LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух операционных усилителей, каждый из которых имеет 4 выхода, которые имеют свое назначение. Всего 8 контактов. Выпускаются в нескольких вариантах исполнения корпусов, для объемного DIP и поверхностного монтажа на платах SO. Их также можно найти в продвинутых пакетах SOIC, VSSOP, TSSOP.

Читайте также: Металлизация пластмасс — виды, функции и технология

Назначение разъемов для всех типов корпуса одинаковое: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 — выходы, 4 — минус источника питания, 8 — плюс источника питания.

Рабочие условия

VCC = ±15 В, TA = 25°C

Параметр	Условия	ТИП	Единица обр.
СР	Скорость нарастания при единичном усилении	RL = 1 МОм, CL = 30 пФ, VI = ±10 В (см рис. 3)	0,3	В/мкс
Б1	Пропускная способность при Unity Gain	RL = 1 МОм, CL = 20 пФ (см рис. 3)	0,7	МГц
Вн	Эквивалентное шумовое напряжение относительно входа	RS = 100 Ом, VI = 0 В, f = 1 кГц (см рис. 4)	40	нВ/вГц

Усилитель с единым усилением

Схема проверки шума

LM358 схема включения: мощный неинвертирующий усилитель

• DA1-LM358;
• R1 — 910 кОм;
• R2 — 100 кОм;
• R3 — 91 кОм.

Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, обычно коэффициент усиления этой схемы равен (1+R1/R2).

Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.

описание, схема включения и как должна работать в составе различных устройств

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент можно использовать в самых разных схемах усиления сигнала, различных генераторах, АЦП и других полезных устройствах.

Все электронные компоненты необходимо разделить по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и другим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, получивших широчайший простор для конструирования различных устройств: терморегуляторов, аналоговых преобразователей, промежуточных усилителей и прочих полезных схем.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее тактико-технические характеристики, позволяющие создавать множество различных устройств. К основным ориентировочным характеристикам компонента следует отнести следующее.

Приемлемые рабочие параметры: микросхема обеспечивает одно- и двухполюсное питание, широкий диапазон питающих напряжений от 3 до 32 В, приемлемую скорость нарастания выходного сигнала, равную всего 0,6 В/мкс. При этом микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения будет всего 0,2 мВ.

Описание выводов

Микросхема выполнена в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4,
используются как двухполярные и однополярные токовые выходы в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

Схема операционного усилителя имеет 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусмотреть дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема популярна и используется в бытовых приборах, работающих в нормальных условиях, и в специальных при высоких или низких температурах окружающей среды, повышенной влажности и других неблагоприятных факторах. Для этого элемент интеграции доступен в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

будучи средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам. Компонент без буквы можно заменить на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D нужно использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная схема выпускается серийно с другими компонентами, отличающимися только температурным диапазоном, рассчитанным на работу в жестких условиях.

Существуют операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и минимальной до 55. Из-за этого стоимость устройства в разных магазинах сильно различается.

Серия микросхем включает LM138, LM258, LM458. При выборе альтернативных аналоговых элементов для использования в устройствах важно учитывать диапазон рабочих температур. Например, если LM358 от 0 до 70 градусов недостаточно, можно использовать более надежный LM2409. Также довольно часто для изготовления различных приспособлений требуется не 2 ячейки, а 1, особенно если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из наиболее подходящих для использования в конструкции малогабаритных устройств являются ОУ LM321, LMV321, которые также имеют аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Измерение тока в положительном полюсе нагрузки

Преимущества: • нагрузка заземлена; • в нагрузке обнаружено короткое замыкание. Недостатки: • высокое входное напряжение в обычном режиме (часто очень высокое); • необходимость сдвига выходного сигнала до уровня, приемлемого для дальнейшей обработки в системе (привязка к «земле»). Рассмотрим схемы измерения тока в положительном полюсе нагрузки с помощью операционных усилителей.

На схеме рис. 2 можно использовать любой из подходящих по допустимому напряжению питания операционных усилителей, рассчитанных на работу при однополярном питании и максимальном входном синфазном напряжении, достигающем напряжения питания, например AD8603. Максимальное напряжение питания схемы не может превышать максимально допустимое напряжение питания усилителя.

Но есть операционные усилители, способные работать при синфазном входном напряжении, значительно превышающем напряжение питания. В схеме с использованием операционного усилителя LT1637, показанной на рис. 3, напряжение питания нагрузки может достигать 44 В при напряжении питания ОУ 3 В. Инструментальные усилители типа LTC2053, LTC6800 от Linear Technology, INA337 от Texas Instruments подходят для измерения тока на положительном выводе нагрузки при очень маленькая ошибка. Для измерения тока в положительном полюсе существуют специализированные микросхемы, например INA138 и INA168.

Схема монитора тока

Еще одна схема, позволяющая измерять значение тока в питающей линии. Он состоит из шунтирующего резистора R1, операционного усилителя LM358, транзистора NPN и двух резисторов. Особенности продукта:

• микросхема DA1 — LM358;
• сопротивление резистора R=0,1 Ом;
• значение сопротивления R2=100 Ом;
• R3=1 кОм.

Напряжение питания ОУ должно быть не менее чем на 2 В выше нагрузки. Это обязательное условие для работы схемы.

Цоколевка оптрона АОУ103

Были вопросы по распиновке этой оптрона. Вот две его версии из двух разных энциклопедий. Так что распиновку оптопары лучше проверить тестером.

Когда я говорю операционный усилитель, я часто имею в виду LM358. Так как если нет особых требований к скорости, очень широкому диапазону напряжений или большим потерям мощности, то LM358 хороший выбор.

Какие характеристики LM358 принесли ему такую ​​популярность:

• низкие затраты;
• отсутствие дополнительных компенсационных цепей;
• одинарное или двойное питание;
• широкий диапазон питающих напряжений от 3 до 32 В;
• Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс;
• Потребляемый ток: 0,7 мА;
• Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.

LM358 схема включения: преобразователь ток — напряжение

А нужна эта схема для преобразования малых токов в напряжение.

Uут = I * R1, В = А * Ом.

Например, при R1 = 1 МОм ток через 1 мкА становится напряжением 1 В на выходе DA1.

Принцип работы

Чтобы продемонстрировать, как работает быстрый компаратор с гистерезисом, нам нужно взять схему с двумя выходами.

Фото — схема компаратора

Схема переключателя, с помощью которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Подавая аналоговый сигнал на вход +, называемый «неинвертированным», и на выход, называемый «инвертированным», устройство использует два одинаковых сигнала противоположной полярности. В этом случае, если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, на выходе будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, который должен быть включен. Но если на входе отрицательный уровень, то сигнал будет равен «0», за счет этого коллектор закрыт.

Почти всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы логических схем, работает по уровню определенного источника питания. Это своего рода переходный элемент между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип работы позволяет не задавать безопасность или неопределенность выходных сигналов, так как компаратор всегда имеет некоторый захват петли гистерезиса (независимо от уровня) или конечного коэффициента усиления.

Программирование и компаратор

Компаратор используется не только как часть схемы ШИМ и так далее, он часто используется для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-сборок.

1. Для работы нужна специальная программа Maven. Сначала необходимо создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создайте новый проект, выберите в структуре два компонента: компаратор и pojo. Доступность проверяется с помощью инструмента JUnit 4.11;
2. Установите pom.xml и создайте новый файл. Перерывы в процессе недопустимы, поэтому очень важно экономить на каждом шагу. После этого выполняется создание и настройка POJO, где указываются необходимые настройки. Опции зависят от требований конкретной библиотеки. Это может быть дата рождения, общие сведения о месте жительства и так далее;
3. И только после создания компаратора. Это класс, используемый для проверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование этого класса необходимо, если вам нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Это обеспечивает защиту данных и их классификацию по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена устройства варьируется в зависимости от назначения и количества каналов.

Для управления электронными схемами используются различные устройства, помогающие настраивать и разветвлять сигналы. Компаратор с однополярным питанием часто используется для сравнения двух разных импульсов.

Технические характеристики

Ниже приведены рабочие пределы для диапазона температуры окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики при температуре окружающей среды TA = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне температур окружающей среды, если не указано иное:

Восприимчивость устройства к повреждению электростатическим разрядом (ЭСР):

Это устройство также имеет тепловые свойства:

Разновидности компараторов

Большинство компараторов основаны на схемах операционных усилителей, окруженных цепью положительной обратной связи. Благодаря большому коэффициенту усиления удается добиться чистой передаточной функции каскада.

Характеристика операционного усилителя в определенном диапазоне линейна. График симметричен относительно нуля. При определенном значении Uпредел происходит насыщение и дальнейшее увеличение выходного напряжения не происходит. Это наблюдается как в положительном диапазоне входных значений, так и в отрицательном. Описанное свойство используется для построения компараторов.

Операционный усилитель охвачен положительной связью, при этом его коэффициент передачи обратно пропорционален коэффициенту усиления операционного усилителя, формула стремится к бесконечности. От указанного параметра зависит крутизна графика, он становится вертикальным. Что требуется на практике для сравнения напряжений.

По ссылке разрешено любое значение. Например, можно реализовать схему напряжения перехода через нуль. Но в составе аналого-цифрового преобразователя измеряемое значение в пределах интервала считается постоянным, опорное напряжение увеличивается до тех пор, пока не сравняется. И в этот момент генерируется случайный импульс.

Пороговый компаратор

Компаратор порогового напряжения — упоминается в литературе. Его передаточная характеристика однозначна — когда разность на входах операционного усилителя становится равной нулю, на выходе возникает отклик. Обратное движение по передаточной характеристике происходит по тому же пути.

Он организован, как описано выше: операционный усилитель зациклен в контуре обратной связи для крутой и чистой передаточной характеристики. Но остается небольшая ошибка. Опорное напряжение обычно подается на неинвертирующий вход.

Гистерезисный компаратор

Компаратор с гистерезисом получил свое название, потому что коэффициент усиления контура обратной связи изменяется по модулю и по знаку. В результате получается семейство передаточных характеристик, позволяющее создать компаратор, который включается по одному значению напряжения, а выключается по другому.

Устройство полезно при наличии высокочастотных помех на линии. А когда значение меняется много раз за заданный интервал измерения, обычный компаратор напряжения легко промахнется. При этом гистерезис будет корректно оценивать до шума и сохранять выходной сигнал до тех пор, пока исследуемый процесс близок к эталону.

Любой реальный компаратор считается гистерезисным из-за наличия ошибки, в частности некоторые типы имеют расширенный цикл из-за описанных нюансов. Ярко выраженная прямоугольная характеристика характерна для триггера Шмитта. Его передаточная функция гистерезиса может быть использована для построения компаратора. Из-за наличия положительной обратной связи характеристика триггера Шмитта имеет заметную крутизну.

Уже для аналоговых схем порог чувствительности достигал 5-10 мВ, чего в большинстве случаев достаточно. Поскольку время отклика триггера Шмитта сокращается до 0,1 мкс, появляется возможность оценивать сигналы с частотой в сотни кГц (намного выше ультразвука). Триггер, показанный на рисунке, характеризуется большим температурным дрейфом и малым диапазоном измерения.

Из-за своей простоты популярны сбалансированные регенеративные схемы с диодами. Обратная связь здесь осуществляется через трансформатор. Используя среднюю рабочую точку, становится возможным одновременно создавать как положительную, так и отрицательную обратную связь. К катодам диодов (n-область, в области, в которой проведена перпендикулярная линия) приложены сравнимые напряжения. Рабочая точка транзистора выбирается в начале ВАХ, ток базы рассчитывается так, чтобы не происходило насыщения.

Конденсатор выполняет гальваническую развязку базы и входной цепи. Если диод D1 заперт, а D2 открыт, работает отрицательная обратная связь. В результате генерация не происходит. В противном случае блокирующий генератор выдает первый импульс. Положительный фронт указывает на то, что эталон достиг расчетного значения. Чувствительность симметричной регенеративной схемы может достигать 1 мВ.

Туннельные диодные компараторы хороши своими небольшими размерами, отличным быстродействием, низким уровнем шума, низкими порогами мощности переключения. Механическая прочность и сопротивление полупроводников хорошо известны. Туннельные диоды считаются редкими устройствами, не боящимися излучения, что делает их популярными в специальных приложениях. Кроме того, сопротивление таких компараторов крайне мало, что снижает чувствительность.

В характеристике туннельного диода присутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что позволяет реализовать нужную передаточную функцию. Очевидным недостатком схемы является низкая точность. Вольт-амперная характеристика туннельного диода слишком плоская. Но с точки зрения простоты этот компаратор не может сравниться ни с каким другим типом устройства. Это еще нельзя назвать гистерезисом; для достижения такого типа характеристик требуется как минимум два туннельных диода.

Самый простой компаратор

Используя два туннельных диода, нетрудно построить простой компаратор, включив их в сдвоенную схему. Элементы предполагаются идентичными. Передаточная характеристика системы сильно зависит от напряжения питания цепи. Свойства легко изменяются, что обеспечивает большую гибкость применения. Чувствительность измеряется по току, и экспериментально полученные значения находятся в пределах 8 мкА на тактовой частоте 200 МГц, 3 мкА на 50 МГц.

Деление по принципу действия

Помимо рассмотренных выше чисто функциональных функций, компараторы делятся по принципу работы:

1. Регенеративный.
2. Генератор.
3. Амплитудный пульс.
4. Модулирующий.

Мы говорим здесь о выходных сигналах, генерируемых устройствами. В работе компаратора напряжения различают два процесса: сравнение значений и формирование выходного сигнала. Статическая ошибка возникает только по двум причинам:

1. Звуки.
2. Температурная эксплуатация и старение.

Электрические параметры

Данные действительны при температуре воздуха 25°C.

Параметр	Символ	Мой.	Тип.	Максимум.	Единица обр.
Разность входных напряжений смещения Vcc = 5…30 В, TA = 25°C	ВИО	2	7	мВ
Средний температурный коэффициент VIO, при TA = Thigh…Tlow	∆VIO/∆T	7	МкВ/°С
Разница входного тока смещения	ИИО	5	50	в настоящее время
Входящий поток смешения	МИБ	-45	-250	в настоящее время
Средний температурный коэффициент IIO	∆IO/∆T	10	пА/°С
Максимальное значение входного синфазного напряжения при напряжении питания 30 В	ВИКР	28,3	В
Дифференциальное входное напряжение	ПРОТИВ	ВКК	В
Усиление большого сигнала без обратной связи	АВОЛ	25	100	В/мВ
Коэффициент разделения каналов 1,0 кГц ≤ f ≤ 20 кГц	КС	-120	дБ
Коэффициент подавления синфазного сигнала	CMR	65	70	дБ
Шумоподавление в силовой цепи	ПСР	65	100	дБ
верхний предел выходного напряжения VCC = 5,0 В	VOH	3.3	3,5	В
VCC=30В	27	28
Нижний предел выходного напряжения VCC = 5,0 В	ОБЪЕМ	5	20	мВ
Выходной ток — нагрузка на землю VCC = 15 В	Ио +	20	40	—	мА
Выходной ток — нагрузка на плюс к питанию
VCC = 15 В	10	20	мА
VO = 200 мВ	12	50	МкА
Ток замыкания на землю	ИСК	40	60	мА
Энергопотребление ИС	мА
VCC=30В	1,5	3
ВКК=5В	0,7	1,2

 

Предельно допустимые значения

Данные в таблице действительны при температуре воздуха 25°C.

Напряжение питания			В пост тока
просто	ВКК	32
отдельный	ВКК, ВЭЭ	±16
Диапазон входного дифференциального напряжения	ПРОТИВ	±32	В пост тока
Диапазон входного синфазного напряжения	ВИКР	-0,3…+32	В пост тока
Длительность короткого замыкания на выходе	tSC	непрерывный
Температура кристалла	ТиДжей	150	°С
Термическое сопротивление кристалл-воздух	РθДА		С/В
Чемодан 846А	238
Дело 751	212
Дело 626	161
Диапазон температур хранения	ЦТГ	-65…+150	°С
Диапазон температуры окружающей среды во время работы	ПАЛЕЦ	0…+70	°С

AVR-STM-C++: Усилитель звука на lm358

Мне пришла в голову идея собрать усилитель для наушников на lm358. Идея была вызвана тем, что мне срочно понадобился прибор для проверки операционных усилителей, а так как в данный момент у меня нет осциллографа, то я решил собрать такой прибор своими руками. Unch на lm358 будет работать как блок, так как именно этот ОУ мне нужно проверить.

Для начала посмотрим на характеристики LM358. Для этого найдем даташит на этот ОУ и учтем эту таблицу.

Из таблицы мы видим, с каким напряжением может работать lm358, это от 3 вольт до 30 при однополярном питании. Мой выбор пал на 5 вольт, так как это напряжение можно взять откуда угодно — хоть с USB-порта, хоть с повербанка. Далее нужно определиться со схемой, это будет классическая схема ОУ с отрицательной обратной связью. Берем за основу схему из техпаспорта и немного ее модифицируем.

Резисторы RG и RF отвечают за глубину обратной связи, регулируя коэффициент усиления. Резистор RIN ограничивает входной сигнал. Мы ставим перед RIN конденсатор, чтобы отсекать постоянный ток, а RG можно сделать переменным для управления громкостью. По питанию обязательно поставим электролитический конденсатор во избежание кратковременных перепадов напряжения питания.

После сборки тестового образца звук был настолько ужасен, что схему пришлось существенно переделывать. В результате пришлось немного отклониться от примера в даташите. Путем расчетов, а также проб и ошибок сформировалось такое расположение. Получился полноценный усилитель, который я нагрузил не наушниками, а 15-ваттными динамиками с сопротивлением 4 Ома. Конечно усилитель такой мощности не выдаст, просто эти динамики были в наличии.

Схема усилителя на LM358

Давайте рассмотрим эту схему по порядку, что и зачем она стоит. Начнем с конденсаторов C1 и C2. Изначально планировалось установить керамические конденсаторы небольшой емкости, но практика показала, что лучше всего подходят конденсаторы большой емкости. Сначала я установил его на 1 мФ неполярным, и это вызвало огромные искажения, когда я попытался отправить сигнал вне конденсатора, искажения исчезли. Пробовал разные конденсаторы, в итоге электролитические конденсаторы, которые купил для материнки, звучат лучше всего. Возможно дело в ESR или в коэффициенте гармоник, который напрямую зависит от качества конденсаторов, а эти просто оказались более качественными, чем остальные имеющиеся. К сожалению, измерить ESR или содержание гармоник невозможно из-за отсутствия подходящего измерительного оборудования.

Резисторы R1 и R2 номиналом 22 Ом установлены для компенсации высокого входного сопротивления микросхемы, выбор номинала обусловлен сопротивлением наушников, а не к которым подключен этот усилитель.

Резисторы R3, R4, R5 и R6 образуют отрицательную обратную связь. Изменяя номиналы резисторов R3 и R4 можно регулировать громкость, поэтому вместо них можно вставить один переменный сдвоенный резистор. Я предпочел установить постоянную и отрегулировать громкость телефона, к которому я подключил этот усилитель.

В качестве фильтров выступают конденсаторы С3 и С4 емкостью 0,47 мкФ, без них очень сильные искажения на высоких частотах. Это электролитические конденсаторы китайского производства и я подозреваю, что именно из-за их качества (ESR и высокое содержание гармоник) они делают звук лучше. Это как раз тот случай, когда некачественные детали улучшают схему. Хотя могу ошибаться и они действуют только как фильтр.

Если поставить параллельно R5 и С3 переменный резистор номиналом 10-50 кОм и конденсатор 47 нанофарад, можно получить ФВЧ. Вы получаете усилитель с регулировкой баса, но для этого нужно внести такие же изменения в другой канал.

Перейдем к конденсаторам С5 и С6. Они отфильтровывают постоянный ток на выходе усилителя, и с ними та же ситуация, что и с конденсаторами на входе. Те, что предназначены для установки, я устанавливал на материнскую плату компьютера, с другими искажения нарастают достаточно легко. И это даже с учетом того, что эти электролиты я купил лет 7-10 назад и их свойства должны были ухудшиться за время хранения.

Резисторы R7 и R8 компенсируют низкое сопротивление нагрузки, без них очень сильные искажения. Выставил номинал 22 Ом по примеру тех же наушников.

В нагрузку работают советские колонки по 15 ватт — что было в наличии. Звук вполне приличный, на максимальной громкости в телефоне есть искажения, но уже процентов на 70-80 их нет. Вместо колонок можно смело подключать наушники, только изменить номинал выходных резисторов, например, на 5-10 Ом. Хотя можно и не менять, чтобы не спалить наушники или самому не оглохнуть.

Чип LM358P производства Китай, заказывал с Али. Усилитель собран на макетной плате, вот что в итоге получилось.

На схеме не указан конденсатор, который я поставил между плюсом и минусом на блоке питания, это электролит на 470 мкФ. Питался этот аппарат от обычного телефонного зарядника 5 В 750 мА, замеры показали, что падения напряжения не было, а потребление тока было совсем смехотворным — 10-15 мА. Учитывая, что на входе и выходе в схеме стоят конденсаторы на 10 вольт, я все же рискнул использовать питание 12 вольт, чтобы посмотреть, как меняется звук. Усилитель выдержал это испытание более чем достойно, немного увеличив громкость звука и при этом не внося в звук искажений. Потребляемый ток увеличился до 20 мА.

В заключение, если вам нужен испытательный стенд для операционных усилителей, то этот аудиоусилитель с одним источником питания — хороший выбор. Учитывая, что схема собрана на макетной плате, для тестирования большого количества LM358 мы просто вытаскиваем одну микросхему и ставим на ее место другую. Если делать все на печатной плате, то нужно установить дип-панель, чтобы проще было заменять микросхемы. Что касается сложности, то даже ребенок сможет собрать его своими руками на коленке за 20 минут с необходимыми деталями.

Корпуса и распиновка

• Выход — выход.
• Входы — вход.
• VCC — «+» питания.
• VEE/Gnd — «-» минус питание/земля.
• Сверху — вид сверху.

Схемы подключения

Ниже приведены некоторые простые схемы включения lm358, которые могут пригодиться. Все предварительные, поэтому обязательно протестируйте все перед развертыванием в производственной среде.

Схема мощного неинвертирующего усилителя.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема дифференциального усилителя.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

 Критерий отключения

Итак, текущий режим выбран, следующий и самый сложный шаг — выбор критерия отключения зарядки. Обычно используются: • отключение по таймеру, • при достижении порогового напряжения, • при незначительном падении напряжения при полной зарядке, • при температуре аккумулятора.
Проблема в том, что в одних случаях реализация сложна, в других ненадежна. Приемлемая альтернатива — пороговое напряжение, но если хотя бы один элемент неисправен, напряжение никогда не достигнет порогового уровня. Поэтому рекомендую проверять напряжение конкретного аккумулятора при первой его зарядке. В литературе написано, что напряжение для полного заряда на элемент составляет 1,45-1,48 В.

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

Компаратор с гистерезисом

Предположим, что потенциал на инвертирующем входе неуклонно возрастает. Когда он достигнет уровня немного выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора появится высокий логический уровень. Если затем входной потенциал начнет медленно уменьшаться, выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref — Vl). В этом примере разница между (Vh — Vref) и (Vref — Vl) будет значением гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Генератор моста Вина представляет собой тип электронного генератора, который генерирует синусоидальные волны. Он может генерировать широкий диапазон частот. Генератор основан на мостовой схеме, первоначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Классический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор также можно рассматривать как прямой усилитель в сочетании с полосовым фильтром, обеспечивающим положительную обратную связь.

Паяльная станция 2 в 1 с LCD дисплеем

Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток воздуха…

Более

Дифференциальный усилитель на LM358

Целью этой схемы является усиление разницы между двумя входными сигналами, каждый из которых умножается на некоторую постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — известная электрическая схема, используемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов на входах. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а строго зависит от их разности.

Функциональный генератор

Этот функциональный генератор генерирует сигналы треугольной и прямоугольной формы.

LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

Микросхема LM358, как написано в техпаспорте, является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств очень проста, в случаях, когда нет жестких требований к быстродействию, потерям тока и нестандартному напряжению питания. Низкая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования всего диапазона стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкое энергопотребление делают его кандидатом номер один для электронных проектов с операционными усилителями.

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух операционных усилителей, каждый из которых имеет 4 выхода, которые имеют свое назначение. Всего 8 контактов. Выпускаются в нескольких вариантах исполнения корпусов, для объемного DIP и поверхностного монтажа на платах SO. Их также можно найти в продвинутых пакетах SOIC, VSSOP, TSSOP.

Назначение разъемов для всех типов корпуса одинаковое: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 — выходы, 4 — минус источника питания, 8 — плюс источника питания.

Технические характеристики

Ниже приведены рабочие пределы для диапазона температуры окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики при температуре окружающей среды TA = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне температур окружающей среды, если не указано иное:

Восприимчивость устройства к повреждению электростатическим разрядом (ЭСР):

Это устройство также имеет тепловые свойства:

Схемы подключения

Ниже приведены некоторые простые схемы включения lm358, которые могут пригодиться. Все предварительные, поэтому обязательно протестируйте все перед развертыванием в производственной среде.

Схема мощного неинвертирующего усилителя.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема дифференциального усилителя.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы, где указаны идентичные характеристики. К ним относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти ИС немного отличаются от описанной своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для его замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904 аналоги отечественного 354. : КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

На замену может подойти и аналог по электрическим параметрам, но с четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Маркировка

Префикс LM был впервые использован в общей маркировке компанией National Semiconductor. Цифры «358» — это ее порядковый номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс «LM» является кодом производителя Texas Instruments, но, несмотря на это, другие производители также используют этот код при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства фирм-производителей символы «-N», «-P» обозначают пластиковые корпуса ПДИП.

В технических описаниях встречаются следующие типы: LM358A, LM358B, LM358BA. Это указывает на версию следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микропакетах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

• устройства типа «проблесковый маячок»;
• блоки питания и зарядные устройства;
• схемы управления двигателем;
• системная плата;
• сплит-системы для внутреннего и наружного применения;
• бытовая техника: посудомоечные, стиральные машины, холодильники;
• различные типы инверторов;
• бесперебойный источник питания;
• контроль и т.д.

Производители обычно указывают возможности использования микросхемы в технических описаниях своих устройств.

DataSheet на LM358

Инструменты Техаса; СТМикроэлектроника.

shematok.ru

 

Особенности

• Широкий диапазон напряжения питания

— Один источник питания: от 3 В до 32 В (26 В для LM2904)

— Биполярное питание: от ±1,5 В до ±16 В (±13 В для LM2904)

• Минимальная потребляемая мощность вне зависимости от напряжения питания:
• Однократное усиление по всей полосе пропускания: 0,7 МГц
• Низкий входной ток смещения и параметры смещения

— Входное напряжение компенсации смещения нуля: 3 мВ

Для версии с буквой А: 2 мВ

— Входной ток смещения нуля: 2 нА

— Входной ток смещения: 20 нА

Для версии с буквой A: 15 нА

• Диапазон дифференциального входного напряжения равен максимальному номинальному напряжению питания: 32 В (26 В для LM2904)
• коэффициент усиления по дифференциальному напряжению холостого хода: 100 дБ
• Внутренняя частотная компенсация
• Все продукты соответствуют MIL-PRF-38535

Импортные и отечественные аналоги

LM358 очень популярен в промышленной и бытовой электронике. Он активно используется в различных устройствах сравнения и генерации, активных фильтрах, усилителях различного назначения. Неудивительно, что многие производители электронных компонентов включили аналоги LM358 или близкие к нему микросхемы в параметры номенклатуры изделий.

В таблице ниже перечислены элементы, которые могут заменить LM358. По корпусу и распиновке они идентичны LM358. А вот что касается электрических параметров, то они могут незначительно (в допустимых пределах) отличаться от оригинала.

Перед установкой сменных элементов рекомендуется свериться с паспортом производителя.

Импортировано	GL358, NE532, OP295, OP290, OP221, OPA2237, TA75358P, UPC1251C, UPC358C
Одомашненный	КР1040УД1, КР1053УД2, КР1401УД5

Описание выводов

Микросхема выполнена в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4,
используются как двухполярные и однополярные токовые выходы в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

Схема операционного усилителя имеет 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусмотреть дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема популярна и используется в бытовых приборах, работающих в нормальных условиях, и в специальных при высоких или низких температурах окружающей среды, повышенной влажности и других неблагоприятных факторах. Для этого элемент интеграции доступен в различных корпусах.

Регулировка коэффициента усиления

В предыдущей конструкции есть недостаток — нет возможности регулировать усиление. Причина в сложности реализации, ведь приходится использовать два переменных резистора одновременно. Но если вдруг возникнет необходимость подрегулировать коэффициент, можно воспользоваться конструктивной схемой из трех операционных усилителей:

Здесь регулировка происходит с помощью переменного резистора R2. Необходимо учесть, что выполняются следующие равенства:

1. Р3=Р1.
2. Р4=Р5=Р6=Р7.

В этом случае k=(1+2*R1/R2).

Выходное напряжение усилителя U(out)=(1+2*R1/R2)*(Uin1-Uin2).

Расположение выводов и их функции

Распиновка корпусов D, DGK, P, PS, PW, JG, 8-pin SOIC, VSSOP, PDIP, SO, TSSOP, CDIP (сверху)

Корпус FK 20-Pin LCCC (вид сверху)

NC — внутренне неиспользуемые контакты
Закрепить задачу

Вывод	Ввод/вывод	Описание
Обозначение	LCCC.	SOIC, SSOP, CDIP, PDIP SO, TSSOP, CFP NO.
1IN-	5	2	Я	Инвертирующий вход
1 дюйм+	7	3	Я	Неинвертирующий вход
1 выход	2	один	О	Выход
2IN-	пятнадцать	6	Я	Инвертирующий вход
2 дюйма+	12	5	Я	Неинвертирующий вход
2 выхода	17	7	О	Выход
ЗАЗЕМЛЕНИЕ	10	четыре	—	Земля
Северная Каролина	один	—	—	Не подключен
3
четыре
6
восемь
9
одиннадцать
1. 3
четырнадцать
16
18
19
ВКК	—	восемь	—	Напряжение питания
ВКК+	20	—	—	Напряжение питания

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы, где указаны идентичные характеристики. К ним относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти ИС немного отличаются от описанной своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для его замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904 аналоги отечественного 354. : КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

На замену может подойти и аналог по электрическим параметрам, но с четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

В каких корпусах выпускаются микросхемы

Крышка может быть либо DIP8 — обозначение LM358N, либо SO8 — LM358D. Первый предназначен для осуществления объемного монтажа, второй – для поверхностного монтажа. Свойства элемента не зависят от типа корпуса — они всегда одинаковы. Но есть много аналогов микросхемы, у которых параметры немного другие. Всегда есть плюсы и минусы. Обычно, если элемент имеет большой диапазон рабочих напряжений, например, страдают некоторые другие свойства.

Бывает и керамический металлический корпус, но такие микросхемы используются, если предполагается эксплуатация устройства в тяжелых условиях. В радиолюбительской практике удобнее всего использовать микросхемы в корпусах для поверхностного монтажа. Они очень хорошо паяются, что немаловажно при работе. Ведь гораздо удобнее работать с элементами, имеющими более длинные ножки.

Маркировка

Префикс LM был впервые использован в общей маркировке компанией National Semiconductor. Цифры «358» — это ее порядковый номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс «LM» является кодом производителя Texas Instruments, но, несмотря на это, другие производители также используют этот код при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства фирм-производителей символы «-N», «-P» обозначают пластиковые корпуса ПДИП.

В технических описаниях встречаются следующие типы: LM358A, LM358B, LM358BA. Это указывает на версию следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микропакетах TSOT и WSON.

Внутренняя принципиальная схема одного канала ИМС LM358

LM358 представляет собой двойной операционный усилитель, каждый из которых имеет два каскада усиления и схемы частотной компенсации. Входные сигналы поступают на дифференциальный блок на транзисторах Q20 и Q18. Роль согласующих элементов играют буферные транзисторы Q21 и Q17, обеспечивающие высокое входное сопротивление. Кроме того, сигнал напряжения усиливается транзисторами Q3 и Q4 на дифференциальный несимметричный преобразователь, включенный по схеме с общей базой.

Второй каскад основан на стандартном усилительном каскаде с токовой нагрузкой.

Схемотехнические решения (эмиттерные повторители и др.) выводят транзисторы в зону активной работы, обеспечивая тем самым низкий температурный коэффициент. В результате операционные усилители хорошо работают с точки зрения подавления шума от температуры и мощности.

Схема неинвертирующего усилителя

Описание схемы:

1. Сигнал подается на положительный вход.
2. К выходу операционного усилителя подключены два последовательно соединенных постоянных резистора R2 и R1.
3. Второй резистор подключен к общему проводу.
4. Точка соединения резисторов подключается к отрицательному входу.

Для расчета прибыли нужно использовать простую формулу: k=1+R2/R1.

Если есть данные о величине сопротивления, входного напряжения, то легко вычислить выходное: U(вых)=U(вх)*(1+R2/R1). При использовании микросхемы LM358 и резисторов R1=10 кОм и R2=1 МОм коэффициент усиления составит 101.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет регулировать коэффициент усиления, так как требует одновременной замены двух резисторов. Если вам нужно иметь возможность регулировать коэффициент усиления в дифференциальном усилителе, то можно использовать схему на трех операционных усилителях. В этой схеме регулировка усиления осуществляется подстройкой резистора R2. Для этой схемы необходимо соблюдать условия равенства номиналов сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7. Тогда выигрыш будет равен: (1+2*R1/R2). Uвх = (1+2*R1/R2) (Uвх1 — Uвх2).

Способы питания

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, самый простой вариант индикатора сети на светодиоде. Используется в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

Светодиод (HL) можно выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть примерно следующими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА — 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не менее 100 кОм, но не более 150 кОм, иначе уменьшится яркость индикатора. Такое устройство можно сделать самостоятельно в навесном виде, даже без использования печатной платы.