6种简单电路图之LM358应用电路图(直流耦合低通RC有源滤波器 低漂移峰值检测器)


原标题:6种简单电路图之LM358应用电路图(直流耦合低通RC有源滤波器 低漂移峰值检测器)
LM358是一款经典的双运放芯片,具有低功耗、宽电压范围(3V~32V)和低成本的特点,广泛应用于信号调理、滤波和检测电路。以下详细解析两种典型应用电路:直流耦合低通RC有源滤波器和低漂移峰值检测器,并提供电路图与关键设计要点。
一、直流耦合低通RC有源滤波器
1. 电路功能
作用:滤除高频噪声,保留低频信号(如音频信号、传感器输出),同时通过直流耦合传递直流分量。
特点:
相比无源RC滤波器,有源滤波器无负载效应,且可提供增益。
直流耦合设计允许信号中的直流偏置通过。
2. 电路图
Vin ───[R1]───┬───[C1]─── GND │ ├─[─]─── Vout │ │ [R2] [C2] │ │ GND GND (LM358接成电压跟随器或同相放大器)
典型配置:
R1和C1构成输入RC滤波(截止频率f_c=1/(2πR1C1))。
R2和C2构成反馈RC滤波,进一步抑制高频(通常R2=R1,C2=C1)。
运放接法:同相放大器(增益=1+Rf/Rin,若需单位增益则直接接电压跟随器)。
滤波部分:
3. 设计要点
截止频率计算:
一、直流耦合低通RC有源滤波器
1. 核心功能
作用:滤除高频噪声,保留低频信号(如传感器输出或音频信号),同时允许直流分量通过。
优势:相比无源滤波器,有源滤波器无负载效应,且可提供增益或缓冲。
2. 电路结构
输入级:电阻(R)和电容(C)串联,构成RC低通滤波器。
运放配置:通常接成电压跟随器(单位增益)或同相放大器(可调增益)。
反馈路径:可选RC滤波网络,进一步抑制高频。
3. 设计要点
截止频率:通过调整R和C的值设定(高频信号被衰减,低频信号通过)。
直流耦合:输入信号的直流分量直接通过运放传递到输出,无电容隔直。
增益选择:若需放大信号,可通过反馈电阻调整增益;若仅需滤波,使用电压跟随器。
4. 应用场景
传感器信号调理(如温度、压力传感器)。
音频信号预处理(去除高频噪声)。
二、低漂移峰值检测器
1. 核心功能
作用:检测输入信号的峰值,并保持输出电压稳定,适用于记录信号最大值的场景。
优势:低漂移设计减少二极管压降和运放偏置电流的影响,输出稳定。
2. 电路结构
输入级:二极管(肖特基二极管优先)连接输入信号和电容(C),用于峰值充电。
保持电容:电容存储峰值电压,通过电阻缓慢放电。
运放缓冲:接成电压跟随器,隔离负载对电容的影响,防止电压下降。
复位功能:可选手动或自动复位(如通过开关或MOSFET放电)。
3. 设计要点
峰值保持:当输入信号上升时,二极管导通,电容充电至接近峰值;信号下降时,二极管截止,电容保持电压。
低漂移设计:使用肖特基二极管降低正向压降,运放缓冲减少电容放电。
放电时间:通过调整电阻和电容的值设定(时间越长,保持越稳定,但响应越慢)。
4. 应用场景
脉冲信号幅度测量。
音频信号峰值记录。
电源电压监控(记录瞬态过压)。
三、对比与总结
电路类型 | 核心元件 | 关键特性 | 典型应用 |
---|---|---|---|
直流耦合低通滤波器 | R、C、LM358 | 滤除高频,保留低频+直流 | 传感器信号调理、音频滤波 |
低漂移峰值检测器 | 二极管、C、LM358 | 检测并保持信号峰值 | 脉冲幅度测量、过压记录 |
设计建议
滤波器设计:
若需高精度滤波,可考虑多阶有源滤波器(如二阶Sallen-Key)。
确保输入信号的直流偏置在运放共模输入范围内。
峰值检测器优化:
选择低正向压降的肖特基二极管。
添加保护电路(如TVS二极管)防止输入过压损坏运放。
四、总结
LM358优势:
双运放设计适合同时实现滤波和检测功能。
低成本、宽电压范围,适合工业和消费电子。
设计核心:
滤波器需平衡截止频率与增益。
峰值检测器需优化二极管选择和放电时间。
通过以上电路,LM358可高效实现信号滤波和峰值检测,适用于低成本、高可靠性的应用场景。
责任编辑:David
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。