LM358 是一款常见的双运算放大器芯片，它广泛应用于各种模拟信号处理任务，如信号放大、滤波、积分、微弱信号的处理等。LM358 采用了双运算放大器架构，因此其内部有两个放大器，每个都具有相似的引脚配置。了解 LM358 的各脚电压对设计和调试电路非常重要。下面将详细分析 LM358 各脚的电压情况、应用与工作原理。

LM358 引脚简介

LM358 芯片的外形一般是 8 引脚的双列直插封装 (DIP)，其引脚的分布和功能如下：

• 引脚 1：输出 1

• 引脚 2：反相输入 1

• 引脚 3：同相输入 1

• 引脚 4：接地 (GND)

• 引脚 5：同相输入 2

• 引脚 6：反相输入 2

• 引脚 7：输出 2

• 引脚 8：正电源 (Vcc)

每个运算放大器的输入都由同相输入和反相输入两端组成，输出端则是根据输入端的电压差值放大的结果。而 LM358 的电源引脚为 Vcc 和 GND，它们分别提供正电压和地电压支持。

LM358 各脚的电压特性

在使用 LM358 时，每个引脚的电压会因应用电路的不同而有所不同。以下是对 LM358 各脚电压的具体分析。

引脚 4（GND，接地）

LM358 的第 4 引脚是接地引脚，它的电压为 0V。在大多数应用中，这个引脚直接与电路的地连接。无论电源电压如何变化，地引脚的电压通常保持在 0V。

引脚 8（Vcc，正电源）

第 8 引脚是 LM358 的正电源输入端，通常连接到电源的正极，电压范围根据 LM358 的工作条件有所不同。一般来说，LM358 工作在单电源电压范围 3V 至 32V 或双电源电压范围 ±1.5V 至 ±16V。通常情况下，单电源电压为 5V 或 12V。

引脚 1 和 7（输出端）

LM358 的第 1 和第 7 引脚分别是两个放大器的输出端。输出电压的变化是由输入信号的变化决定的。如果输入信号超出一定范围，输出会处于饱和状态。在没有负载时，输出电压可以达到接近电源电压的值，例如在 5V 电源下，输出电压可以在 0V 至 5V 之间变化。

输出电压还受到负载的影响。当负载较重时，输出电压可能会因为功率限制而无法达到理想的电源电压，通常 LM358 的输出电压范围会稍低于 Vcc 电压。

引脚 3 和 5（同相输入端）

同相输入端是接收输入信号的端口。当输入信号通过同相输入端输入时，放大器会在输出端产生与输入信号同向的输出（即输入信号增大时，输出信号也增大）。这些输入端的电压取决于外部电路的设计，特别是在信号源的电压水平。对于大多数应用，输入端的电压通常会设置为接近地电平（GND），但也有可能是其他电压值，特别是在高精度的应用中。

引脚 2 和 6（反相输入端）

反相输入端与同相输入端的作用相反。它接收到的信号将使输出端的电压与输入信号的变化方向相反（即输入信号增大时，输出信号减小）。反相输入端的电压一般通过外部电路设置，如电位器或电阻网络。这个电压决定了运算放大器的输入差值，从而影响输出电压。

LM358 的工作原理

LM358 作为一个运算放大器，其工作原理是基于差分放大原理。它会计算两个输入端（同相输入端和反相输入端）之间的电压差，并根据增益倍数将这个电压差放大后输出。增益是通过外部电路的反馈网络来设置的，这使得运算放大器可以用于多种应用。

1. 单端输入模式：在此模式下，LM358 的同相输入端连接到信号源，而反相输入端则通过一个电阻网络来设定电压。通过改变反相输入端的电压，用户可以调节输出信号的放大倍数。

2. 差分输入模式：在此模式下，两个输入端分别连接到不同的信号源，LM358 会将两个输入信号的差值进行放大输出。

LM358 的电源电压对其工作范围有一定的影响。由于 LM358 是一个传统的运算放大器，它的输出电压并不完全能够达到电源电压，而是会受到一些电压差的限制。在典型的 5V 电源下，LM358 的输出电压通常会限制在接近 0V 至接近 Vcc 之间。

LM358 应用中的电压特性

LM358 被广泛应用于放大、比较、滤波、微弱信号处理等多种电路中。在不同的应用场合，LM358 各引脚的电压特性会有所不同。以下是一些典型应用的电压特性：

1. 音频放大器：在音频放大应用中，LM358 的输入端通常连接到音频信号源，输出端则连接到扬声器或耳机等负载。在这种应用中，LM358 的输入电压可能是较小的 AC 信号（如音频信号），而输出端电压会根据信号的放大需求进行调整。输入信号和输出信号的电压范围决定了音频的质量和放大倍数。

2. 信号比较器：作为比较器，LM358 会将输入信号与参考电压进行比较，并输出相应的高低电平信号。在这种应用中，输入信号的电压范围和参考电压的设置决定了 LM358 的输出电压状态（高电平或低电平）。通常，比较器的输出电压接近于电源电压的极限值。

3. 滤波器：在滤波器应用中，LM358 作为低通或高通滤波器的核心元件，输入信号经过滤波后输出一个经过处理的信号。在此应用中，LM358 的电压响应会受到输入信号频率的影响。

结论

LM358 是一种功能强大的运算放大器，在许多模拟信号处理应用中都有广泛的应用。它的各个引脚电压的变化与其应用电路息息相关，了解这些电压特性有助于更好地使用 LM358 进行电路设计。在实际使用时，LM358 的输入和输出电压会受到电源电压、外部电路设计和信号源的影响。理解这些电压特性可以帮助用户在设计电路时避免常见的错误，并确保电路在各种工作条件下都能稳定运行。