通用四运放的原理与应用（LM324 为例） 本文就高性能集成四运放 LM324 的参数，进行实用电路设计，论述电路原理。 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,“Vo”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 Vo 的信 号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相 位相同。LM324 的 引脚排列见图 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。 LM324 作反相交流放大器 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。 LM324 作同相交流放大器 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。 

LM324 作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，形成三路分配输出。 LM324 作有源带通滤波器 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。 LM324 应用作测温电路 

见附图。感温探头采用一只硅三极管 3DG6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电 压的温度系数约为-2.5mV/℃，即温度每上升 1 度，发射结电压变会下降 2.5mV。运放 A1 连接成同相直流放大形式，温度越高，晶体管 BG1 压降越小，运放 A1 同相输入端的电压 就越低，输出端的电压也越低。 这是一个线性放大过程。在 A1 输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进 行其它自动控制。 LM324 应用作比较器 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。输入 电压 U1 同时加到 A1 的正输入端和 A2 的负输入端之间，当 Ui >U1 时，运放 A1 输出高电 平；当 Ui＜U2，则当输入电压 Ui 越出[U2，U1]区间范围时，LED 点亮，这便是一个电压 双限指示器。 若选择 U2 > U1，则当输入电压在[U2，U1]区间范围时，LED 点亮，这是一个“窗口” 电压指示器。 此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断 路报警等。 LM324 应用作单稳态触发器 见附图 1。此电路可用在一些自动控制系统中。电阻 R1、R2 组成分压电路，为运放 A1 负输入端提供偏置电压 U1，作为比较电压基准。静态时，电容 C1 充电完毕，运放 A1 正输入端电压 U2 等于电源电压 V+，故 A1 输出高电平。当输入电压 Ui 变为低电平时，二 极管 D1 导通，电容 C1 通过 D1 迅速放电，使 U2 突然降至地电平，此时因为 U1>U2，故 运放 A1 输出低电平。当输入电压变高时，二极管 D1 截止，电源电压 R3 给电容 C1 充电， 

当 C1 上充电电压大于 U1 时，既 U2>U1，A1 输出又变为高电平，从而结束了一次单稳触 发。显然，提高 U1 或增大 R2、C1 的数值，都会使单稳延时时间增长，反之则缩短。 如果将二极管 D1 去掉，则此电路具有加电延时功能。刚加电时，U1>U2，运放 A1 输 出低电平，随着电容 C1 不断充电，U2 不断升高，当 U2>U1 时，A1 输出才变为高电平。 参考图 2。