LM358的工作特性测试

Posted 2021-11-23 卓晴

简 介： 通过实验测试了两个双OPAMP的特性，TLC082,LM358，包括它们的输出电压范围，频率特性。可以看到在普通的实验中，LM358的特性比起TLC082更好一些。

关键词： LM358，TLC082，工作特性，输出范围

 

§01 LM358

---

一、测试背景

  在 记录低频的混沌电压波形-双晶体管混沌信号 利用双OPAMP TLC082 对于 测试简单混沌电路系统的低频特性 中的混沌信号进行隔离放大，以避免 计算机声卡 的输入阻抗对于电路振荡影响。根据 TLC082 数据手册可以看到TLC082的最大工作电压为16V（正负电源之间的最大电压），但是在前面实验过程中使用的电源为±9V，已经超过了TLC082的工作电压。下面更改工作电压更宽的LM358来进行实验。

二、LM358基本特性

1、LM358性能

  通过 TB购买到LM358 （¥：4.00）作为之后的实验OPAMP。对比TLC082与LM358可以看到他们之间还是有差异的。

▲ 图1.1.1 TLC082与LM358的差别

2、结构与特性

  下面给出了LM358内部的电路示意图。根据该电路，可以看到它的一些特性。

（1）输入电压范围

  由于输入是由两个PNP三极管构成的达林顿三极管，所以它的公模输入电压范围为：

公模输入电压范围：

MAX： V+ - 1.5V
MIN： V-

▲ 图1.1.2 LM358 内部结构示意图

  作为对比，下面是TI的LMV358的内部结构。

▲ 图1.2.3 LMV358内部结构特性

（2）输出电压范围

  输出电压部分是由两个NPN构成的达林顿与PNP三极管的组成的推挽输出，这种不对称的情况，也使得输出电压范围出现上下不对称的情况。

  在工作电压5V的情况下：

输出电压范围：

最高电压：负载为2kΩ， 5V-1.5V
最低电压：负载为10kΩ，5mV

  上述特性使得LM358在单电源工作下具有非常好的特性。

 

§02 LM358基本测试

---

一、LM358输出范围

1、搭建测试的电路

（1）测试电路图

▲ 图2.1.1 测试电路图

（2）测试电路

  在面包板上搭建的测试电路。

▲ 图2.1.2 在面包板上搭建的测试电路

2、测试条件与结果

（1）数值结果

电路工作条件：

V+：+5V
V-：-5V

测试结果：

输出高电平： 3.581V， 输入+5V；
输出低电平：-4.169V， 输入-5V

（2）输出信号波形

  使用DG1062输入峰峰值为10V的正弦波信号，测量LM358输出信号。

  从图片中可以看到LM358的输出，正向输出的幅值比起反向输出幅值低了大约0.5V。

▲ 图2.1.3 LM358输出电压波形

  输入为峰峰值为12V时，LM358的输出信号为：

▲ 图2.1.4 输入为峰峰值为12V时，LM358的输出信号

（3）高频特性

  输入高频信号，测量LM358的输出波形。

输入信号参数：

波形：正弦波
频率：10kHz
幅值：5Vpp

▲ 图2.1.5 LM358的高频（10kHz）输出波形

3、对比TLC082

（1）输出幅值

  将LM358替换成TLC082，对比一下相应的输出范围。

测试结果：

输出高电平： 3.523V， 输入+5V；
输出低电平：-4.07V， 输入-5V

▲ 图2.1.6 输入峰峰值为10V时，对应的TLC082的输出信号

▲ 图2.1.7 输入为峰峰值12V时，对应的TLC082的输出电压波形

  对比TLC082与LM358的输出范围，它们的输出范围范围相近。

（2）高频特性

  输入正弦信号，频率：10kHz， 幅值：5Vpp，输出TLC082的波形如下。

▲ 图2.1.8 TLC082的高频（10kHz）输出波形

二、单电源工作模式

1、LM358频率特性

  输入正弦波，测量不同频率下输出信号的幅值。

输入信号参数：

波形：正弦波
偏移电压：1.5V
信号幅值：2Vpp

  在频率 $f_0=10kHz$下，输出交流信号的有效值为： 0.708V。波形为：

（1）频率特性

▲ 图2.2.1 LM358在输入10kHz正弦波输入下的输出电压信号波形

▲ 图2.2.2 LM358在输入信号频率在200kHz下的输出电压波形

▲ 图2.2.3 LM358 不同频率下输出电压幅值

（2）电压输出范围

  输入正弦信号 0 ~ 3V，输出电压波形为：

▲ 图2.2.4 单电源下LM385的输出波形

2、TLC082频率特性

  测量TLC082在不同的频率的正弦波的输入信号作用下的输出信号博兴及其幅值。

（1）频率特性

▲ 图2.2.5 TLC082在输入信号为在10kHz时输出的正弦信号幅值

▲ 图2.2.6 TLC082在输入信号频率200kHz下的输出电压信号

  下图显示了TLC082不同频率下输出信号的交流值。

▲ 图2.2.7 TLC082不同频率下输出电压交流信号

（2）输出范围

  输入征信信号，电压范围：0V-3V，对应的信号的输出如下。

▲ 图2.2.8 单电源下TLC082的输出波形

三、混沌电路

使用LM358组成 蔡氏混沌电路 ，可以看到这比起TLC082电路工作更加良好。

▲ 图2.2.9 有LM358组成的蔡氏混沌电路

---

■ 相关文献链接:

• 记录低频的混沌电压波形-双晶体管混沌信号
• TLC082
• 测试简单混沌电路系统的低频特性
• 测试计算机声卡双通道录音的频率特性
• TB购买到LM358

● 相关图表链接:

• 图1.1.1 TLC082与LM358的差别
• 图1.1.2 LM358 内部结构示意图
• 图1.2.3 LMV358内部结构特性
• 图2.1.1 测试电路图
• 图2.1.2 在面包板上搭建的测试电路
• 图2.1.3 LM358输出电压波形
• 图2.1.4 输入为峰峰值为12V时，LM358的输出信号
• 图2.1.5 LM358的高频（10kHz）输出波形
• 图2.1.6 输入峰峰值为10V时，对应的TLC082的输出信号
• 图2.1.7 输入为峰峰值12V时，对应的TLC082的输出电压波形
• 图2.1.8 TLC082的高频（10kHz）输出波形
• 图2.2.1 LM358在输入10kHz正弦波输入下的输出电压信号波形
• 图2.2.2 LM358在输入信号频率在200kHz下的输出电压波形
• 图2.2.3 LM358 不同频率下输出电压幅值
• 图2.2.4 单电源下LM385的输出波形
• 图2.2.5 TLC082在输入信号为在10kHz时输出的正弦信号幅值
• 图2.2.6 TLC082在输入信号频率200kHz下的输出电压信号
• 图2.2.7 TLC082不同频率下输出电压交流信号
• 图2.2.8 单电源下TLC082的输出波形