使用LM358和OPA2182 IC进行实验

运算放大器的骨干是集成电路LM358和OPA2182，它们在市场上有售。两者都具有独特的功能，并且它们的使用是根据每个应用程序的需求量身定制的。让我们看看Datasheets.com如何支持设计人员开发、控制和模拟这两个关键电子元件。

介绍

设计人员可以使用市场上数以百万计的运算放大器。有几种不同的品种，每种都有自己的电压、引脚数和内置放大器、速度和带宽。有几家公司提供各种类型的运算放大器，对于大多数项目，使用可以简单地替换为另一种的操作模型就足够了。

LM358运算放大器

在 Datasheets.com 上的“零件搜索”选项中简单搜索字符串“LM358”可提供大量结果。但是，通过指定制造商名称、RoHS 参数、组件活动状态和类别，您可以稍微减少生成的条目数。通过滚动结果列表很容易发现 THD 和 DIP 模型。例如，单击代码 LM358N/NOPB（参见图 1）。最重要的是查看制造商的官方数据表，它是组件的关键文件，指定了组件的所有操作特性、最重要的应用以及所有测试和测量的图表。 运算放大器 LM358 被描述为具有两个内置的频率调整高增益放大器。最耐人寻味的特点是能够提供广泛的电源，所有这些电源都是单一的，即质量为正。换句话说，不需要具有正负电压的双电源。这使得接线图更容易阅读和理解。

图 1：在 Datasheets.com 上搜索运行的 LM358

以下是您要关注的组件的主要特征：

单位增益的内部频率补偿

大直流电压增益：100 dB（相当于1万亿理论倍）

宽带宽（单位增益）：1 MHz

宽功率范围：单电源 — 3 V 至 32 V；双电源 — ±1.5 V 至 ±16 V

存在两个内部补偿运算放大器

LM358-N 提供以下封装：

各种运算放大器端子具有以下功能：

引脚 1：输出，通道 A

引脚 2：反相输入，通道 A

引脚 3：同相输入，通道 A

引脚 4：单电源配置的接地，双电源配置的负电源

引脚 5：输出，通道 B

引脚 6：反相输入，通道 B

引脚 7：同相输入，通道 B

引脚 8：正电源

一个简单的高增益前置放大器

使用 LM358 运算放大器，我们可以创建高增益前置放大器的接线图。通过将组件从图 2 的接线图拖放到它上来创建一个新项目。项目中的运算放大器放大了驻极体麦克风产生的信号。前置放大器可以多次提升音频流，使用起来非常简单。值得注意的是，LM358 操作 SPICE 模型作为外部组件插入到适当的部分。这些模型可以作为文本在网络上轻松访问，可以复制并粘贴到适当的字段中。用户必须确保图中的端子顺序与 SPICE 模型中的连接顺序完全一致，如下图接线图所示，才能使模型正常工作。SPICE 模型的摘录如下所示：

*——————————————

* 连接： 同相输入

* | 反相输入

* | | 正电源

* | | | 负电源

* | | | | 输出

* | | | | |

。 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

罗 1 8 5 50

罗2 7 99 25

rp 3 4 9.082E3

VB 9 0 直流 0

。 型号 dx D（Is= 800.0E-18 Rs =1）

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

。 型号 qx PNP（Is=800.0E-18 Bf= 166.7）

。 结束

图2：LM358前置放大器的接线图和正确的管脚顺序

现在可以执行仿真以确保前置放大器正常工作。为此，请执行以下步骤：

单击“探针”选项卡。

点击输入信号线。一个新的探针被添加到列表中，带有它的标签；例如，V （Net1005）。

点击输出信号线。一个新的探针被添加到列表中，带有它的标签；例如，V （Net1008）。

单击“运行”按钮。

仅选择“瞬态响应”模拟，具有以下时间参数：

开始时间：0 停止

时间：3毫秒

时间步长：1 µs

最大步长：10 µs

最后，按下“运行”按钮。

经过片刻的远程处理后，系统会显示与信号输入和输出相关的波形图。有大约 30 倍的大放大，对应于操作的极化电阻 R4 和 R3 的比率，记住它的增益，在这种配置中，等于：

公式的负号确认输出信号的相位反转。

图 3：LM358 前置放大器中信号输入和输出节点的仿真图

以下是使用的电子元件列表。正弦波发生器是任何类型的麦克风。

U1：运放LM358

R1：10K电阻

R2：10K电阻

R3：1K电阻

R4：33K电阻

R5：10K电阻

C1：1µF 电容器

C2：1µF 电容器

OPA2182 运算放大器

它是一款高精度、超低噪声、快速建立、零漂移运算放大器，可提供轨到轨输出功能和操作（参见图 4 中的模型）。这些特性，再加上只有 0.45 µV 的偏移和 0.003 µV/˚C 的热漂移，使运算放大器成为采集、电池测试、模拟输入模块、秤和任何其他需要直流电、精度、和低噪音。该集成电路允许在运输、组装和操作期间提供可靠的 ESD 保护。从广义上讲，这里是您需要关注的主要特征：

超高精度：

零漂移：0.003 µV/˚C

超低失调电压：4 µV（最大值）

出色的直流精度：

CMRR：168分贝

开环增益：170 dB

低噪声：

1 kHz 时的 En：5.7 nV/√Hz

1Hz 至 10Hz 噪声：0.12µVPP

出色的动态性能：

增益带宽：5 MHz

压摆率：10 V / µs

快速建立：10V 阶跃，0.01% 在 1.7µs

坚固的设计：

多路复用器友好型输入 RFI

EMI 滤波输入

宽电源：±2.25 V 至 ±18 V、4.5 V 至 36 V

静态电流：0.85 mA

轨到轨输出

输入包括负轨

可操作 OPA2182 采用以下封装：

图 4：OPA2182 运算放大器

运算放大器 LM358 和OPA2182的比较

比较本文中研究的两个运算放大器的能力现在对设计人员非常有益。如之前的文章所述，该站点允许您比较两个或三个组件，显示许多质量并允许您比较各种标准。在组件搜索行中写入以下字符串：

OPA2182ID LM358N/NOPB

选择这两个组件（如图 5 所示），然后单击“比较”按钮。系统会创建一个比较表，其中包含所讨论的两个组件之间的质量和差异。下面的示例是比较数据的一小部分，它强调了设备比较过程的相关性。

图 5：Datasheets.com 平台允许您轻松比较两个或三个电子元件。

设计人员不需要使用软件，因为 Datasheets.com 处理所有设计、组件研究、原理图绘制和仿真活动，使其成为工程师有效且有价值的工具。

审核编辑：郭婷