ZHCAAM2B january   2019  – july 2023 LM124 , LM124-N , LM124A , LM158 , LM158-N , LM158A , LM224 , LM224-N , LM224A , LM258 , LM258-N , LM258A , LM2902 , LM2902-N , LM2902-Q1 , LM2902K , LM2902KAV , LM2904 , LM2904-N , LM2904-Q1 , LM2904B , LM2904B-Q1 , LM2904BA , LM321 , LM324 , LM324-N , LM324A , LM358 , LM358-N , LM358A , LM358B , LM358BA , TS321 , TS321-Q1

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1应用手册中包含的器件
    1. 1.1 常用原理图
    2. 1.2 基本器件型号
    3. 1.3 输入失调电压等级
    4. 1.4 最大电源电压
    5. 1.5 高可靠性选项
    6. 1.6 HBM ESD 等级
    7. 1.7 LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA、LM324B、LM2902B
  5. 2输入级注意事项
    1. 2.1 输入级原理图
    2. 2.2 输入共模范围
    3. 2.3 输入阻抗
    4. 2.4 相位反转
  6. 3输出级注意事项
    1. 3.1 输出级原理图，VOL 和 IOL
    2. 3.2 IOL 和共模电压
    3. 3.3 输出级原理图、VOH 和 IOH
    4. 3.4 短路拉电流
    5. 3.5 输出电压限制
  7. 4交流性能
    1. 4.1 压摆率和带宽
    2. 4.2 压摆率可变性
    3. 4.3 输出交叉延时时间
    4. 4.4 第一个交叉示例
    5. 4.5 第二个交叉示例
  8. 5低 VCC 引导
    1. 5.1 支持 –40°C 的低 VCC 输入范围
    2. 5.2 支持 –40°C 的低 VCC 输出范围
    3. 5.3 低 VCC 音频放大器示例
  9. 6比较器用法
    1. 6.1 运算放大器限制
    2. 6.2 输入和输出电压范围
    3. 6.3 过载恢复
    4. 6.4 压摆率
  10. 7未使用的放大器连接和将输入端直接接地
    1. 7.1 禁止将输入端直接接地
    2. 7.2 未使用的放大器连接
  11. 8结论
  12. 9修订历史记录

5.3 低 VCC 音频放大器示例

为了证明 3V 是一个可用但具有挑战性的电源电压，我们考虑采用一个 LM2904DR 3V 音频前置放大器示例（参见图 5-2）。该放大器在 30Hz 和 10kHz 下具有 40dB 带通增益和 –3dB 频率拐点。添加了上拉电阻器（RP1、RP2）以在 –40°C 的最坏情况下将输出范围增加至 0.9V 至 2.7V。为实现无削波的最大输出摆幅，使用了 1.76V 的输出偏置点，该点位于预期的 VOL 和 VOH 值中间，输入偏置点是输出的一半，即 0.88V，因为它很简单并且满足 0V 到 1V 的输入范围。温度越高，VOL 范围越大；而 VCC 越高，VOH 范围越大。这意味着，温度越高时有更多设计裕度防止低峰值输出削波；而在更大的 VCC 下，有更多设计裕度来防止高峰值输出削波。

GUID-64BE6040-C985-4D59-9972-F7802DFACCD3-low.gif图 5-2 3V 音频带通放大器原理图

为使最终的仿真系统正常工作，使用了一个设为 4V 的“假”VCC，因为 LM2904 模型不支持可提高 VOH 的上拉电阻器。该模型与上拉电阻器不兼容，但实际器件不会这样。AM1 和 AM2 仿真仪表用于检查输出电流的幅度和极性。确保电流表的负电流值高于 –100µA。电流需要大于恒流阱电流，这样 PNP 发射极跟随器会始终传导一些电流来防止交叉延时时间。图 5-3 是输出电压和输出电流的仿真结果。对于 8mV 峰值输入信号，最小负输出电流大于 –100µA。

GUID-B232D303-2FA3-4B1D-803F-23D76C947489-low.gif图 5-3 1kHz 正弦波瞬态仿真

图 5-4 显示了 VCC = 3V（Ta = –40°C 下）的基准测试结果。从生成的图中看，无削波的最高输出为 1.82Vpp。顶部波形是 U3 输出，底部波形是输入信号。图 5-5 显示了 VCC = 3V、Ta = 25°C 时的增益与频率间的关系图。

由此得出，3V 电源设计可成功使用。但是，使用 5V 或更高电源的应用将更容易设计。

GUID-A7FDF592-AB03-4584-8C01-34635660EB4C-low.gif图 5-4 无削波波形的 1kHz 最大振幅基准测试
GUID-B5629FF6-2765-4F8D-A6B6-DA27A581BB16-low.gif图 5-5 放大器电压增益与频率间的关系