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標(biāo)題: 什么是LM358運(yùn)算放大器？LM358引腳圖及功能詳解，幾 ... [打印本頁(yè)]
作者: 科技閻羅君    時(shí)間: 2022-11-9 09:41
標(biāo)題: 什么是LM358運(yùn)算放大器？LM358引腳圖及功能詳解，幾 ...
我是小七，干貨滿(mǎn)滿(mǎn)。大家不要錯(cuò)過(guò)，建議收藏，錯(cuò)過(guò)就不一定找得到了，內(nèi)容僅供參考，圖片記得放大觀看。
如果有什么錯(cuò)誤或者不對(duì)，歡迎各位大佬指點(diǎn)。

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今天是 LM358 運(yùn)算放大器 ，主要是以下幾個(gè)方面：
一、什么是 LM358?

LM358 運(yùn)算放大器屬于一種低功率雙運(yùn)算放大器，由兩個(gè)獨(dú)立的高增益內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器組成，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于在寬電壓范圍內(nèi)由單電源供電。
LM358 運(yùn)算放大器具有低功耗、共模輸入電壓范圍擴(kuò)展到地/VEE以及單電源或雙電源操作。與單電源應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器類(lèi)型相比，它具有幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。
該放大器可在低至 3.0 V 或高達(dá) 32 V 的電源電壓下工作。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因此在許多應(yīng)用中無(wú)需使用外部偏置組件。輸出電壓范圍還包括負(fù)電源電壓。

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LM358 運(yùn)算放大器實(shí)物圖

二、 LM358 引腳圖及功能

LM 358 共有 8 個(gè)引腳，每個(gè)引腳具有不同的單獨(dú)功能，下面為 LM 358引腳圖及功能。

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LM358 引腳圖及功能

運(yùn)算放大器：

運(yùn)算放大器，或簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)算放大器，本質(zhì)上是一種直流耦合高增益電壓放大設(shè)備，它們非常適合用于信號(hào)調(diào)理、直流放大、濾波，并可與外部反饋組件（如其輸出之間的電容和電阻器）一起使用輸入端子。
運(yùn)算放大器根據(jù)其反饋配置執(zhí)行不同的功能，無(wú)論是電阻式、電容式還是兩者兼而有之，在此基礎(chǔ)上，它可以使用差分放大器、積分器或加法器。
同相輸入：

運(yùn)算放大器的同相輸入在LM358的電路圖上用“+”號(hào)標(biāo)記，同相輸入為3 引腳。發(fā)現(xiàn)正電壓施加到同相輸入，然后它不會(huì)發(fā)生變化，它將在輸出端產(chǎn)生正擺動(dòng)。
如果將變化的波形（例如正弦波）應(yīng)用于非反相輸入（例如 LM358 中的引腳 3），那么它將以相同的方式出現(xiàn)在輸出端，它沒(méi)有被倒置。
反相輸入：

運(yùn)算放大器的反相輸入在 LM358 的電路圖中用“-”號(hào)標(biāo)記，反相輸入為 2 號(hào)引腳。
當(dāng)在反相輸入端施加正電壓時(shí)，將產(chǎn)生負(fù)電壓擺幅。因此，對(duì)反相輸入應(yīng)用正弦波，將在輸出端出現(xiàn)反相。

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LM358 引腳圖及功能

三、 LM358 CAD 模型

1、 LM358 電路符號(hào)圖


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LM358 電路符號(hào)圖

2、 LM358 封裝尺寸圖


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LM358 封裝尺寸圖

3、 LM358 3D 模型


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LM358 3D 模型

四、LM358 IC 工作原理


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LM358 引腳圖

這里設(shè)計(jì)了一個(gè) LM358 的 Proteus 模擬，可以讓你更好地了解 LM358 IC 的工作原理。在這個(gè)模擬中，根據(jù) LDR 值設(shè)計(jì)了一個(gè)小型自動(dòng) LED 開(kāi)關(guān)電路。圖像如下圖所示：

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LM358 IC 工作原理

你可以在上圖中看到，我將 LDR 連接在輸入引腳上，而 LED 連接在 LM358 的輸出引腳上。
現(xiàn)在，當(dāng) LDR 變暗時(shí)，LED 將保持關(guān)閉狀態(tài)，但當(dāng) LDR 亮起時(shí)，LED 也會(huì)亮起。
可變電阻用于靈敏度目，在下圖中，顯示了它的 ON 狀態(tài)：

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LM358 IC 工作原理

你可以在上圖中看到現(xiàn)在 LED 亮起，因?yàn)?LDR 亮著。
五、 LM358 特性參數(shù)

六、LM358 經(jīng)典典型電路

1、使用LM358的簡(jiǎn)單震動(dòng)報(bào)警電路


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LM358的簡(jiǎn)單震動(dòng)報(bào)警電路

圖中所示 LM358 接在反相施密特觸發(fā)器上。端口 R1 設(shè)置電路的閾值電壓。R1 用作反饋電阻。
當(dāng)壓電傳感器未激活時(shí)，壓電傳感器的輸出將為低電平，IC 的輸出也為低電平，因此傳感器的輸出為高電平并作為施密特觸發(fā)器激活。然后它會(huì)發(fā)出蜂鳴聲。
即使振動(dòng)已分離，蜂鳴器仍會(huì)發(fā)出一段時(shí)間的蜂鳴聲。這是因?yàn)?，?dāng)LM358 IC被觸發(fā)時(shí)，反相輸入影響不大，狀態(tài)不容易反相。因此，將傳感器牢固地固定在表面上，無(wú)論你將其放置在何處，并且將傳感器放置在門(mén)把手附近總是好的。
所以這里這個(gè)圖必須使用 3V電池作為電源，調(diào)節(jié)R2 寄存器以獲得必要的靈敏度。
2、 LM358 的紅外接近傳感器

1）元器件清單
紅外燈：
IR LED 是固體閃電設(shè)備，通電時(shí)會(huì)發(fā)出某種形式的電磁輻射。IR LED 發(fā)出的光比可見(jiàn)光長(zhǎng)。使用的紅外光電二極管必須能夠檢測(cè)到紅外 LED 發(fā)出的特定波長(zhǎng)的 INFRA RED，這一點(diǎn)非常重要。
紅外光電二極管：
它是一種特殊類(lèi)型的二極管，它在暴露于光線(xiàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流，它以反向偏置連接以進(jìn)行紅外線(xiàn)檢測(cè)。在沒(méi)有紅外輻射的情況下，當(dāng)光線(xiàn)沒(méi)有落在它上面時(shí)，它具有非常高的電阻和少量電流流過(guò)它，稱(chēng)為暗電流。但是當(dāng)紅外線(xiàn)落在它上面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更多的電荷載流子，并且它的電阻會(huì)降低，并且電流開(kāi)始流動(dòng)，該電流與落在光電二極管上的輻射強(qiáng)度成正比。在接近傳感器中，光電二極管使用此機(jī)制來(lái)生成電信號(hào)。

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LM358 的紅外接近傳感器

2）工作原理：
接近傳感器遵循的原理非常簡(jiǎn)單。IR LED 和光電二極管相互并聯(lián)，用作發(fā)射器和接收器。光電二極管以反向偏置連接。當(dāng)障礙物出現(xiàn)在發(fā)射器射線(xiàn)的前面時(shí)，發(fā)射器射線(xiàn)是 IR LED 發(fā)射器，當(dāng)該光被反射回來(lái)時(shí)，它被充當(dāng)接收器的光電二極管攔截。反射的光線(xiàn)會(huì)降低光電二極管的電阻，因此會(huì)產(chǎn)生大的電荷載流子并產(chǎn)生電信號(hào)。
這個(gè)信號(hào)實(shí)際上是10k電阻上的電壓，這是電位器，我們可以通過(guò)調(diào)整這個(gè)電壓來(lái)調(diào)整這個(gè)電壓，距離也會(huì)有所不同。它直接饋送到運(yùn)算放大器的同相端。運(yùn)算放大器的功能是比較在引腳 2 和引腳 3 上給它的兩個(gè)輸入。
來(lái)自光電二極管的信號(hào)被提供給連接 10k 電阻的同相引腳（引腳 3）和閾值電壓從電位器到可調(diào)節(jié)的反相引腳（引腳 2）。如果非反相引腳 2 上的電壓大于反相引腳上的電壓，則表示光沒(méi)有落在光電二極管上，則運(yùn)算放大器輸出為高電平，否則輸出為低電平。
數(shù)字輸出為高電平或低電平。避障機(jī)器人或線(xiàn)跟隨機(jī)器人使用接近傳感器的數(shù)字輸出信號(hào)來(lái)停止機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)或改變機(jī)器人的方向。一旦障礙物足夠近，信號(hào)就可以通過(guò)H橋電路直接饋送到電機(jī)的輸入引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
模擬輸出是從零到某個(gè)有限值的連續(xù)值范圍。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或其他開(kāi)關(guān)器件不能直接使用模擬信號(hào)。首先，它們需要由微控制器處理，并通過(guò) ADC 和一些編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。這種輸出形式需要一個(gè)額外的微控制器，但無(wú)需使用運(yùn)算放大器。
比較器的工作模式很簡(jiǎn)單：
如果 Vin > Vref，則 Vout = Vcc，
參考電壓設(shè)置在 2 號(hào)引腳，如果 Vin < Vref，則 Vout = 0，因?yàn)槲覀儗⒁_接地。
值得一提的是，此時(shí)輸出電壓將約等于電源電壓Vout~Vcc。
鑒于這些情況，我們將 IR 接收器輸出連接到非反向輸入（正）意味著我們將 IR 接收器連接到 LM-358 的輸入引腳 2。最初我們說(shuō)當(dāng)光電二極管不捕獲紅外輻射時(shí)，我們將有大約 0.56V 的電壓輸出。
因此，我們必須首先給出高于 0.56V 電壓的 Vref。在這里，我們將使用電位器將高于 0.56V 的值設(shè)置到引腳 Vref。在這種情況下，在狀態(tài) 0 中，我們有 Vin < Vref 且 Vout = 0，因此 LED 將關(guān)閉。
當(dāng)接收器將捕獲輻射時(shí)，它將允許更高的電流通過(guò)，該電流將超過(guò) Vref，我們將有 Vin> Vref 并且 Vout = Vcc，大約 9V。
3、使用 LM-358 的太陽(yáng)能跟蹤器

1）元器件清單
組件名稱(chēng)數(shù)量
LM-3581
BC-5472
BC-5572
1 KΩ 電阻2
10 KΩ 電阻2
直流電機(jī)1
電位 50 KΩ1
LDR2
電池 9-12V1
BC547 晶體管
本項(xiàng)目使用了兩個(gè) BC547 晶體管。BC547 是 NPN 雙極結(jié)型晶體管。這通常用作開(kāi)關(guān)和放大器。我們?cè)谶@個(gè)電路中使用了 BC547 作為開(kāi)關(guān)。在基極施加的電流越小，它可以控制在集電極和發(fā)射極的電流越大。
BC557 晶體管
BC547 是 PNP 雙極結(jié)型晶體管，通常用作開(kāi)關(guān)和放大器。當(dāng)在基極上施加接地（0）電壓時(shí)，集電極和發(fā)射極將關(guān)閉（正向偏置），當(dāng)在基極上施加正電壓時(shí)，集電極和發(fā)射極將打開(kāi)（反向偏置）。
LDR（光敏電阻）
LDR 或光相關(guān)電阻是可變電阻，它也被稱(chēng)為光敏電阻。這些 LDR、光敏電阻或光敏電阻的工作原理是“光導(dǎo)”。LDR 電阻的變化取決于落在 LDR 表面上的光強(qiáng)度。當(dāng)光落在 LDR 的表面上時(shí)，LDR 的電阻會(huì)降低并增加元件的電導(dǎo)率。當(dāng)沒(méi)有光落在 LDR 的表面上時(shí)，LDR 的電阻很高，從而降低了元件的電導(dǎo)率。

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使用 LM-358 的太陽(yáng)能跟蹤器

2）接線(xiàn)說(shuō)明
LDR1 與 R1（10K） 串聯(lián)，會(huì)改變電壓。 LDR1和R1 的 連接點(diǎn)是同相引腳LM358的輸入， LM358與LM358 IC的第 3腳 相連，后者是 第一個(gè)運(yùn)算放大器的輸入。
同樣， LDR2 與 R2（10K） 串聯(lián)。LDR2 和 R2的 連接點(diǎn) 是 LDR2 的 輸出端，連接到 LM358 IC 的引腳 5 。引腳 5 是 第二個(gè)運(yùn)放的 LM358 IC 的同相輸入端 。
10K 可變電阻器( RV1) 固定端子 1 連接到 Vcc ， 固定端子 2 連接到 地?？勺冸娮杵?(RV1)的 可變端子 連接到 IC 引腳 2 和 6。引腳 2 和 6 分別是 IC 的 Op-Amp 1 和 Op-Amp 2的反相輸入端 。
運(yùn)算放大器 1 輸出引腳 （IC 引腳 1）連接到晶體管 Q1 和 Q3的 基極端子，而 運(yùn)算放大器 2 輸出引腳 （IC 引腳 7）連接到晶體管 Q2 和 Q4的基極端子.
晶體管（BC547） Q1、Q2集電極端接 Vcc，晶體管（BC557） Q3、Q4 集電極端接 地。
三極管Q1、Q3的 發(fā)射極 均 短接 ， 通過(guò)二極管D1、D3 的連接點(diǎn) 與電機(jī)端相連。三極管Q2和Q4的 發(fā)射極 均 短接 ， 通過(guò)二極管D2和D4 的連接點(diǎn) 與電機(jī)端相連。
3）工作原理
LM358 是控制整個(gè)系統(tǒng)的主控制器，這里它作為電壓比較器工作。當(dāng)同相輸入端（+）處的電壓大于反相輸入端（-）處的電壓時(shí)，電壓比較器的輸出將為高電平。
當(dāng)沒(méi)有光落在 LDR 表面時(shí)，它的電阻很高，那么所有電壓都分配在 LDR 上，輸出為低電平（接地）。當(dāng)光線(xiàn)落在 LDR 表面時(shí)，它的電阻很低，那么所有電壓都分配在電阻上，輸出為高電平 (VCC)。
可變電阻用于設(shè)置運(yùn)算放大器 1 和運(yùn)算放大器 2 的反相 (-) 端的參考電壓。
晶體管 BC547 和 BC557 形成一個(gè) H 橋，用于控制電機(jī)方向。
當(dāng)光照在 LDR 上增加時(shí)，LDR 的輸出電壓也在增加。因此，同相 (+) 端的電壓也會(huì)增加，當(dāng)該電壓大于參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出變?yōu)楦唠娖健?br />
輸入 A輸入 B輸出
00停止
01順時(shí)針
10逆時(shí)針
11停止

4、使用 LM358的電池監(jiān)控電路

電池電量指示電路使用雙運(yùn)放 IC LM358 監(jiān)控 12V 電池的低、正常和滿(mǎn)電平。

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使用 LM358的電池監(jiān)控電路

1）元器件清單
2）電路說(shuō)明
電路監(jiān)控 12V 電池電壓，將顯示電池的充電水平，指示低電壓、正常電壓和滿(mǎn)電壓。電位器在紅色/黃色/綠色 LED? 時(shí)調(diào)整 指示。例如，紅色 LED 在 11V 時(shí)亮起，綠色 LED 在 12V 時(shí)亮起。黃色 LED 在這些值之間重新打開(kāi)。該項(xiàng)目也可用于監(jiān)控 4v、6v、24v 等，只需稍作修改。
5、帶有 LM358 的光電二極管


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帶有 LM358 的光電二極管

1）元器件清單
2）電路描述
10K 電阻與光電二極管串聯(lián)，光電二極管的輸出提供給 LM-358 的 3 號(hào)引腳。在這個(gè)項(xiàng)目中，當(dāng)輻射落在光電二極管上時(shí)，LED 將打開(kāi)和關(guān)閉。電位器連接在引腳 2 上，用作參考電壓。運(yùn)算放大器的輸出在 BC547 的基礎(chǔ)上給出。集電極與發(fā)光二極管相連，發(fā)射極與地相連。
6、其他應(yīng)用

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