運(yùn)算放大器的骨干是集成電路LM358和OPA2182，它們在市場上有售。兩者都具有獨(dú)特的功能，并且它們的使用是根據(jù)每個應(yīng)用程序的需求量身定制的。讓我們看看Datasheets.com如何支持設(shè)計人員開發(fā)、控制和模擬這兩個關(guān)鍵電子元件。

介紹

設(shè)計人員可以使用市場上數(shù)以百萬計的運(yùn)算放大器。有幾種不同的品種，每種都有自己的電壓、引腳數(shù)和內(nèi)置放大器、速度和帶寬。有幾家公司提供各種類型的運(yùn)算放大器，對于大多數(shù)項(xiàng)目，使用可以簡單地替換為另一種的操作模型就足夠了。

LM358運(yùn)算放大器

在 Datasheets.com 上的“零件搜索”選項(xiàng)中簡單搜索字符串“LM358”可提供大量結(jié)果。但是，通過指定制造商名稱、RoHS 參數(shù)、組件活動狀態(tài)和類別，您可以稍微減少生成的條目數(shù)。通過滾動結(jié)果列表很容易發(fā)現(xiàn) THD 和 DIP 模型。例如，單擊代碼 LM358N/NOPB（參見圖 1）。最重要的是查看制造商的官方數(shù)據(jù)表，它是組件的關(guān)鍵文件，指定了組件的所有操作特性、最重要的應(yīng)用以及所有測試和測量的圖表。 運(yùn)算放大器 LM358 被描述為具有兩個內(nèi)置的頻率調(diào)整高增益放大器。最耐人尋味的特點(diǎn)是能夠提供廣泛的電源，所有這些電源都是單一的，即質(zhì)量為正。換句話說，不需要具有正負(fù)電壓的雙電源。這使得接線圖更容易閱讀和理解。

圖 1：在 Datasheets.com 上搜索運(yùn)行的 LM358

以下是您要關(guān)注的組件的主要特征：

單位增益的內(nèi)部頻率補(bǔ)償

大直流電壓增益：100 dB（相當(dāng)于1萬億理論倍）

寬帶寬（單位增益）：1 MHz

寬功率范圍：單電源 — 3 V 至 32 V；雙電源 — ±1.5 V 至 ±16 V

存在兩個內(nèi)部補(bǔ)償運(yùn)算放大器

LM358-N 提供以下封裝：

各種運(yùn)算放大器端子具有以下功能：

引腳 1：輸出，通道 A

引腳 2：反相輸入，通道 A

引腳 3：同相輸入，通道 A

引腳 4：單電源配置的接地，雙電源配置的負(fù)電源

引腳 5：輸出，通道 B

引腳 6：反相輸入，通道 B

引腳 7：同相輸入，通道 B

引腳 8：正電源

一個簡單的高增益前置放大器

使用 LM358 運(yùn)算放大器，我們可以創(chuàng)建高增益前置放大器的接線圖。通過將組件從圖 2 的接線圖拖放到它上來創(chuàng)建一個新項(xiàng)目。項(xiàng)目中的運(yùn)算放大器放大了駐極體麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號。前置放大器可以多次提升音頻流，使用起來非常簡單。值得注意的是，LM358 操作 SPICE 模型作為外部組件插入到適當(dāng)?shù)牟糠帧＿@些模型可以作為文本在網(wǎng)絡(luò)上輕松訪問，可以復(fù)制并粘貼到適當(dāng)?shù)淖侄沃小Ｓ脩舯仨毚_保圖中的端子順序與 SPICE 模型中的連接順序完全一致，如下圖接線圖所示，才能使模型正常工作。SPICE 模型的摘錄如下所示：

*——————————————

* 連接： 同相輸入

* | 反相輸入

* | | 正電源

* | | | 負(fù)電源

* | | | | 輸出

* | | | | |

。 subckt LM358 1 2 3 4 5

*

c1 11 12 2.887E-12

c2 6 7 30.00E-12

直流 5 53 天

德 54 5 天

dlp 90 91 dx

q1 11 2 13

r2 6 9 100.0E3

rc1 4 11 5.305E3

re1 13 10 1.845E3

re2 14 10 1.845E3

羅 1 8 5 50

羅2 7 99 25

rp 3 4 9.082E3

VB 9 0 直流 0

。 型號 dx D（Is= 800.0E-18 Rs =1）

。 型號 dy D（Is= 800.00E-18 Rs=1m Cjo= 10p）

。 型號 qx PNP（Is=800.0E-18 Bf= 166.7）

。 結(jié)束

圖2：LM358前置放大器的接線圖和正確的管腳順序

現(xiàn)在可以執(zhí)行仿真以確保前置放大器正常工作。為此，請執(zhí)行以下步驟：

單擊“探針”選項(xiàng)卡。

點(diǎn)擊輸入信號線。一個新的探針被添加到列表中，帶有它的標(biāo)簽；例如，V （Net1005）。

點(diǎn)擊輸出信號線。一個新的探針被添加到列表中，帶有它的標(biāo)簽；例如，V （Net1008）。

單擊“運(yùn)行”按鈕。

僅選擇“瞬態(tài)響應(yīng)”模擬，具有以下時間參數(shù)：

開始時間：0 停止

時間：3毫秒

時間步長：1 μs

最大步長：10 μs

最后，按下“運(yùn)行”按鈕。

經(jīng)過片刻的遠(yuǎn)程處理后，系統(tǒng)會顯示與信號輸入和輸出相關(guān)的波形圖。有大約 30 倍的大放大，對應(yīng)于操作的極化電阻 R4 和 R3 的比率，記住它的增益，在這種配置中，等于：

公式的負(fù)號確認(rèn)輸出信號的相位反轉(zhuǎn)。

圖 3：LM358 前置放大器中信號輸入和輸出節(jié)點(diǎn)的仿真圖

以下是使用的電子元件列表。正弦波發(fā)生器是任何類型的麥克風(fēng)。

U1：運(yùn)放LM358

R1：10K電阻

R2：10K電阻

R3：1K電阻

R4：33K電阻

R5：10K電阻

C1：1μF 電容器

C2：1μF 電容器

OPA2182 運(yùn)算放大器

它是一款高精度、超低噪聲、快速建立、零漂移運(yùn)算放大器，可提供軌到軌輸出功能和操作（參見圖 4 中的模型）。這些特性，再加上只有 0.45 μV 的偏移和 0.003 μV/?C 的熱漂移，使運(yùn)算放大器成為采集、電池測試、模擬輸入模塊、秤和任何其他需要直流電、精度、和低噪音。該集成電路允許在運(yùn)輸、組裝和操作期間提供可靠的 ESD 保護(hù)。從廣義上講，這里是您需要關(guān)注的主要特征：

超高精度：

零漂移：0.003 μV/?C

超低失調(diào)電壓：4 μV（最大值）

出色的直流精度：

CMRR：168分貝

開環(huán)增益：170 dB

低噪聲：

1 kHz 時的 En：5.7 nV/√Hz

1Hz 至 10Hz 噪聲：0.12μVPP

出色的動態(tài)性能：

增益帶寬：5 MHz

壓擺率：10 V / μs

快速建立：10V 階躍，0.01% 在 1.7μs

堅固的設(shè)計：

多路復(fù)用器友好型輸入 RFI

EMI 濾波輸入

寬電源：±2.25 V 至 ±18 V、4.5 V 至 36 V

靜態(tài)電流：0.85 mA

軌到軌輸出

輸入包括負(fù)軌

可操作 OPA2182 采用以下封裝：

圖 4：OPA2182 運(yùn)算放大器

運(yùn)算放大器 LM358 和OPA2182的比較

比較本文中研究的兩個運(yùn)算放大器的能力現(xiàn)在對設(shè)計人員非常有益。如之前的文章所述，該站點(diǎn)允許您比較兩個或三個組件，顯示許多質(zhì)量并允許您比較各種標(biāo)準(zhǔn)。在組件搜索行中寫入以下字符串：

OPA2182ID LM358N/NOPB

選擇這兩個組件（如圖 5 所示），然后單擊“比較”按鈕。系統(tǒng)會創(chuàng)建一個比較表，其中包含所討論的兩個組件之間的質(zhì)量和差異。下面的示例是比較數(shù)據(jù)的一小部分，它強(qiáng)調(diào)了設(shè)備比較過程的相關(guān)性。

圖 5：Datasheets.com 平臺允許您輕松比較兩個或三個電子元件。

設(shè)計人員不需要使用軟件，因?yàn)?Datasheets.com 處理所有設(shè)計、組件研究、原理圖繪制和仿真活動，使其成為工程師有效且有價值的工具。

審核編輯：郭婷