LM358基础上的多种外部电路构建

文章目录

  • 前言
  • 一、电压跟随器
  • 二、电压比较器
  • 滞回比较器(施密特触发器)

  • 四、差分放大电路
  • 总结

  • 前言

    本文主要学习LM358的几种外围电路设计,希望能帮助大家更进一步的了解和使用LM358


    一、电压跟随器

    1、笔者这里用LM358的A通道简易搭建了一个电压跟随器电路

    LM358的输出端电压范围为:0 – (VCC-1.5)V,这里VCC为芯片供电电压,图中为VDC3

    根据虚断:V+ = VDC4 = 3.3V

    根据虚短:V- = V+ = 3.3V

    所以Vout = (V-) – I*R5,因为电压跟随器具有高输入阻抗的特性,所以电流I特别小可忽略不计,

     Vout = (V-) = 3.3V

    图中R5作为阻抗匹配的作用,一般和电压源内阻阻值一样,用于提高精度;R4为限流电阻

    当芯片供电电压为12V时

    根据上图仿真可知,Vout满足 0 – (VCC-1.5)V这个范围

    二、电压比较器

    当V+大于V-时,Vout输出高电平,约为(VCC-1.5)V

    当V+小于V-时,Vout输出低电平

     

    三、滞回比较器(施密特触发器)

    为系统增加滞回控制,可以让系统对于微小变化不那么敏感,增强系统的抗干扰能力。

            当LM358负相输入端U^{-} 小于正向输入端电压U^{+}=Vref 时,输出端Uo = (5 – 1.5)V,此时LM358负相输入端U^{-} 逐渐增大且微大于正向输入端电压U^{+} 时,输出端Uo = 0V,此时通过1MΩ电阻形成的正反馈回路使得U^{+}被拉低,这时候若U^{-}有微小的波动,由于U^{+}被瞬间拉低,所以U^{-}还是大于U^{+},因此输出端Uo还是为0V。

            当LM358负相输入端U^{-} 大于正向输入端电压U^{+}=Vref 时,输出端Uo = 0V, 此时LM358负相输入端U^{-} 逐渐减小且微小于正向输入端电压U^{+} 时,输出端Uo =(5 – 1.5)V,此时通过1MΩ电阻形成的正反馈回路使得U^{+}被拉高,这时候若U^{-}有微小的波动,由于U^{+}被瞬间拉高,所以U^{-}还是小于U^{+},因此输出端Uo还是为(5 – 1.5)V。

             通过以上分析,我们可以发现,加入正反馈回路的比较器具有施密特特性,因此滞回比较器也叫施密特触发器,其具有很强的抗干扰性,能过滤掉一些微小波动造成的影响。

    四、差分放大电路

    差分放大一般用于电流检测,通过采集采样电阻两端的微弱电压值,再进差分放放大后得到可观的电压值,如果对电流采集精度要求不高的话可以采样此方法。下图为电流采集电路的一种实现方法,这里差分放大倍数为100倍

    我们根据此电路图来进行分析 

    最终计算结果和仿真相似 


    总结

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