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LM358的工作电压范围

作者: 时间:2023-06-27 来源:TsinghuaJoking 收藏

手边有一堆之前购买到的 低功耗双运放 IC 芯片。下面计划对其基本功能进行测试。这是在面包板上搭建的一个振荡电路。电路输出方波和三角波。应用 其中的一个运放,R1,R2 正反馈网络使得形成斯密特特性的比较器。R3, C1 构成负反馈,形成多谐振荡器。这是测量电路工作波形。蓝色信号是 LM358的输出,青色波形是 C1 电容上的充放电波形。振荡频率为 1.826kHz。下面应用这个电路来测量两个特性。一个是振荡电路随着工作电压变化,对应的频率变化。另外一个是该电路的最大工作电压是多少。下面让我们看一下测量的结果。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202306/447979.htm

一、前言

手边有一堆之前购买到的 LM358 低功耗双运放 IC 芯片。下面计划对其基本功能进行测试。这是在面包板上搭建的一个振荡电路。电路输出方波和三角波。应用 LM358 其中的一个运放,R1,R2 正反馈网络使得LM358形成斯密特特性的比较器。R3, C1 构成负反馈,形成多谐振荡器。这是测量电路工作波形。蓝色信号是 LM358的输出,青色波形是 C1 电容上的充放电波形。振荡频率为 1.826kHz。下面应用这个电路来测量两个特性。一个是振荡电路随着工作电压变化,对应的频率变化。另外一个是该电路的最大工作电压是多少。下面让我们看一下测量的结果。

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二、测量结果

利用 DH1766 程控直流电压源提供 LM358 正负工作电源。电源电压从 0 V 一直变化到 24V, 测量 200 个数据点。 示波器观察到振荡电路输出的波形。 利用 FLUKE45 数字万用表测量 LM358 输出信号的频率,   这样便可以获得该振荡电路不同工作电源下的振荡频率的变化。 通过Python 编程,  自动完成整个测量过程。

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这是测量结果,  当 LM358 工作电源超过大约 1.5V之后, 振荡电路开始震荡。 之后, 随着电压的提升,  振荡频率呈现缓慢下降。 当电压超过 15V 时,  电路的振荡频率开始急速下降了。  丛卓然可以看出, LM358 工作电压范围大约是在 1.5V 至 15V之间。

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▲ 图1.2.1 不同工作电压下振荡器的频率

三、工作电压范围

下面先测量运放低压的起始工作电压。对于 LM358的工作电压, 从 0V 增加到 2V, 测量 200个工作点,  对于每个电压工作点, 记录振荡器输出信号的频率。  测量运放什么时候开始出现震荡信号。 在测量过程中可以观察到,  LM358 输出的电压波形也是从小变大,  频率也逐步随着工作电压升高而增加。 这是测量得到的结果。  从图中可以看到, 当工作电压超过 1.3V的时候,  电路就开始有震荡,  只是振荡频率比较低。 ·当工作电压超过1.5V, 正负电源之间的电压超过 3V, 振荡频率已经超过了 1000 Hz。 +通过这个测量, 大约可以知道 LM358 起始工作电压大约为 正负 1.5V。

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▲ 图1.3.1 测量起始工作电压

下面测量LM358芯片的高压工作范围。 这个测量比较危险, 所以留作最后进行。 说不好就需要跟这颗芯片永别了。 这是在工作电压变化到正负 25V之后, 可以看到输出波形非常不稳定, 二维出现了不正常的电压。 在此过程中, 芯片外观并没有出现过热,或者冒烟。 当电压超过 正负 28V 之后, 振荡电路便停止振荡了。 电压越高, 电路的工作电压已经降低到 1.5mA 。

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▲ 图1.3.2 测量频率与工作电压的关系

这是测量结果。 可以看到其中有一个频率峰值。 之后, 电路就彻底停止振荡了。 在前面有一个变化模式的改变,  之后出现了信号频率的突变。 为了便于观察电话的细节, 将前面频率峰值消去, 这是现实了峰值之前的频率变化。 大体上, 在正负15V之前, LM358振荡电路工作正常。 电源电压超过15V之后, 输出频率变急剧下将,  这是因为其内部电路工作点发生了本质的变化。 输出波形也不再是对称的方波信号了。 到了一个关键点,  振荡频率出现了一个回光返照, 这个电压大约是 正负25V,  之后, 芯片便进入了永久性的损坏。

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总结

通常情况下, 我们从LM358数据手册上, 会多多少少知道它的工作电压范围,  但对于靠近电压范围的时候,  运放工作特性究竟有什么变化, 我们并不是太清楚。 本文通过 LM358 的振荡电路测量,  可以看到它的振荡频率随着工作电压的变化情况, 这让我们了解到 LM358受到工作电源电压的影响是什么情况。 特别是,   测量结果获得了 LM358的工作电压范围。

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关键词: TsinghuaJoking LM358

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