LM324的应用与测试

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LM324是一块四运放集成电路,它具有电源电压范围宽(+3~+30V或±2V~±15V)、功耗低(0.8mA)、电压增益高(约100dB)、可单电源使用、价格低廉等优点,目前广泛地应用在家用电器、电子玩具、自动控制、仪器仪表和报警装置中。LM324在电子爱好者手中亦属“掌上明珠”之类。

LM324采用14脚双列直插塑料封装,它内部包含四组电路形式完全相同的运算放大器,除了电源共用外,四组运放相互独立,引脚功能见图1。从图1我们注意到,LM324的引脚排列很有规律:紧靠四角的1、7、8、14脚都是运放的输出端;与输出端相邻的引脚2、6、9、13脚都是运放的负输入端,有时亦称反相输入端;再往里靠就是运放的正输入端或同相输入端;上下两列引脚的中间是电源输入,注意电源引脚与通常的上正下负习惯不一样,此处是上负下正,实际使用时可反转方向。因LM324四个运放的引脚都是对称的,只须注意电源极性切勿接错。

图1
图1 🔍原图 (342×285)

运算放大器外接不同的反馈网络之后,可实现许多复杂的电路功能,如放大器、模拟运算、有源滤波、振荡器、转换器、构成非线性电路等等。有关运放的详细工作原理,读者可参阅有关书籍,此处我们仅给出LM324的几个典型应用例子。

图2是一个反相交流放大器,输入输出耦合电容略去未画。电路的电压放大倍数G=-Rf/Ri,其中的负号表示输出信号Uo与输入信号Ui相位是相反的。图2中将运放的正输入端直接接地,电源采用正负对称电源。若采用单电源即V-端接地,则要将运放的正输入端电压提升到V+/2,通常的作法是采用电阻分压。

图2
图2 🔍原图 (414×206)

图3是一个比较器电路,使用单电源。当输入端Ui1>Ui2时,输出Uo为低电平(约等于0V);当Ui1<Ui2时,输出Uo为高电平(约等于V+)。实际使用中,通常是将Ui1、Ui2其中的一个固定电压作为基准,再与另一个输入进行比较,利用输出Uo电平的高低来反映比较结果。

图3
图3 🔍原图 (300×127)

图2、图3中仅使用了一个运放,而LM324有四个运放,所以完全可以利用这四个运放各司其责,组成功能更强的电路。

LM324有不同公司厂家的产品,虽外特性功能相同或相近,内部电路构造却不尽相同,所以靠测量管脚之间电阻值大小仅对于同一厂家同一批号产品具有对比作用。要判定LM324的好坏可按图4搭一电路。图4中两只10kΩ电阻组成分压电路为各运放的负输入端提供大约3V的直流电压,当开关S1打至位“1”即接+6V时,运放A1输出为高电平约为6V,由此,A2~A4也都输出高电平,LED点亮;当开关S1打至位“2”即接地时,运放A1输出低电平,由此,A2~A4也均输出低电平,LED熄灭。若测试时,LED不随S1变动而变化,则说明运放中有一个或多个是坏的。

图4
图4 🔍原图 (612×311)

与LM324相同的型号还有μA324、μPC324、MB3614、DL324等,可直接替代使用。(李洪明)