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1、LM324集成芯片内部电路分析与典型应用LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 模拟电子技术专题研讨报告 LM324集成芯片内部电路分析与典型应用 1 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 目录 1.摘要 3 2.关键词3 3.LM324集成芯片的内部工作原理 5 4.LM324集成芯片单元电路分析 5 5.LM324集成芯片典型应用电路设计及设计要求 5.1低通滤波器5 5.2高通滤波器5 5.3带通滤波器5 2 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 6.参数运算及设计电路图8 7.电路仿真验证9 8.心得体会以及收获10 1.摘要 LM324集成芯片内部构造由四运放构成。其优点相
2、较于标准运算放大器而言,电源电压工作范围更宽，静态功耗更小，3 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 因此在生活中有着极为广泛的应用。 LM324的四组运算放大器完全相同，除了共用工作电源外四组器件完全独立。以其中一组运算放大器为例分析，其内部电路共由两级电路构成，其耦合方式为电容耦合。这使得两级电路的直流工作状态相互独立互不影响。 LM324的典型应用有滤波器的制作。带通滤波器可由一高通滤波器与一低通滤波器级联而成。为了使电压放大倍数达到设计要求，可以改变接入电路电阻阻值。 2.关键词 LM324集成芯片，滤波器，集成负反馈电路 3.LM324集成芯片的内部工作原理 LM324系列集成芯
3、片为四个完全相同的运算放大器封4 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 装在一起的集成电路。该集成电路外部具有十四个管脚分别包含八个输入端口、四个输出端口以及两个电压端口。如图1 所示LM324常用的封装方式有两种，双列直插所料封装DIP封装方式以及双列贴片式封装SOP封装方式。 图2为LM324的管脚连接图。除电源共用外，四组运放相互独立。由图可知，第1、7、8、14号管脚为输出管脚，分别对应四个运算放大器的输出端。第2、6、9、13号管脚为负输入端。第4、11两管脚连接工作电压。 使用时，在4、11号管脚处分别接入正负工作电源，一般为12V或15V。将输入端高点平输入至正输入端，低电平
4、输入至负输入端。此时在输出端便可得到经过同相放大的电压。若将正负端反接，则可在输出端得到经过反响放大的电压。与标准运算放大器相比，LM324这种差动输入方式的器件具有显著的优点。它的优点在于电源电压范围宽、静态功耗小、可采用单双电源方式使用，价格低廉。因此LM324的应用在各种电路中。 5 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 4.LM324集成芯片单元电路分析 LM 324是四运放集成电路。它的内部包含四组形式完垒相同的运算放大器， 除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图 3来表示，它有五个引出端。其中 “+”、 “一”为两个信号输入端，“V+” 、“V-”为正、负电源
5、端，“ Vo”为输出端 。两个信号输入端中，为反相输入端，表示运放输出端的信号与该输入端信号的相位相反;为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端信号的相位相同。 运算放大器内部的电路图如图. 6 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 5.LM324集成芯片典型应用电路设计及设计要求 5.1低通滤波器 低通滤波器的模型如下图所示 R3 R4 Ui R11 R21 C11 设计要求： Au=1，fH=3000HZ 5.2高通滤波器 7 Uo C21 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 高通滤波器的模型如下图所示 R6 R5 Ui C12 C22 R12 R22 设计要求： Au=
6、1，fL=300HZ 5.3带通滤波器 带通滤波器的模型如下图所示 Uo 设计要求： Au=1，BW=fH-fL=3000HZ-300HZ=2700HZ 8 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 6.参数运算及设计电路图 6.1低通滤波器 参数运算： 因为Au1=1+R411= fH= QR32pR1R2C1C2R4应尽可能小。 R3R2C2+R1C1R1C2 R2C1为了满足Au1=1，这里取 R3=100kW R4=1kW 为了简化计算，取R1=R2；Q=则： 1。 2fL=12pRC=3kHzC1=C2=C=0.1uF R1=R2=R5.3W 530.5 设计好的电路图为 1k 10
7、0k Ui 530 530 0.1uf 0.1uf Uo 9 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 6.2高通滤波器 参数运算： 因为Au2=1+R811= fL= QR72pR5R6C3C4R6应尽可能小。 R5R5C3+R6C4R5C4 R6C3为了满足Au2=1，这里取 R5=100kW R6=1kW 为了简化计算，取R5=R6；Q=1。则： 2fL=12pRC=3kHz 300Hz C3=C4=C=0.1uF R1=R2=R530W 5.3k 设计好的电路图为 1k 100k Ui 0.1uf 0.1uf 5.3k 5.3k Uo 10 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 6
8、.3带通滤波器 参数计算： 带通滤波器的相关参数与低通滤波器与高通滤波器的参数相同，为低通滤波器与高通滤波器的串联。 设计好的电路图为 11 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 7.电路仿真验证 7.1低通滤波器仿真 仿真电路图 频率=1000HZ时 12 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 频率=3000HZ时 频率=1000HZ时的信号幅值为频率=3000HZ时的信号幅值的1.42倍。可得出结论：fH=3000HZ。 13 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 7.2高通滤波器仿真 仿真电路图 频率=1000HZ时 频率=300HZ时 14 LM324集成芯片内部电路分析与
9、典型运用 频率=1000HZ时的信号幅值为频率=300HZ时的信号幅值的1.42倍。可得出结论：fL=300HZ。 7.3带通滤波器 仿真电路图 15 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 频率=1000HZ时 频率=300HZ时 频率=3000HZ时 16 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 频率=1000HZ时的信号幅值为频率=300HZ时的信号幅值的1.42倍。可得出结论：fL=300HZ。 频率=1000HZ时的信号幅值为频率=3000HZ时的信号幅值的1.42倍。可得出结论：fH=3000HZ。 8.心得体会与收获 通过本次对LM324芯片内部的电路工作的原理，还有对LM3
10、24芯片里面单个放大电路的研究，我真正的了解了LM324这个芯片的内部结构以及它的使用方法。 LM324内部的4个独立的放大电路，我们可以选用其中的一个放大电路做一个单级的负反馈，同时也可以运用LM324芯片之中的多个放大电路，通过不同的管脚接出不同17 LM324集成芯片内部电路分析与典型运用 的导线，从而形成复杂的电路。例如RC有源的带通滤波器，或者是电压比较器等。 但是，使用LM324芯片也有要注意的地方，例如LM324芯片在下端一定要连接+12V，在上端则要连电压-12V。如果一旦连接错误，极有可能烧了LM324芯片。所以在使用时一定要小心。而且LM324芯片的管脚所对应的不同的输入输出端也要对应正确，否则一样可能烧了LM324芯片。 18
