[运放] LM358数据手册及应用指南的相关疑惑

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 楼主 | 2019-12-2 23:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
先谢过各位前辈。

最近的工程需要用到LM358,故在设计之前详细阅读了很多关于LM358的资料,有一些描述迄今令人十分费解,还请各位前辈指教。

共模输入电压.PNG
1.LM358 TI的数据手册中,这里的-0.3到32V,是针对单电源和双电源么?双电源Input voltage可以到接近负轨电压吧?这里这样写未免不太严谨?


输入共模电压2.PNG
2.LM358 TI的数据手册中,推荐的共模电压范围是负电源到正电源减2V,这里的共模电压范围是指Vcm=(Vp+Vn)/2么?

参考手册对共模电压的建议.PNG
3.LM358应用手册中,对于输入共模电压范围,有这一描述:“……只有一个输入需要在共模电压范围内,而另外的可以高于共模电压范围或高于Vcc……”,但是下面紧接着说如果任意输入端或者两个输入端电压超过了Vcc,那么结击穿会发生。这里令人十分困惑,究竟推荐的输入共模电压范围到底应该为何?

比较器的建议.PNG
4.在LM358作为比较器使用的章节中,有这一描述:“……作为比较器使用的工况下,输入共模电压将等于最小的正输入电压,比如其中一个输入2V,另外一个输入3V,那么共模电压是2V”,这里也非常令人困惑,因为通常认为Vcm=Vp+Vn)/2=(3+2)/2=2.5V,我应该如何去理解这段话?以及令共模电压等于最小正输入电压的目的是什么?与前面描述的first crossover和second crossover有关吗?

这里贴上应用手册,谢谢!
德州仪器LM358应用手册.pdf (933.97 KB, 下载次数: 15)

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| 2019-12-3 09:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-3 09:40 编辑

难怪人家说,要想学好工科,不但数学要好,语文同样重要。



935235de5bb5898bb9.png



141055de5bd1fa7005.png




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| 2019-12-3 10:10 | 显示全部楼层
找个原理图自己分析吧。
很简单的。

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 楼主 | 2019-12-3 12:43 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-3 09:31
难怪人家说,要想学好工科,不但数学要好,语文同样重要。

谢谢您的耐心答复,是因为我的理解问题吗?

我的一开始的理解是,它说的可以高于common mode range或高于Vcc,这是在运放不出现问题的情况下的一个定论,但是后面又说junction breakdown can occur,所以我觉得有点困惑。

那么现在我可以理解为:如果作为比较器使用,其中一个可以超过common mode range或者VCC,但是超过Vcc可能导致junction breakdown。
这种理解没错吧?

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| 2019-12-3 12:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-3 13:02 编辑
真实科 发表于 2019-12-3 12:43
谢谢您的耐心答复,是因为我的理解问题吗?

我的一开始的理解是,它说的可以高于common mode range或高 ...


共模范围就是第一句话。

输入端电压高于或低于此范围会发生什么,都不影响第一句话的成立。
尤其是比较器,和放大器相比较,不要套用什么差模共模计算式 了。

另,翻译时,副词可重要了,不要随便省略或更改。某真写的电容器手册,成段翻译英文手册时,省略了大量副词,汉语意思可就大变了。
例如原文中说“击穿can发生”,意思是说可能会击穿,倘若省略掉,翻译成“会击穿”,意思就变成100%击穿了。

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 楼主 | 2019-12-3 18:03 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-3 12:56
共模范围就是第一句话。

输入端电压高于或低于此范围会发生什么,都不影响第一句话的成立。

了解,谢谢。
另外对于第4个问题,我应该如何理解'When used in a comparetor application, the  input common mode voltage of the op amp will be the same as the least positive input voltage.....'这段话呢?

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| 2019-12-3 20:52 | 显示全部楼层
真实科 发表于 2019-12-3 18:03
了解,谢谢。
另外对于第4个问题,我应该如何理解'When used in a comparetor application, the  input c ...

作为比较器,两个输入端只要有一个在共模电压范围内即可正常工作,该输入端处于线性状态。另一个输入端超过了共模电压范围,进入到饱和或截止状态。此时比较器的输出是正确的。

如果两个输入端都进入到饱和或者截止状态,比较器的输出就跟两个输入端的电压差无关了,跟内部的偏差有关,不管输入端谁高谁低,会固定输出高电平或者低电平。

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 楼主 | 2019-12-3 22:07 | 显示全部楼层
R2D2 发表于 2019-12-3 20:52
作为比较器,两个输入端只要有一个在共模电压范围内即可正常工作,该输入端处于线性状态。另一个输入端超 ...

这里“For example, if one input is 2 V and the other input is 3 V, the com-mon mode voltage would be 2 V.”该怎么理解?按大部分教材,输入共模电压的定义去计算应该是(2+3)/2=2.5V才是正确的,即同相端Vp和反相端Vn的算数平均值。是我对这里的共模电压的理解有偏差吗?

我甚至有点担心这是因为类似楼上朋友说的需要揣摩英文文法等相关问题,比如这里would be表达一种主观的、委婉的意愿,而不是陈述客观事实,'...the common mode voltage is 2'

谢谢。

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| 2019-12-3 22:44 | 显示全部楼层
真实科 发表于 2019-12-3 22:07
这里“For example, if one input is 2 V and the other input is 3 V, the com-mon mode voltage would  ...

共模电压就是两个输入端都具有的电压,差模电压是两个输入端的电压差,拿什么做共模电压并没有一定之规,特别是比较器状态下更没有必要计较这些鸡毛蒜皮。

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| 2019-12-4 09:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-4 09:36 编辑

教育界有个说法叫知识迁移(用个更夸张的成语叫举一反三)
先看我昨天的帖子:



556275de70b900d7c7.png





放大电路图:



674575de70cadb759e.png




上图中v0=(E1,E2)min

上图和你这个做对比,看看是不是一回事:


231815de70cef68b3f.png




把运放中的共模分量和差模分量的等效计算公式,直接迁移到运放作比较器电路,不妥当。







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 楼主 | 2019-12-5 23:02 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-4 09:34
教育界有个说法叫知识迁移(用个更夸张的成语叫举一反三)
先看我昨天的帖子:

明白了,只有在运放做闭环应用时(同相反相电压几乎相等),这样输入差分结构才处于正常的线性放大状态,才可以应用Vcm=(Vp+VN)/2的式子。

不过有一个新问题想问一下:运放做比较器时,所谓输入共模电压的定义,又是什么呢?

对于您上面的示意电路,结合应用手册下文的overload recovery章节,下面是我的理解:不同工况下,输入差分级 输出电压的大小。如有问题请指正,谢谢。
1.反相端电压远大于同相端: 同相大于反相.PNG

同相端远大于反相端:
反相大于同相.png

线性运用:
线性运用.png

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