LM358是一个常见的双运算放大器，广泛应用于各种模拟信号的放大、比较和信号处理任务。在许多应用中，LM358也可作为比较器来使用。本文将介绍LM358作为比较器时的典型电路。
LM358是由National Semiconductor公司（现为意法半导体公司STMicroelectronics）生产的双运算放大器，具有较低的功耗和良好的性能。其主要特点包括： - 工作电压范围：3V到32V（单电源供电）或±1.5V到±16V（双电源供电） - 输出驱动能力：能够直接驱动TTL逻辑电平 - 高增益：典型开环增益为100dB - 低功耗：适用于低功耗设计
比较器是一种利用差分输入信号的放大器，通过对输入信号进行比较，将输入信号与参考电压进行比较，根据比较结果输出高电平或低电平的电路。
当输入信号大于参考电压时，比较器输出高电平；当输入信号小于参考电压时，比较器输出低电平。LM358的工作特点使其适用于一些不需要线性输出的应用场合，比如电平检测、零点交叉检测等。
在这种电路中，LM358作为一个单端比较器工作，其电源是单电源，通常为5V或12V。电路的基本连接如下：
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+Vcc (5V或12V)
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.-.
| |
| | R1
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'-'
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|-------> 输出
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+----> 负载
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.-.
| | R2
| |
'-'
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|-------> 输入信号 (Vin)
|
参考电压 Vref
工作原理： - 当Vin > Vref时，输出为高电平。 - 当Vin < Vref时，输出为低电平。
如果使用双电源供电（如±15V），则可以让比较器的输出在两个电源之间切换，更好地适应一些需要双极性输出的应用。
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+Vcc (15V)
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.-.
| | R1
| |
'-'
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|-------> 输出
|
.-.
| | R2
| |
'-'
|
|-------> 输入信号 (Vin)
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参考电压 Vref
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-Vee (-15V)
在双电源情况下： - 当Vin > Vref时，输出为正电平（接近+Vcc）。 - 当Vin < Vref时，输出为负电平（接近-Vee）。
为了避免由于噪声或信号波动导致输出频繁切换（即抖动），可以在比较器电路中加入滞回电路。滞回电路通过引入正反馈来创建一个滞回区间，这样在输入信号改变时，只有在输入信号达到一定的门槛值时，比较器的输出才会发生变化。
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+Vcc
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.-.
| | R1
| |
'-'
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|-----> 输出
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+----> 正反馈
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输入信号 (Vin)
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参考电压 Vref
滞回的工作原理是，当输入信号Vin超过一定的门槛值时，输出的电平才会切换。滞回区域能够有效避免由于微小的信号波动引起的频繁切换。
在电平检测电路中，LM358可以用来判断输入信号是否超出预设的电平（例如电池电压、温度传感器输出等）。当输入信号达到某个阈值时，比较器会改变输出状态，进而触发其他电路或系统。
LM358还可用于零点交叉检测电路，即检测交流信号过零的瞬间。这类应用常见于正弦波信号的测量、时序控制等领域。
利用比较器，可以将模拟信号转换为脉冲宽度调制（PWM）信号。在这种电路中，参考信号为三角波或锯齿波，输入信号为需要进行调制的模拟信号。比较器输出的脉冲宽度与输入信号的幅度成比例。
LM358作为一种运算放大器，具备了广泛的应用潜力，尤其是在作为比较器时，它能够高效地将模拟信号与参考电压进行比较，输出高低电平。通过适当的电路设计，LM358不仅能用于电平检测、零点交叉检测等基本应用，还能够与其他电路（如PWM调制）协作，满足复杂的应用需求。