Lm358 и lm358n datasheet, описание, схема включения

5.6 Электрические характеристики для LM2904

В указанном диапазоне температур, VCC = 5 В (если не указано иное)

ПараметрУсловия(1)TA(2)LM2904Ед. изм.
MINTYP(3)MAX
VIOВходное напряжение компенсации смещения нуляVCC = от 5 В до MAX,
VIC = VICR(min),
VO = 1.4 В
Без A суффикса в маркировке25°C37мВ
Весь диапазон10
С А суффиксом в маркировке25°C12
Весь диапазон4
αVIOСредний температурный коэффициент входного напряжения смещения нуляВесь диапазон7мкВ/°C
IIOВходной ток компенсации смещения нуляVO = 1.4 ВБез V суффикса в маркировке25°C250нА
Весь диапазон300
С V суффиксом в маркировке25°C250
Весь диапазон150
αIIOСредний температурный коэффициент входного тока смещения нуляВесь диапазон10пA/°C
IIBВходной ток смещенияVO = 1.4 В25°C-20-250нA
Весь диапазон-500
VICRДиапазон входного синфазного напряженияVCC = от 5 В до MAX25°Cот 0 до
VCC – 1.5
В
Весь диапазонот 0 до
VCC – 2
VOHВысокий уровень выходного напряженияRL ≥ 10 кОм25°CVCC – 1.5В
VCC = MAX,
Без V суффикса
RL = 2 кОмВесь диапазон22
RL ≥ 10 кОмВесь диапазон2324
VCC = MAX
С V суффиксом
RL = 2 кОмВесь диапазон26
RL ≥ 10 кОмВесь диапазон2728
VOLНизкий уровень выходного напряженияRL ≤ 10 кОмВесь диапазон520мВ
AVDБольшой сигнал усиления дифференциального напряженияVCC = 15 В,
VO = от 1 В до 11 В,
RL ≥ 2 кОм
25°C25100В/мВ
Весь диапазон15
CMRRКоэффициент ослабления синфазного сигналаVCC = от 5 В до MAX,
VIC = VICR(min)
Без V суффикса25°C5080dB
С V суффиксом25°C6580
kSVRКоэффициент подавления помех по питанию
(ΔVCC /ΔVIO)
VCC = от 5 В до MAX25°C65100dB
VO1/ VO2Переходное затуханиеf = от 1 кГц до 20 кГц25°C120dB
IOВыходной токVCC = 15 В,
VID = 1 В,
VO = 0
Источник25°C-20-30мA
Весь диапазон-10
VCC = 15 В,
VID = -1 В,
VO = 15 В
Приемник25°C1020
Весь диапазон5
VID = -1 В, VO = 200 мВБез V суффикса25°C30мкA
С V суффиксом25°C1240
IOSТок короткого замыкания на выходеVCC около 5 В, VO = 0, GND около ?5 V25°C±40±60мA
ICCПотребляемый ток
(четыре усилителя)
VO = 2.5 В, Без нагрузкиВесь диапазон0.71.2мA
VCC = MAX, VO = 0.5 VCC, Без нагрузкиВесь диапазон12

(1) Все характеристики измерены в разомкнутой цепи при нулевом входном синфазном напряжении, если не указано иное. MAX VCC для испытаний составляет 26 В для LM2902 и 30 В для других.

(2) Весь диапазон это температуры от -55°C до 125°C для LM158, от -25°C до 85°C для LM258, и от 0°C до 70°C для LM358, и от -40°C до 125°C для LM2904.

(3) Все типичные значения для температуры TA = 25°C

Регулировка коэффициента усиления

В прошлой конструкции имеется один недостаток – нет возможности произвести регулировку коэффициента усиления. Причина – сложность реализации, ведь нужно использовать сразу два переменных резистора. Но если вдруг возникла необходимость проводить регулировку коэффициента, можно использовать схему конструкции на трех операционниках:

Здесь корректировка происходит при помощи переменного резистора R2. Обязательно нужно учесть, чтобы были выполнены такие равенства:

  1. R3=R1.
  2. R4=R5=R6=R7.

В этом случае k=(1+2*R1/R2).

Напряжение на выходе усилителя U(out)=(1+2*R1/R2)*(Uin1-Uin2).

Характеристики аналогов

По datasheet LM358 и ее аналогам можно узнать следующие характеристики:

  1. LM158 – работает в диапазоне температур от -55 до +125 градусов. Напряжение питания может колебаться в интервале 3…32В.
  2. LM258 – диапазон рабочих температур -25…+85, питающего напряжения – 3…32В.
  3. LM358 – температура 0…+70, напряжение – 3…32В.

В том случае, если недостаточно диапазона температур 0…+70, имеет смысл подыскать аналог операционному усилителю. Неплохо показывает себя LM2409, у него шире диапазон рабочих температур. Вот только для питания он немного меньше. Это существенно снижает возможность использования устройства в радиолюбительских конструкциях. Схема включения LM358 такая же, как и у большинства ее аналогов.

В том случае, если необходимо установить только один операционный усилитель, стоит обратить внимание на аналоги типа LMV321 или LM321. У них пять выводов, и внутри корпуса SOT23-5 заключен всего один ОУ

А вот в том случае, если необходимо большее количество операционников, можно использовать сдвоенные элементы – LM324, у которых корпус имеет 14 выводов. С помощью таких элементов можно сэкономить на пространстве и конденсаторах в цепи питания.

Схема неинвертирующего усилителя

Описание схемы:

  1. На плюсовой вход подается сигнал.
  2. К выходу операционного усилителя подключается два постоянных резистора R2 и R1, соединенных последовательно.
  3. Второй резистор соединен с общим проводом.
  4. Точка соединения резисторов подключается к минусовому входу.

Чтобы вычислить коэффициент усиления, необходимо воспользоваться простой формулой: k=1+R2/R1.

Если имеются данные о значении сопротивлений, входного напряжения, то нетрудно посчитать выходное: U(out)=U(in)*(1+R2/R1). При использовании микросхемы LM358 и резисторов R1=10 кОм и R2=1 МОм, коэффициент усиления окажется равен 101.

Особенности операционного усилителя

Микросхема LM358 получила широкое распространение среди радиолюбителей, так как у нее очень много преимуществ. Среди всех можно выделить такие:

  1. Крайне низкая цена элемента.
  2. При реализации устройств на микросхеме не требуется устанавливать дополнительные цепи для компенсации.
  3. Может питаться как от однополярного источника, так и от двухполярного.
  4. Питание может происходить от источника, напряжение которого 3…32В. Это позволяет использовать практически любой блок питания.
  5. На выходе сигнал нарастает со скоростью 0,6 В/мкс.
  6. Максимальный потребляемый ток не превышает 0,7 мА.
  7. Напряжение смещения на входе не более 0,2 мВ.

Это ключевые особенности, на которые нужно обращать внимание при выборе этой микросхемы. В том случае, если какой-то параметр не устраивает, лучше поискать аналоги или похожие операционные усилители

Схема преобразователя напряжение-ток

Схема приведена на рисунке и немного похожа на ту, которая была описана в конструкции неинвертирующего усилителя. Но здесь добавлен биполярный транзистор. На выходе сила тока оказывается прямо пропорциональна напряжению на входе операционного усилителя.

И в то же время сила тока обратно пропорциональна сопротивлению резистора R1. Если описать это формулами, то выглядит следующим образом:

I=U(in)/R.

При величине сопротивления R1=1 Om, на каждый 1V напряжения, прикладываемого ко входу, на выходе будет 1А тока. Схема включения LM358 в режиме преобразователя напряжения в ток используется радиолюбителями для конструирования зарядных устройств.

Применение

Область применения LM358 – в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Типичное применение операционного усилителя в качестве инвертирующего усилителя. Этот усилитель принимает положительное напряжение на входе и преобразует его в отрицательное той же величины. Таким же образом он преобразует отрицательное напряжение в положительное.

Применение – схема включения

Напряжение питания должно быть больше чем диапазоны входного и выходного напряжения сигнала. Например если будет усиливаться сигнал от ±0.5 В до ±1.8 В, напряжения питания ±12 В будет достаточно.

Требуемый коэффициент усиления для инвертирующего усилителя рассчитывается по формулам (1) и (2):

Av=Vout/Vin (1)

Например Av=1.8/-0.5=-3.6 (2)

После того как определен коэффициент усиления, выбираются значения RI или RF. Выбирать значение сопротивления желательно в кОм, так как схема будет использовать токи в мА. Это гарантирует, что не будет потребляться слишком много тока. Для этого примера выберем RI=10 кОм, что дает RF=36 кОм. RF рассчитывается по формуле (3): Av=-RF/RI.

Входное и выходное напряжения на инвертирующем усилителе

В каких корпусах выпускаются микросхемы

Корпус может быть как DIP8 – обозначение LM358N, так и SO8 – LM358D. Первый предназначен для реализации объемного монтажа, второй – для поверхностного. От типа корпуса не зависят характеристики элемента – они всегда одинаковы. Но существует немало аналогов микросхемы, у которых параметры немного отличаются. Всегда есть плюсы и минусы. Обычно, если у элемента большой диапазон рабочих напряжений например, страдает какая-либо другая характеристика.

Существует еще металлокерамический корпус, но такие микросхемы используют в том случае, если эксплуатация устройства будет происходить в тяжелых условиях. В радиолюбительской практике удобнее всего использовать микросхемы в корпусах для поверхностного монтажа

Они очень хорошо паяются, что имеет важное значение при работе. Ведь намного удобнее оказывается работать с элементами, у которых ножки имеют большую длину

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий