LM324运放电路

LM324是一款四路运算放大器 IC，由四个高增益放大器组成。这四个高增益放大器可通过单个电压源进行操作。然而，分压供电操作也是可能的。内部提供频率补偿，以使高增益放大器 在宽频率范围内工作。
电源电流消耗几乎与 LM324 的电压供应无关。在增益等于 1 时，可以对输入偏置电流和交叉频率进行温度补偿，无需两个电源即可运行。
差分输入电压等于地电压，也可以轻松实现 100 倍的大直流电压增益。

LM324实物图
LM324引脚图及功能
LM324 有 14 个引脚，分别为 CDIP、PDIP、SOIC 和 TSSOP。你可以查阅数据手册（Datasheet）以了解所有封装的物理尺寸。引脚图及其详细信息如下所示：

LM324引脚图及功能图

LM324引脚图及功能

接下来讲详细介绍 10 个非常实用且易于理解的LM324电路。
主要是以下10个电路：
•1、LM324 反相交流放大电路
•2、LM324 同相交流放大电路
•3、LM324交流信号三分配放大电路
•4、LM324 有源带通滤波电路
•5、LM324温度测量电路
•6、LM324 比较器电路
•7、LM324单稳态触发电路
•8、LM324步进波发生器电路
•9、LM324 高灵敏度嗅探器电路
•10、LM324 响应电路

1、LM324 反相交流放大电路
LM324放大器可以代替三极管进行交流放大，并且用于放大器的前置放大。具体的电路图如下所示：
LM324 反相交流放大电路不需要调试，放大器采用单电源供电，由 R1 和 R2 组成1/2V+偏置，C1为抑振电容。

反相交流放大器电路
LM324 反相交流放大器电压放大系数 Av 仅由外部电阻 Ri 和 Rf 决定：
Av=-Rf/Ri
负号表示 输出信号和 输入信号相位相反。根据图中给出的值Av=-10，该电路的输入电阻为Ri。
一般情况下，Ri 首先等于信号源的内阻，然后根据需要的放大倍率选择Rf，Co 和 Ci 是耦合电容。

2、LM324 同相交流放大电路
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。R1 和 R2 形成一个 1/2V+ 分压器电路，通过 R3 对运算放大器进行偏置。
电路的电压放大系数 Av 也只由外接电阻决定：
Av=1+Rf/R4
电路输入电阻为R3，R4的阻值从几千欧到几万欧不等。

同相交流放大器电路

3、LM324交流信号三分配放大电路
LM324交流信号三分配放大电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可作指示、控制、分析等用途，对信号源影响很小。
由于运放 Ai 的输入电阻较高，运放A1-A4都直接将输出端接到负输入端，信号输入到正输入端，相当于Rf=的情况0 同相放大状态。
因此，每个放大器的电压放大系数为1，与分立元件组成的射极跟随器相同。

图 4. 交流信号三分配放大器电路
R1 和 R2 形成 1/2V+ 偏置。静态时，A1输出端的电压为1/2V+，所以运放A2-A4的输出也是1/2V+。交流信号通过输入输出电容的隔直功能取出，形成三路配电输出。

4、LM324 有源带通滤波电路
很多音频设备的频谱分析仪都用LM324 有源带通滤波电路作为带通滤波器来选择不同频段的信号，并用显示器上发光二极管的数量来指示信号幅度的大小。此有源带通滤波器的中心频率为：

LM324 有源带通滤波电路的中心频率公式
中心频率 fo 处的电压增益 Ao= B3/Qo*2B1，其中 Qo 的公式如下图所示：

0.3dB 带宽 B=1/(пR3C) 也可以基于 Q，fo , Ao 值由设计确定，带通滤波器的元件参数值：
R1=Q/(2пfoAoC)
R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC)
R3=2Q/(2пfoC)
上式中，当 fo=1KHz时，C取0.01Uf，该电路也可用于一般的选频放大。

有源带通滤波器电路
LM324 有源带通滤波电路也可以使用单电源，只需将运放的正输入偏置为1/2V+，电阻R2的下端接运放的正输入即可。

5、LM324温度测量电路
LM324温度测量电路图如下所示，温度探头采用硅三极管3DG6，接成二极管形式。硅晶体管的发射结电压温度系数约为-2.5mV/℃，即温度每升高1度，发射结电压下降2.5mV。
运放 A1 以同相直流放大的形式连接。温度越高，三极管BG1的压降越小，运放A1同相输入端的电压越低，输出端的电压也越低。

温度测量电路
这是一个线性放大过程，我们只需要在A1的输出端接一个测量或处理电路来指示温度或进行其他自动控制。

6、LM324 比较器电路
当去掉运放的反馈电阻，或者反馈电阻趋于无穷大时（即开环状态），理论上运放的开环放大倍数也是无穷大的（其实就是非常大。比如LM324运放的开环放大是100dB，也就是10万倍）。
此时 LM324会形成一个电压比较器，其输出要么为高电平（V+），要么为低电平（V-或地）。当正输入电压高于负输入电压时，运放LM324输出低电平。

LM324 比较器电路
在上图中，两个运算放大器用于构成电压比较器。其中，电阻R1、R1ˊ构成分压电路，为运放A1设置比较电平U1；电阻R2、R2ˊ构成分压电路，为运放A2设置比较电平U2。
输入电压U1同时施加在A1的正输入端和A2的负输入端之间。当Ui>U1时，运放A1输出高电平；Ui 时，运放A2输出高电平。
只要运算放大器A1和A2输出高电平，晶体管BG1就会导通，发光二极管LED就会点亮。　　
如果选择U1>U2，当输入电压Ui超过[U2，U1]的范围时，LED灯亮，为电压双限指示。
如果选择U2>U1，当输入电压在[U2,U1]范围内时，LED灯亮，为“窗口”电压指示。
LM324比较器电路与各种传感器配合使用。稍加修改，即可用于各种物理量的双限检测，短路、断路报警等。

7、LM324单稳态触发电路
如下图所示，LM3224 单稳态电路可用于一些自动控制系统。电阻R1和R2构成分压电路，为运放 A1 (LM324)的负输入端提供偏置电压 U1 作为比较电压参考。静态时，电容 C1充满电，运放 A1 正输入电压 U2 等于电源电压V+，所以 A1 输出高电平。
当输入电压 Ui 变低时，二极管 D1 导通，电容 C1 通过 D1 快速放电，使 U2 突然下降到地电平。此时，由于 U1>U2，运放 A1 输出低电平。
当输入电压 Ui 变高时，二极管 D1 截止，电源电压 R3 对电容 C1 充电。当 C1 上的充电电压大于 U1 时，U2>U1 和 A1 输出都变为高电平，从而结束单稳态触发。
显然，增加 U1 或增加 R2 和 C1 的值会增加单稳态延迟时间，反之亦然。

LM 324 单稳态触发电路

LN324 单稳态触发电路
如果去掉二极管D1，这个电路就具有上电延时功能。上电时，U1>U2，运放A1输出低电平。随着电容器C1继续充电，U2继续上升。当 U2>U1 时，A1 输出变为高电平。

8、LM324步进波发生器电路
下图是由电流型运放组成的梯形波发生器 LM324实用电路。运算放大器A1( LM324 )和外围元件组成矩形波发生电路并输出脉冲串。

阶跃波发生器电路
运放 A2 及其外围元件为积分保持电路。积分电容对输入脉冲进行积分并保持输入脉冲的阶跃，在输出端得到的是每一步的累加，也就是步进波。
运算放大器 A3 是一个电压比较器。当阶跃波电压上升到电源电压的80%左右时，A3反转。
运放 A4 及其外围元件为单稳态电路。A3 的反相使其输出一个脉冲（约100UFS），作为复位脉冲来复位 A2，从而完成一个梯形周期。

9、LM324 高灵敏度嗅探器电路
使用 LM324高灵敏度嗅探器电路，你可以在远处听到非常微弱的声音，其指向性强且灵敏度高。例如，你可以用它来听到运动场上运动员和教练员的耳语。

高灵敏度嗅探器电路
LM324高灵敏度嗅探电路的工作原理：
电路上图所示。安装在专用管中的麦克风接收某个方向的声音（其他方向的声音被抑制），送至放大器进行放大。放大器由两级组成。第一级由 LM324 的四个运算放大器中的一个组成，增益为 110 倍。第二级由另一个运算放大器组成，增益为 500 倍。
如此高的放大能力，足以将非常微弱的声音信号放大，由耳机输出。它可以用来听到人耳无法从远处直接听到的微弱声音。
•LM324 中集成了四个运算放大器，这里只使用了A和D，接线方法可以参考上图；
•R1=R2，取值范围在10K—100K之间；
•电源+6V—9V，两个（或三个）电池夹可串联使用；
•本机的灵敏度极高，测试期间不要在 MIC 附近讲话。

10、LM324 响应电路
我们可以使用运放LM324按照“电路简单、成本低、元器件容易获取”的原则设计制造成功的接听器电路，如下图所示：

LM324 响应电路
上图中LM324响应电路的电路原理：
通过打开电源并调节 RP ，每个运放的反相输入端都会有一定的电压。由于各运放同相端通过R1～R4和R5、BG的R结接地，各运放输出低电平；当AN1按下时，R6和R1分压（因为C的电压不能突变，BG 没有导通），使运放IC-1的同相输入端产生一定的电压。
这个电压高于反相输入端的电压，运放IC-1输出高电平，通过LED1反馈到同相输入端并自锁。同时，电流通过R1、R5、BC be 接地。一方面保持 LED1 亮；另一方面为 BG 提供基极电流。
C 的延时功能结束后，BG 饱和开启。即使再次按下其他按键，相应运放的同相输入端也不会因为没有更高的电压输出高电平，从而保证了先按键的人接听成功。AN 复位后，可进行第二轮抢答。
调试本电路前，先用一个容量较大的电容 C 调整 RP ，使每个运放 LM324 的反相输入端电压为 4V 左右，然后在各通道能可靠触发的情况下尽量减小 C 的容量。