lm324运放的运用实验
LM324用法
见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。
R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
∙交流信号三分配放大器此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。
而对信号源的影响极小。
因运放Ai输入电阻高，运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf=0的情况，故各放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形∙有源带通滤波器许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。
这种有源带通滤波器的中心频率，在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数，3dB带宽B=1/（п*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通滤波器的各元件参数值。
R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。
上式中，当fo=1KHz时，C取0.01Uf。
此电路亦可用于一般的选频放大。
此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。
∙比较器当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如LM324运放开环放大倍数为100dB，既10万倍)。
此时运放便形成一个电压比较器，其输出如不是高电平（V+），就是低电平（V-或接地）。
当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出低电平。
附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻R1、R1ˊ组成分压电路，为运放A1设定比较电平U1；电阻R2、R2ˊ组成分压电路，为运放A2设定比较电平U2。
LM324四运放的应用以及调零
LM324四运放的应用以及调零LM324四运放的应用LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，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1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相同。
LM324的引脚排列见图2。
图 1 图2由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
下面介绍其应用实例。
●反相交流放大器电路见附图。
此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值，Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
●同相交流放大器见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。
R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
●交流信号三分配放大器此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。
而对信号源的影响极小。
因运放Ai输入电阻高，运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf=0的情况，故各放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
基于运放LM324的综合实验
基于运放LM324的综合实验【摘要】本文介绍以集成运算放大器LM324为平台，将LM324的四个运放分别设计成四个满足一定要求的单元电路，再将四个单元电路级连，满足设定的技术指标。
其设计、调试的过程可以加强学生对集成运算放大器应用的理解，提高学生综合应用所学知识解决问题的能力。
【关键词】LM324；振荡器；加法器；滤波器；比较器在电子、通信类专业的本科实验教学中，运算放大器的设计、调试是学生应该掌握的基本技能。
集成运算放大器LM324在实验教学中运用广泛。
它的成本低、增益高、内含四个运算放大器。
电源电压范围宽，单电源3~32V或双电源-16V~+16V，可以与输入的电平很好地兼容。
运用LM324搭建的单元电路能让学生很好地理解通用运算放大器的设计、调试。
2011年全国大学生电子设计大赛的综合复测题，要求在几个小时内采用一片LM324芯片搭建四个满足一定要求的运算放大器单元电路。
四个电路分别是振荡器、加法器、滤波器、比较器，并且要求将四个单元电路级连成一个系统，其功能相当于一个小的模拟系统。
题目比较全面地考核了学生掌握集成运算放大器的设计、调试的能力。
在几个小时以内完成任务，需要扎实的基础知识和熟练的动手能力。
本文结合教学实际，将2011年全国大学生电子设计大赛的综合复测题的要求稍作修改，以作为LM324的综合实验。
实验的功能框图如图1，LM324的工作电压选定为±5V。
LM324综合实验系统要求及具体参数如下：将函数信号发生器产生的：的正弦波信号加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入自制振荡器产生的近似三角波信号Uo1，Uo1的周期T=0.5ms，峰峰值4V。
加法器输出电压为，Ui2经过滤波器滤除Uo1的频率分量，选出频率为fo、峰峰值等于9V的正弦信号Uo2，Uo2信号再经过比较器在1kΩ负载得到峰峰值为2V的输出电压Uo3。
下面分别从振荡器、加法器、滤波器、比较器四个方面说明系统的设计、调试。
lm324应用实例.ppt
VCC
集成运放的主要技术指标
一、开环差模电压增益Aod
无外加反馈情况下的直流差模增益。一般在
105 107之间。理想运放的Aod为。
A 20lg
U O
od
U U
二、共模抑制比KCMR
开环差模电压增益与开环共模电压增益之比。 多数集成运放共模抑制比达80dB以上。
K
20 lg
1 LM324简介
GND
VCC
LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小， 可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在 反相交流放大器、同相交流放大器、测温电路、比 较器等各种电路中。
GND为接地端，VCC为电源正极端（6V），每个运放 的反相输入端、同相输入端、输出端均有编号。例如， 1Vi、1Vi 、1VO 分别表示1号运放的反相输入端、同相输入 端及输出端。依此类推，2Vi 、2Vi 、2VO 是表示2号运放器的， 等等。
uI = iIR = iCR
R R
得：
1
1
uO uC C iCdt RC uIdt
τ = RC
——积分时间常数
积分电路的输入、输出波形
(一)输入电压为阶跃信号 uI
UI
当 t ≤ t0 时，uI = 0， uO = 0； 当 t0 < t ≤ t1 时，
O uO
基本微分运算电路在输入信号时，集成运放内部的放大 管会进入饱和或截止状态，以至于即使信号消失，管子 还不能脱离原状态回到放大区，出现阻塞现象。
图7.2.19实用微分运算电路
图7.2.20微分电路输入、输出波形分析
LM324作反相交流放大器
代替晶体管进行交流
基于LM324运放的综合设计与应用实验报告
4.设计一个选频滤波器，将Ui2信号中的Uo1频率分量滤除，滤波器输出信号Uo2应为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
5.将Uo1和Uo2送入自制比较器，其输出端在1KΩ负载上应得到峰峰值为2V的输出电压Uo3。
2. 三角波产生电路
如上图所示，利用放大器的滞回比较特性和矩形波产生电路的原理，我们从电容端取输出即可得到我们所需的三角波。试验中由于没有提供稳压管，但实际电路板上电压必定有上限，所以我们在此电路中不必接入稳压管，实际中也是可行的。各参数的计算公式为：
为满足实验对所产生的三角波的参数要求，我们对各参数作如下规划
取 的电位器，用于实际中调试三角波的参数。
3. 加法器
本实验中我们采用同相加法器，电路图如下：
其中
根据要求，我们从 端输入正弦波，从 端输入三角波，并对参数作如下设置：
4. 滤波器
本实验中我们采用二阶压控滤波器，其实验电路图如下：
由于我们需要滤除掉三角波（ ）留下正弦波（ ），故我们根据这两种波形的频率差异将滤波器的中心频点设置在 ，并取 。
注：
1.除正弦信号产生外的所有电路只允许使用一片LM324芯片和电阻、电容完成。
2.除正弦波产生电路外，其余的实验电路只允许采用+12V和+5V电源供电。
3.要求预留Ui1,Ui2,Uo1,Uo2和Uo3的测试端子。
五、方案论证
1. 信号发生器
利用FPGA中的ROM模块存放正弦波的数据，通过改变地址逐次读出ROM中的数据，所以我们可以通过改变地址变化的时钟频率来改变产生正弦信号的频率。本次设计中，我们定制了一个256个字空间的ROM，设置8位地址，时钟定为10khz，另外，通过按键改变地址的步进值，步进最大为8。这样可以实现频率在0~549hz间可调。由于实验所需信号源只需频率可调，故我们定制的信号源频率步进为某一固定值。
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能：使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b ）所示， T1=0.5ms ，允许T1有±5%的误差。
（a ）（b ）图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。
ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
uo2 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。
二、设计方案1、 三角波发生器由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。
同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。
对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。
电路仿真如下图所示：2、 加法器由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如下所示：3、 滤波器由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除1o u ，所以采用二阶的有源低通滤波器。
巧用LM324运放搭建电压跟随器
巧用LM324运放搭建电压跟随器LM324四运算放大器要怎么样搭建电压跟随器呢?下面我们用简单的几个范例与电压跟随器电路图与大家讲解下。
示例一：首先是把LM324两个输入端短接，输出有1个mv左右。
但是这个电路有个问题，就是电压跟随器的跟随电压与输入电压之间有着少量的误差值，大概是输出比输入大400mv这样子。
还有5V供电的，当输出端输出值达到3.9v就不能输入端再提升电压输出端也不会再升高了。
示例二：我们先用LM324电压跟随器做一个简略的草图，图片如下所示：上面这个线路图，其实就说明了im324电压跟随器在设计的电路需要非常专业的电子知识才能完成，本文中下面介绍的可以看到当信号在10K以内(-3DB)，特性还算可以，10k以后，运放特性急剧下降。
导致波形失真。
另外，这个运放的摆率是0.3V/us。
当输入信号VPP是10MS是输出放大1000倍，其峰值是5V。
由SR=2f*v。
可得f在10K左右。
再一次说明了上述出现的问题，说明了如果电压的板子测试BG，则这个是不通过的如图：这lm324电压跟随器的电压图有个特点内部频率补偿直流电压增益高(约100dB) 电源电压范围宽：单电源(332V) 双电源(1.516V) OPA637，至于参数什么的就不说了，看价格就知道差距了，做的放大电路感觉很简单，做出来效果也很不错。
但今天用了不到1块钱的片子做就感觉问题多。
后来我请教了一个做lm324电压跟随器的朋友，他告诉我应该先把电源安装上电调试，如果是信号又变形了，到50K的时候几乎成斜三角。
那么就应该加大电阻电容的量，这样才能完全形成一个正在的电压跟随器。
至于LM324电压跟随器要怎么做，选择那一套方案比较行之有效，问题解决方法比较简单易行，就看你的选择了。
LM324应用电路设计
LM324应用电路设计电网络实验报告——基于运放LM324的波形发生器指导教师：邵定国学生：袁同浩学号：137212442013-10-13上海大学摘要本文使用LM324芯片的4个集成运算放大器实现了三角波发生电路、同相加法器、二阶RC网络有源滤波器和滞回比较器。
每个子电路分别使用一个运放。
首先搭建出三角波发生电路，发出频率为2K HZ峰峰值为4V的三角波，记为；然后用信号发生器发出频率为500HZ、最大值为0.1V的正弦波信号；随后将两个信号送到同相加法器得到信号；再将送入滤波器，将三角波信号滤除，得到正弦信号记为；最后将和三角波信号分别送到滞回比较器的反相端和同相端，进行比较同时输出方波信号。
一 三角波发生电路三角波发生电路如图1所示。
电阻R1和R3构成正反馈，C1和R2构成负反馈。
输出电压由5.1V 的稳压管钳位。
U2ALM324AD321141VEE-15VVCC 15V C10.1µFR23kΩR310kΩR15.5kΩD11N4733A D21N4733A图4 三角波发生电路记运放的同相端和反相端电压分别为：、。
当大于时，放大器输出端输出，是稳压管电压，实际在5.6V 左右。
此时电容C1被充电，电容C1上电压线性增大。
反之，电容C1上的电压线性减小。
所以可以从C1上取出三角波。
三角波的频率三角波幅值其中，是稳压管V1和V2的稳压值。
按照要求，f为2kHZ。
三角波幅值为2V。
取，R3=10K,R1=5.5K，C1=0.1uF。
则可计算得到R2的值：实际仿真时，进行了微调，最终R2取值4k。
仿真结果如图2所示。
图 2 三角波波形二正弦信号正弦信号由信号发生器发出，其仿真波形如图3所示。
图3 正弦波波形从图中可见，该波形频率为500HZ，最大值为100mV。
三 正弦波和三角波的叠加。
叠加的过程本文采用的是使用运放搭建的同相加法电路。
同相加法器的电路结构如图4所示。
U4ALM324AD321141R410kΩR5190kΩVCC 15VVEE-15VR819kΩR71kΩR610kΩXFG1Uo1Ui1Ui2图4 同相加法器电路结构该电路的要求是能够对不进行放大，而对放大10倍。
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电子技术课程综合设计
实验报告
一、实验目的
1、熟练掌握各种常用实验仪器的使用方法。
2、熟悉LM324运放的典型参数及应用。
3、掌握PDF 资料的查询与阅读方法。
4、掌握电子设计与调试的基本流程及方法。
二、实验内容
设计要求：
使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图见图1，实现下述功能：
图1
1. 使用低频信号源产生U i1p-p = 0.2V ，f 0 = 100Hz 的正弦波信号，加至加法器输入端。
2. 自制三角波产生器产生T=0.5ms （±5%），V p-p =4V 的类似三角波信号1o u ，并加至加法器的另一输入端。
3. 自制加法器，使其输出电压U i2 = 10U i1+U o1。
4. 自制选频滤波器，滤除1o u 频率分量，得到峰峰值等于9V 的正弦信号2o u ，2
o u 用示波器观察无明显失真。
5. 将1o u 和2o u 送入自制比较器，其输出在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电
压
u。
3o
方案论证与数值计算：
三角波发生部分：（徐伟骏负责）
方案一：
三角波发生器电路按照由方波经过窗比较器得到，需要两个放大器，不满足实验要求。
方案二：
利用RC充放电模拟三角波，通过电位器来调节周期至实验要求的值。
达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。
因此我们采用方案二。
题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。
我们采用两个电位器对电路第一部分要求的周期和峰峰值进行调节。
R取值范围为0-20K，由公式T=1/（RC）；选取电容为较常见的473（0.047uf），峰峰值由公式：计算得R1=2R2；R2=0-20K，所以取R1为20K-30K；
带通滤波器：（留君侠负责）
方案直接采用现成的电路，比较难的是参数计算部分，
利用公式：2*F*Pi*R*C=1，令C=0.047uf，计算得到电阻R=33.9K，
令C=0.47uf，得R=3.39K，
考虑厂家出场阻值R的误差以及测量误差，比较发现R=3.39K对阻值精度的要求更高一些，相同的阻值偏差较R=33.9K的误差更大。
我们选择R=33.9K，来更好的使中心频率逼近100HZ。
比较器与加法器电路相对简单，未列出方案论证。
完整电路原理图：
测试结果记录：三角波发生器部分：
加法器部分：
滤波器部分：
矩形波部分：
电路布局实物图：
设计心得体会：
LM324的综合应用增强了我们的实际动手能力，通过理论联系实际解决具体问题提升了学习电子技术的兴趣。
电路调试的时候花去的时间占据了大半的课程设计时间，通过对本次课程设计的实践，我们进一步熟悉了示波器，波形发生器，数字万用表的使用。
三、实验器材
（一）实验仪器
•三用表
•直流稳压电源
•示波器
•低频函数信号发生器
•电烙铁
（二）实验元件
基本部分：通用电路板一块、LM324一片、20K 电位器3个，电阻，电容，细导线，焊锡丝等若干。
四、实验原理
1. 类似三角波的产生可利用方波产生电路中的RTCT 充放电的波形。
2. 加法器、滤波器（带通）、比较器电路见模拟电路教材。
五、实验注意事项
1. 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
2. 要求预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 、和3o u 的测试端子，建议在相应节点焊接导线，方便测试。
3. 实验中基本部分的制作只允许使用电阻、电容和一个LM324芯片。
4.LM324芯片及芯片座、电路板、导线、焊锡丝等统一发放，电阻、电容等外围器件在焊接室元件柜按规定自取。
5.芯片使用方法请认真阅读各芯片的PDF 文档。
6.电路焊接时，应选择焊完一部分则调试一部分，不可一次焊完后再调试。
7.焊接工具不允许带入调试场地。