LM324应用电路设计..
- 格式:doc
- 大小:1.00 MB
- 文档页数:14
lm324产生方波经典电路
LM324是一款四路运算放大器,它可以用于产生方波的电路设计。
以下是一个使用LM324产生方波的经典电路:
1. 使用其中一路运算放大器(比如使用LM324的第一路运算放大器)进行比较:
- 将一个三角波或正弦波输入到运算放大器的正输入端(将波形信号接入运放的非反相输入端)。
- 将一个可变电阻接入运算放大器的负输入端(将负输入端接上一个可变电位器)。
- 使用负反馈连接,将该运算放大器的输出接入至其负输入端。
2. 使用确定的电阻值和电位器调整电压,这样可以根据电压是否超过比较器的参考电压来产生方波。
- 当正输入端电压超过负输入端电压,运放输出为高电平。
- 当正输入端电压低于负输入端电压,运放输出为低电平。
- 由于负输入端电压可通过改变电位器的值来控制,因此可以调整输出方波的频率和占空比。
这是一个简单的基于LM324的方波产生电路示例。
根据具体的需求和电路设计要求,可能需要进行一些调整和优化。
电压比较器基本原理及设计应用本文主要介绍电压比较器基本概念、工作原理及典型工作电路,并介绍一些常用的电压比较器。
电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。
它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术,也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。
什么是电压比较器简单地说,电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的,这里不介绍),并判断出其中哪一个电压高,如图1所示。
图1(a)是比较器,它有两个输入端:同相输入端(“+”端) 及反相输入端(“-”端),有一个输出端Vout(输出电平信号)。
另外有电源V+及地(这是个单电源比较器),同相端输入电压VA,反相端输入VB。
VA和VB的变化如图1(b)所示。
在时间0~t1时,VA>VB;在t1~t2时,VB>VA;在t2~t3时,VA>VB。
在这种情况下,Vout的输出如图1(c)所示:VA>VB时,Vout输出高电平(饱和输出);VB>VA时,Vout输出低电平。
根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。
如果把VA输入到反相端,VB输入到同相端,VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示,则Vout输出如图1(d)所示。
与图1(c)比较,其输出电平倒了一下。
输出电平变化与VA、VB的输入端有关。
图2(a)是双电源(正负电源)供电的比较器。
如果它的VA、VB输入电压如图1(b)那样,它的输出特性如图2(b)所示。
VB>VA时,Vout输出饱和负电压。
如果输入电压VA与某一个固定不变的电压VB相比较,如图3(a)所示。
此VB称为参考电压、基准电压或阈值电压。
如果这参考电压是0V(地电平),如图3(b)所示,它一般用作过零检测。
比较器的工作原理比较器是由运算放大器发展而来的,比较器电路可以看作是运算放大器的一种应用电路。
由于比较器电路应用较为广泛,所以开发出了专门的比较器集成电路。
LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。
可工作在单电源下,电压范围是3.0V-32V或+16V.LM324的特点:1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作:3V-32V4.低偏置电流:最大100nA(LM324A)5.每封装含四个运算放大器。
6.具有内部补偿的功能。
7.共模范围扩展到负电源8.行业标准的引脚排列9.输入端具有静电保护功能LM324引脚图(管脚图)LM324应用电路图:1.LM324电压参考电路图2.LM324多路反馈带通滤波器电路图3.LM324高阻抗差动放大器电路图4.LM324函数发生器电路图5.LM324双四级滤波器6.LM324维思电桥振荡器电路图7.LM324滞后比较器电路图恒流源运算放大器LM324的D单元构成恒流源,使用中为保证恒流源的线性度,应充分保证电阻R16与R17阻值不小于R14与R15的10倍,且R14与R15、R16与R17两两之间阻值误差要尽可能地小,只有这样才能保证锯齿波的线性度,调试时有时测得的锯齿波为下凹的,这是由于R14与R15或R16与R17两个电阻之间阻值有较大的差值造成的。
本文就高性能集成四运放LM324的参数,进行实用电路设计,论述电路原理。
LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图2由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
LM324放大电路什么是LM324LM324是一种低功耗、高性能四运放(放大器)集成电路,主要由四个独立运放组成。
它被广泛应用于各种电子设备中,包括信号处理、音频放大、传感器放大、滤波器和比较器等应用。
LM324的特性•低功耗:每个运放的静态电流消耗仅为0.8mA。
•输入偏置电流低:典型值为20nA。
•大增益带宽积:典型值为1MHz。
•单电源操作:电源电压范围为3V至32V。
•宽工作温度范围:-55°C至+125°C。
LM324放大电路原理lm324_circuit_diagramlm324_circuit_diagram图中显示了一个基本的LM324放大电路。
该电路包含一个单端输入放大器,其增益由电阻R1和R2决定。
运放的负反馈通过电阻R2连接到运放的直流输入端。
输入信号经过电阻R1进入非反相输入端,同时通过电容C1和电阻R1提供交流路径。
C1和R1一起形成一个高通滤波器,以阻止低频信号通过。
输出信号通过电容C2提供直流耦合,并通过电阻R4提供负载电压。
此外,电容C2还提供对地的路径,用于引入反相输入。
通过调整电阻R1和R2的比例,可以改变放大器的增益。
通常,增益由下式计算:增益(A)= 1 + (R2 / R1)使用LM324设计放大电路下面是一个简单的例子,展示如何使用LM324设计一个放大电路。
LM324放大电路电路元件:- LM324运放- 电阻R1 = 10kΩ- 电阻R2 = 100kΩ- 电容C1 = 1uF- 电容C2 = 10uF电路连接:- R1连接到非反相输入端- R2连接到反相输入端和输出端- C1连接到非反相输入端和地- C2连接到输出端和地电路图示:电路功能:该电路是一个非反相放大器,其增益由R1和R2来决定。
输入信号经过C1和R1进入非反相输入端,经过放大后输出到C2并提供负载电压。
基于LM324的信号产生及测量电路设计一、引言信号产生和测量是电子技术中非常重要的基础工作,它涉及到各种测量仪器和电路设计。
本文将基于LM324运算放大器,设计一种信号产生和测量电路,用于产生和测量模拟信号。
二、电路设计LM324是一种低功耗、低噪声、高精度的运算放大器,具有四个独立的运算放大器,适用于广泛的应用场景。
下面将详细介绍基于LM324的信号产生和测量电路的设计。
1.信号产生电路2.信号测量电路三、电路参数设计在设计电路时,需要根据应用需求来选择电路参数,下面我们以设计一个信号产生频率为10kHz,幅度为0~5V的信号为例,对电路参数进行设计。
1.信号产生电路参数设计为了产生10kHz的正弦波信号,我们需要确定RC网络的参数。
根据频率选择RC网络的截止频率,一般选择截止频率为信号频率的十倍。
所以,我们可以选择截止频率为100kHz,那么RC网络的时间常数τ=T=1/(2πf)=1/(2π*100kHz)。
对于滤波器的幅度控制输入Vc的设计,我们可以选择一个可调电阻(R2)和一个固定电阻(R3)形成电压分压。
根据电路需求,我们选择Vc的范围为0~5V,那么R2和R3的比值为R2/R3=Vc_max/(Vin-Vc_max)=5V/(12V-5V)=0.6252.信号测量电路参数设计为了测量正弦波信号的频率和幅度,我们需要选择频率计和电压表的参数。
频率计的测量范围应该包含信号的频率范围,一般选择频率计的测量范围为信号频率的十倍,所以我们可以选择测量范围为100kHz。
电压表的选取应考虑到信号的最大值和分辨率,一般选择电压表的量程为信号最大值的两倍,所以我们可以选择电压表的量程为10V。
四、实验结果分析经过参数设计并实际搭建电路,我们可以测试信号的频率和幅度。
通过频率计和电压表的测量,我们可以得到信号的实际频率和幅度。
比较测量结果和设计参数,可以评估电路设计的准确性和性能。
同时,我们还可以通过改变信号源的控制电压Vc,观察信号的变化,验证电路的幅度调节功能。
LM324应用原理时间:2009-01-02 14:40:00 来源:资料室作者:电磁阀龙LM124/LM224/LM324四运算放大器芯片的中文应用资料LM124/LM224/LM324是四运放集成电路,它采用14管脚双列直插塑料(陶瓷)封装,外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM124/LM224/LM324的引脚排列见图2。
图一图二 lm324功能引脚图图3 LM324/LM124/LM224集成电路内部电路图 1/4主要参数:极限参数:LM124为陶瓷封装由于LM124/LM224/LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
下面介绍其应用实例。
应用电路反相交流放大器电路见附图。
此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。
Rf如改为可变电阻,可任意调整电压放大的倍数。
图4放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值,Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
同相交流放大器见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。
图5电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。
四运放LM324的实用电路设计及电路原理
一、实用电路设计:
1.非反向比例放大电路:
其中R1和R2为反馈电阻,Vin为输入电压,Vout为输出电压。
根据电压分压原理和运放的虚短性质,可得到输出电压的表达式:Vout = Vin * (1 + R2/R1)
2.反向比例放大电路:
其中R1和R2为反馈电阻,Vin为输入电压,Vout为输出电压。
根据电压分压原理和运放的虚短性质,可得到输出电压的表达式:Vout = -Vin * (R2/R1)
3.非反向加法器:
其中R1、R2、R3为反馈电阻,Vin1、Vin2为输入电压,Vout为输出电压。
根据电压分压原理和运放的虚短性质,可得到输出电压的表达式:Vout = (Vin1 * R2/R1) + (Vin2 * R3/R1)
4.双电源比例放大电路:
其中R1和R2为反馈电阻,Vin为输入电压,Vcc+和Vcc-为正负电源电压,Vout为输出电压。
根据电压分压原理和运放的虚短性质,可得到输出电压的表达式:
Vout = Vin * (1 + R2/R1)
二、电路原理:
运放单元的差分输入级由三个差动对组成,其输入电流可忽略不计。
电流源提供各级的偏置电流。
电压放大级通过一个交流耦合电容耦合到输出级。
输出级由一个放大电路组成,它负责提供电压放大和驱动负载。
在实际应用中,四运放LM324的内部结构能够提供高增益、宽输入电压范围、低输入偏置电流等特性。
同时,它还具有低功耗、高压电源抗干扰能力等优点,使得其成为众多电子设备中常用的模拟电路元件。
通过合理的电路设计和参数选择,可以实现各种功能的电路设计,满足不同应用需求。
LM324功能应用简介2007/09/01 14:57LM324功能应用简介您现在的位置是:主页>>>电子元器件资料>>>正文LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图2。
图 1 图 2由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。
下面介绍其应用实例。
反相交流放大器电路见附图。
此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值,Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
同相交流放大器见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。
此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。
而对信号源的影响极小。
因运放Ai输入电阻高,运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0的情况,故各放大器电压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。
LM324设计的LED电平指示器电路图本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。
LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。
LM324是四运放集成电路.1、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级,既可以接在音频功放电路的输出端,作为功放输出电平指示,也可以接在音频前置放大电路输出端(音量控制电路之前),作为前置级的电平指示器。
电路见下图电路中,由LM324运放构成一个增益可调的放大前级,可调电阻RP用来调节增益量;LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl 一VLn和二极管VD1一VDn组成。
来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚,经LM324和三极管放大后,从三极管的发射极输出信号电压,将VLl一V Ln逐级点亮。
音频输人信号越强,点亮发光二极管的个数也越多。
元器件选择R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。
C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。
VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。
VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。
V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。
IC选用LM324型运算放大集成电路。
2、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路,可用于音频功放输出端的电平指示器。
但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。
电路原理图见附图所示。
当输入音频信号电平小于0.7 V时,Nl输出高电平,将VLI点亮;当输入信号电平在0.7-1.4V之间时,N2输出高电平,一方面使V L2点亮,另一方面通过V D6使N1的反相输人端变为高电平,使N1输出低电平,VLI熄灭。
同理,若输入信号电平变高,则VL1和V L4将会分别点亮,呈移动点光式的显示。
电压比较器基本原理及设计应用本文主要介绍电压比较器基本概念、工作原理及典型工作电路,并介绍一些常用的电压比较器。
电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。
它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术,也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。
什么是电压比较器简单地说,电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的,这里不介绍),并判断出其中哪一个电压高,如图1所示。
图1(a)是比较器,它有两个输入端:同相输入端(“+”端) 及反相输入端(“-”端),有一个输出端Vout(输出电平信号)。
另外有电源V+及地(这是个单电源比较器),同相端输入电压VA,反相端输入V B。
VA和VB的变化如图1(b)所示。
在时间0~t1时,VA>VB;在t1~t2时,VB>VA;在t2~t3时,VA>VB。
在这种情况下,Vout的输出如图1(c)所示:VA>VB时,Vout输出高电平(饱和输出);VB>VA时,Vout输出低电平。
根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。
如果把VA输入到反相端,VB输入到同相端,VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示,则Vout输出如图1(d)所示。
与图1(c)比较,其输出电平倒了一下。
输出电平变化与VA、VB的输入端有关。
图2(a)是双电源(正负电源)供电的比较器。
如果它的VA、VB输入电压如图1(b)那样,它的输出特性如图2(b)所示。
VB>VA时,Vout输出饱和负电压。
如果输入电压VA与某一个固定不变的电压VB相比较,如图3(a)所示。
此VB称为参考电压、基准电压或阈值电压。
如果这参考电压是0V(地电平),如图3(b)所示,它一般用作过零检测。
电网络实验报告——基于运放LM324的波形发生器
指导教师:***
学生:袁同浩
学号:********
2013-10-13
上海大学
目录
摘要 (2)
一三角波发生电路 (3)
二正弦信号 (5)
三正弦波和三角波的叠加。
(6)
四滤波环节 (8)
五比较环节 (10)
小结 (12)
附录 (13)
摘要
本文使用LM324芯片的4个集成运算放大器实现了三角波发生电路、同相加法器、二阶RC网络有源滤波器和滞回比较器。
每个子电路分别使用一个运放。
首先搭建出三角波发生电路,发出频率为2K HZ峰峰值为4V的三角波,记为;然后用信号发生器发出频率为500HZ、最大值为0.1V的正弦波信号;随后将两个信号送到同相加法器得到信号;再将送入滤波器,将三角波信号滤除,得到正弦信号记为;最后将和三角波信号分别送到滞回比较器的反相端和同相端,进行比较同时输出方波信号。
一 三角波发生电路
三角波发生电路如图1所示。
电阻R1和R3构成正反馈,C1和R2构成负反馈。
输出电压由5.1V 的稳压管钳位。
U2A
LM324AD
3
2
11
4
1
VEE
-15V
VCC 15V C1
0.1µF
R23kΩR310kΩR1
5.5kΩ
D1
1N4733A D2
1N4733A
图4 三角波发生电路
记运放的同相端和反相端电压分别为:、。
当
大于
时,放大器输出端输出
,
是稳压管电压,实际在5.6V 左右。
此时电容C1被充电,电容C1上电压线性增大。
反之,电容C1上的电压线性减小。
所以可以从C1上取出三角波。
三角波的频率
三角波幅值
其中,是稳压管V1和V2的稳压值。
按照要求,f为2kHZ。
三角波幅值为2V。
取,R3=10K,R1=5.5K,C1=0.1uF。
则可计算得到R2的值:
实际仿真时,进行了微调,最终R2取值4k。
仿真结果如图2所示。
图 2 三角波波形
二正弦信号正弦信号由信号发生器发出,其仿真波形如图3所示。
图3 正弦波波形
从图中可见,该波形频率为500HZ,最大值为100mV。
三 正弦波和三角波的叠加。
叠加的过程本文采用的是使用运放搭建的同相加法电路。
同相加法器的电路结构如图4所示。
U4A
LM324AD
3
2
11
4
1
R410kΩR5
190kΩ
VCC 15V
VEE
-15V
R8
19kΩ
R71kΩ
R6
10kΩ
XFG1
Uo1
Ui1
Ui2
图4 同相加法器电路结构
该电路的要求是能够对不进行放大,而对
放大10倍。
根据该电路结
构,容易得到:
最终
的仿真波形如图5所示。
图5 仿真波形从图中可见,合成波形。
四滤波环节
从图5可以看出,的峰峰值为4V,而设计要求滤波器的输出信号,即的峰峰值为9V。
同时为了达到更好德尔滤波效果,本文采用二阶RC有源滤波器。
其电路结构如图6所示。
C3
0.1µF
R9 3.18kΩ
U1A
LM324AD
3
2
11
4
1
C2
0.1µF
R10
3.18kΩ
VCC15V
VEE
-15V
R12
14.8kΩ
R11
10kΩ
图 6 滤波器电路结构图
其中,R9=R10;C2=C3。
该滤波器的截止频率为:
先取电容为0.1uF,截止频率定为500HZ,则可得电阻
R=3.18K。
滤波器的输出仿真波形如图7所示。
从图中可以看出,波形频率为500HZ,峰峰值为9V,满足要求。
图7 滤波器输出波形
五 比较环节
根据要求将滤波器的输出波形与三角波相比较得出类似于SPWM 的方波。
比较电路采用滞回比较器,电路结构如图8所示。
U3A
LM324AD
3
2
11
4
1
VCC 15V
VEE
-15V R1310kΩ
R1410kΩ
图 8 滞回比较器电路结构。
滞回比较器输出波形如图9所示。
图9 滞回比较器输出波形
从图8可看出,该波形的占空比并不是固定的,也就是说并不是一个方波。
从图9可以看出原因。
图9 三种波形的比较
图9中,三角波和正弦波的示波器纵坐标设置相同都为2V/格,输出的SPWM波形,由于在输出端没有稳压管限幅幅值可达15V,所以纵坐标设置为10V/格。
从三角波由同相端输入,正弦波由反相端输入,所以当三角波瞬时值大于正弦波瞬时值的时候滞回比较器的输出为15V,反之为-15V。
完整的系统图见附录
小结
这将近一个月的时间里,我利用课下时间查阅文献,总结思考我终于将此次设计报告完成。
其中难点主要是三角波发生器和滤波电路。
因为运放个数的限制,三角波发生器只能使用一个运放,尽管我看了很多文献,依然不知道如何实现,最后在邵老师的提示下,才想出文中的电路。
邵老师知识渊博、谦虚谨慎,而且能够在百忙之中及时回复我的邮件,在这里我要感谢邵老师对我的指导。
滤波器的设计十分复杂,因为从来没有认真思考过滤波器的设计,所以这次滤波器的设计占用了我大部分的时间。
还好最后在和同学的讨论中设计出文中使用的滤波器,在此,我要感谢我的同学们对于我的帮助。
虽然花了较多的时间,但最终还是将报告以及仿真完成,并且达到了理想的结果。
遗憾的是,因为时间和材料的原因,我不能实际搭出硬件电路。
附录。