 3–32 В или двойной источник питания: ± 1.От 5 В до ± 16 В
Низкое напряжение _OS: 2 мВ и I _OS: 5 нА
Диапазон дифференциального входного напряжения, равный напряжению источника питания
Большое выходное напряжение: от 0 до В _CC -1,5 В, размах
Диапазон входного синфазного напряжения включает землю.
Обязательная долгосрочная поддержка без изменения маски кристалла.

Семейства продуктов: , используемые для этого устройства, указаны в таблице ниже.

Спецификация:

CMRR _(тип.): 85 дБ
Полоса усиления: 0,7000 МГц
I _{IB (макс.)}: 250 000,00 пА
В _{OS (макс.)}: 7.000 мВ
I _O: 30,0 мА
I _Q на канал: 0,25000 мА
Шина — шина: Скорость нарастания: 0,3000 В / мкс
В _{S (макс.)}: 32.00V
V _{S (Min)}: 3,00V
V _N: 40.0nV√Hz
V _OS Дрейф: 7.000µV / ° C

Спецификация:

CMRR _(Typ): 85dB
Коэффициент усиления BW: 0,700 МГц
I _{IB (макс.)}: 250,00000 нА
В _{ОС (макс.)}: 7.000 мВ
I _O: 30,0 мА
I _Q на канал: 0,2500 мА
Шина — шина: Скорость нарастания: 0,30 В / мкс
В _{S (макс.)}: 32,00 В
В _{S (мин.)}: 3,00 В
В _N: 40.0 нВ√Гц
В _OS Дрейф: 7,0 мкВ / ° C

Спецификация:

Шина — шина: В _{S (мин.)}: 3,00 В
В _{S (макс.)}: 32,00 В
Коэффициент усиления BW : 0,700 МГц
Скорость нарастания: 0,30 В / мкс
В _{ОС (макс.)}: 7.000 мВ
В _ОС Дрейф: 7.000 мкВ / ° C
I _{IB (макс.)}: 250,00000nA
V _N : 40,0 нВ√Гц
I _Q на канал: 0,250 мА
I _O: 30,0 мА
CMRR _(тип.): 85 дБ

Другая деталь: Важная информация для этого устройства представлена в таблице ниже.

Настройка светофора для минимального количества заказа указывает на следующее:

Зеленый: доступно со склада или по низкой заводской MOQ.
Янтарь: доступно по заводскому заказу с минимальным заказом.
Красный: может применяться высокое заводское MOQ, пожалуйста, спрашивайте подробности.

Настройка светофора для высокой надежности указывает на следующее:

Зеленый: этот голый кристалл разработан и протестирован для использования в высоконадежных приложениях.
Янтарный: этот голый кристалл может соответствовать более высоким требованиям надежности после дополнительных испытаний и квалификации, пожалуйста, спрашивайте подробности.
Красный: этот голый кристалл не указан или специально разработан для использования в приложениях с высокой надежностью.

Настройка светофора для космического класса указывает на следующее:

Зеленый: этот голый кристалл подходит для космических приложений или имеет квалификационные данные на космическом уровне, пожалуйста, спрашивайте подробности.
Янтарный: этот голый кристалл может быть использован для космических приложений с дополнительным тестированием и квалификацией. пожалуйста, спрашивайте подробности.
Красный: пригодность этого голого кристалла для космических приложений неизвестна и требует дополнительной квалификации. Пожалуйста спросите для подробностей.

LM358 — Двойные операционные усилители малой мощности с низким входным током смещения

Во всем мире, в Азии, Европе, Африке, Северной Америке, Южной Америке, Океании, Афганистане, Бахрейне, Бангладеш, Бутане, Брунее, Бирме (Мьянме), Камбодже , Китай, Восточный Тимор, Индия, Индонезия, Ирак, Япония, Иордания, Казахстан, Кувейт, Кыргызстан, Лаос, Малайзия, Мальдивы, Монголия, Непал, Оман, Пакистан, Филиппины, Катар, Российская Федерация, Саудовская Аравия, Сингапур, Южная Корея , Шри-Ланка, Тайвань, Таджикистан, Таиланд, Туркменистан, Объединенные Арабские Эмираты, Узбекистан, Вьетнам, Йемен, Албания, Андорра, Армения, Австрия, Азербайджан, Беларусь, Бельгия, Босния и Герцеговина, Болгария, Хорватия, Кипр, Чешская Республика, Дания , Эстония, Финляндия, Франция, Грузия, Германия, Греция, Венгрия, Исландия, Ирландия, Израиль, Италия, Латвия, Лихтенштейн, Литва, Люксембург, Македония, Мальта, Молдова, Монако, Черногория, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Румыния , Сан-Марино, Сербия, Словакия, Словения, Испания, Швеция, Швейцария, Турция, Украина, Великобритания, Ватикан, Алжир, Ангола, Бенин, Ботсвана, Буркина , Бурунди, Камерун, Кабо-Верде, Центральноафриканская Республика, Чад, Коморские Острова, Демократическая Республика Конго, Джибути, Египет, Экваториальная Гвинея, Эритрея, Эфиопия, Габон, Гамбия, Гана, Гвинея, Гвинея-Бисау, Кот-д’Ивуар, Кения, Лесото , Либерия, Ливия, Мадагаскар, Малави, Мали, Мавритания, Маврикий, Марокко, Мозамбик, Намибия, Нигер, Нигерия, Руанда, Сан-Томе и Принсипи, Сенегал, Сейшельские острова, Сьерра-Леоне, Сомали, Южная Африка, Свазиленд, Танзания, Того, Тунис, Уганда, Замбия, Зимбабве, Антигуа и Барбуда, Багамы, Барбадос, Белиз, Канада, Коста-Рика, Доминика, Доминиканская Республика, Сальвадор, Гренада, Гватемала, Гаити, Гондурас, Ямайка, Мексика, Никарагуа, Панама, Сент-Китс и Невис, Сент-Люсия, Сент-Винсент и Гренадины, Тринидад и Тобаго, США, Аргентина, Боливия, Бразилия, Чили, Колумбия, Эквадор, Гайана, Парагвай, Перу, Суринам, Уругвай, Венесуэла, Австралия, Фиджи, Кирибати, Маршалловы Острова , Микронезия, Науру, Новая Зеландия, Палау, Папуа-Новая Гвинея, Самоа, Соломоновы Острова, Тонга, Тувалу, Вануату

STEVAL-CCA036V1

9005 5

Active

Демонстрационная плата для одноканального операционного усилителя в корпусе SO8

Платы усилителя и компаратора Eval

—

STEVAL-CCA036V1

Описание:

Демонстрационная плата для одноканального операционного усилителя в SO8 пакет

AMZ-Testing the LM358 Op Amp

Почему не стоит его использовать

LM358 — это двойной операционный усилитель, который существует уже много лет.Он имеет небольшое потребление тока на холостом ходу и может питаться от низкого напряжения питания, что делает его привлекательным для некоторых схем. Он также продвигается как усилитель с однополярным питанием. Я вижу, что он часто используется и рекомендуется для аудиосхем.

Есть несколько известных проблем с LM358, которые делают его непригодным для многих аудиоприложений, таких как педали Guiar. Во-первых, характеристики микросхемы показывают, что она намного шумнее, чем аналогичные сдвоенные операционные усилители; в 3–4 раза больше шума, чем у некоторых из обычно используемых микросхем.Вторая проблема заключается в том, что LM358, как известно, имеет значительные перекрестные искажения, вызванные тем, что выходные транзисторы не переключаются плавно при возбуждении нагрузки и тем самым вызывают мертвую зону в выходной волне.

Изображение ниже — это результат работы директ-бокса, который я сделал с помощью одной из моих плат Opamp Multipurpose. Чип, который находится в стандартной коробке, — это NE5532AP от Texas Instruments. Регулятор усиления установлен на максимум, который немного превышает +20 дБ. Проходит небольшой шум переменного тока с частотой 60 Гц, вероятно, потому, что на рабочем столе открыт ящик без задней панели.Вы можете заметить, что есть только нечетные гармоники от линейного шума 60 Гц, и я пометил их как 3, 5, 9 и 11.

M0 — это тестовая частота 200 Гц, M1 — вторая гармоника, а M2 — третья. Также видна пятая гармоника тестового сигнала, но она едва превышает минимальный уровень шума на частоте 1000 Гц.

Следующим шагом была замена микросхемы операционного усилителя. Я заменил 5532 на RC4558, тоже от TI.

Отклик 4558 почти такой же, как и у 5532, но с общим гармоническим искажением (THD) примерно на 1 дБ больше.В среднем диапазоне немного больше дрожащего шума, но он близок к -120 дБ и будет неслышным. Я был впечатлен тем, насколько хорошо работает эта старая конструкция, но это был недавний производственный чип, и вполне вероятно, что с 1970-х годов качество конструкции было улучшено.

Конечным шагом было зайти в LM358, чтобы посмотреть, как он работает, и можно ли проверить проблему корссоверских искажений. Я использовал Fairchild LM358N довольно недавнего производства.

Вау! Какой бардак! Есть просто разбрызгивание гармоник по всей звуковой полосе, вызванное проблемой кроссовера транзистора.

Гармонические искажения 4558 и 5532 ниже -100 дБ и не слышны, в то время как искажения LM358 достаточно высоки, чтобы их слышало большинство пользователей. Это явно не подходит для использования с высококачественным звуком, и его следует по возможности избегать.

Я мог бы использовать LM358 для генераторов с низкой частотой, где малые требования к току являются преимуществом, или даже в схеме выпрямителя для компрессора или автофильтра.В противном случае я бы не использовал его в педальных схемах.

Поделитесь этой статьей со своими подписчиками в Twitter: Tweet

LM358 Техасские инструменты | Линейный — Усилители

9047

Трубка

IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8DIP

OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC

Просмотр деталей

IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	90,495	Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Reel 9000®48 Digi Active	Просмотр подробностей
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8TSSOP	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8TSSOP	12,814	Tape & Reel (TR) 9000 Dig4 Cut Tape (CT)	Активный	Просмотр подробностей
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	0	Tape & Reel (TR) 9000 Cut Tape (CT) -Reel® Bulk	Активный	Просмотреть подробности
IC OPAMP GP 2 ЦЕПИ 8TSSOP	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8TSSOP	2,039	Tape & R eel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®	Active	Просмотреть подробности
ЦЕПЬ 2 IC OPAMP GP 2 8DIP	ЦЕПЬ 2 IC OPAMP GP 2 8DIP	Активный	Просмотр подробностей
IC OPAMP GP 2 ЦЕПЬ 8TSSOP	IC OPAMP GP 2 ЦЕПЬ 8TSSOP	11,497	Трубка		Активный	Просмотр подробностей IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	1,152	Tube	Not for New Designs	View Details
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT TO99 OPAMP GP 2 CIRCUIT TO99-8	432	Массовый	Активный	Просмотр деталей
IC OPAMP G P 2 CIRCUIT 8SO	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SO	1,869	Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®	Active	Посмотреть подробности
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8DIP	0	Bulk Tube	Active	Подробнее ЦЕПЬ GP 2 8SOIC	0	Трубка	Не для новых разработок	Подробнее
IC OPAMP ЦЕПЬ GP 2 8DSBGA	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT	и 409000 0 TDS Катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®	Active	Подробнее
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8VSSOP 900 55	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8VSSOP	0	Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Bulk	Active	000 Посмотреть подробности
IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	0	Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®	Активный	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	IC OPAMP GP 2 CIRCUIT 8SOIC	0	Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®	Активный Просмотр Подробности	Активно

Модуль усилителя LM358 — QuartzComponents

Политика возврата

Из-за типа продукции, которую мы продаем, мы принимаем ограниченный возврат.Ниже приведены условия, при которых мы можем принять запрос на возврат.

1. Производственный брак

Если вы получили продукт с производственным дефектом, сообщите нам об этом в течение 3 дней с момента получения продукта, приложив соответствующие фотографии и описание. Как только наша служба поддержки примет возврат, мы предоставим замену или полный возврат средств, включая стоимость обратной доставки.

2. Отправлен не тот товар

Если вы получили продукт, отличный от заказанного, свяжитесь с нами в течение 3 дней с момента получения продукта, приложив соответствующие фотографии и описание.Как только наша служба поддержки примет возврат, мы предоставим замену или полный возврат средств, включая стоимость обратной доставки.

Ограничение возврата

Мы не принимаем возврат товаров, поврежденных в результате неправильного использования. Кроме того, мы не принимаем возврат, если заказанный товар не подходит для какого-либо конкретного применения. Пожалуйста, ознакомьтесь со спецификациями продукта и таблицей данных перед выбором и заказом продукта.

Доставка

Мы отправляем по всей Индии с фиксированной ставкой 45 индийских рупий для всех заказов на сумму менее 599 индийских рупий.Для всех заказов на сумму свыше 599 индийских рупий мы предлагаем бесплатную доставку. По любым вопросам, связанным с доставкой, обращайтесь в нашу службу поддержки по адресу [email protected].

Политика возврата

В связи с типом продукции, которую мы продаем, мы принимаем ограниченный возврат. Ниже приведены условия, при которых мы можем принять запрос на возврат.

1. Производственный брак

Если вы получили продукт с производственным дефектом, сообщите нам об этом в течение 3 дней с момента получения продукта, приложив соответствующие фотографии и описание.Как только наша служба поддержки примет возврат, мы предоставим замену или полный возврат средств, включая стоимость обратной доставки.

2. Отправлен не тот товар

Если вы получили продукт, отличный от заказанного, свяжитесь с нами в течение 3 дней с момента получения продукта, приложив соответствующие фотографии и описание. Как только наша служба поддержки примет возврат, мы предоставим замену или полный возврат средств, включая стоимость обратной доставки.

Ограничение возврата

Мы не принимаем возврат товаров, поврежденных в результате неправильного использования.Кроме того, мы не принимаем возврат, если заказанный товар не подходит для какого-либо конкретного применения. Пожалуйста, ознакомьтесь со спецификациями продукта и таблицей данных перед выбором и заказом продукта.

Доставка

Мы отправляем по всей Индии с фиксированной ставкой 45 индийских рупий для всех заказов на сумму менее 599 индийских рупий. Для всех заказов на сумму более 599 индийских рупий мы предлагаем бесплатную доставку. По любым вопросам, связанным с доставкой, обращайтесь в нашу службу поддержки по адресу support@quartzcomponents.

Принцип работы инвертирующего усилителя на операционном усилителе

Схема инвертирующего усилителя на LM358

Как работает инвертирующий усилитель?

Расчет коэффициента усиления инвертирующего усилителя

Пример расчета коэффициента усиления

Особенности применения LM358 в инвертирующем усилителе

Как избежать искажений выходного сигнала?

Практические рекомендации по сборке инвертирующего усилителя

Выбор номиналов резисторов

Применение инвертирующего усилителя на LM358

Пример использования в измерительной технике

AVR-STM-C++: Усилитель звука на lm358

РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Принцип действия ОУ

Неинвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель на ОУ — Практическая электроника

Схема инвертирующего усилителя с двухполярным питанием

Пример работы инвертирующего усилителя

Насыщение выхода инвертирующего усилителя

Ток смещения и смещение выхода

Способы борьбы с током смещения

Инвертирующий усилитель с однополярным питанием

Свойства инвертирующего усилителя

Экономичный усилитель мощности звуковых частот на LM358

Операционный усилитель. На пальцах. Для самых маленьких.

Усилитель на ОУ 15Вт

Распиновка микросхемы LM833

Схема усилителя на ОУ 15В

Добавить комментарий

Четырехканальный быстродействующий усилитель 4ОУОСТ — АО НТЦ «Модуль»

Преимущества

Области применения

Часто задаваемые вопросы

Где узнать цены на продукцию и срок поставки?

Как сделать заказ?

Как получить заказ?

Где можно скачать софт?

Как получить техническую документацию на изделие?

Куда обращаться, если остались вопросы?

LM358 Двойной операционный усилитель — ProtoSupplies

Описание

В ПАКЕТ:

Технические характеристики

LM358 Лист данных: Приложения для операционных усилителей малой мощности

LM358 Лист данных и технические характеристики

Альтернативы операционным усилителям LM358

Альтернативы высокочастотным операционным усилителям

Найдите свой усилитель с помощью системы поиска компонентов

Bare Die Product Описание продукта: lm358 — Die Devices | Вафля | Игральные кости

LM358 — Двойные операционные усилители малой мощности с низким входным током смещения

STEVAL-CCA036V1

AMZ-Testing the LM358 Op Amp

Почему не стоит его использовать

LM358 Техасские инструменты | Линейный — Усилители

0 TDS Катушка (TR)

Модуль усилителя LM358 — QuartzComponents

Политика возврата

1. Производственный брак

2. Отправлен не тот товар

Ограничение возврата

Доставка

Политика возврата

1. Производственный брак

2. Отправлен не тот товар

Ограничение возврата

Доставка

Похожие записи

Масштабирующий усилитель: принцип работы, типы схем и применение

Ba5406 усилитель. BA5406: Мощный двухканальный аудиоусилитель для качественного стереозвучания

Собрать усилитель из китайских плат: Подборка проверенных плат с хорошим звуком для сборки своего усилителя мощности / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live

Добавить комментарий Отменить ответ