LM324N Dörtlü Operasyonel Amplifikatör Entegresi DIP-14

LM324N, tek bir DIP-14 kılıf içerisinde dört adet bağımsız operasyonel amplifikatör barındıran analog entegredir. Sensör sinyallerinin yükseltilmesi, analog sinyal işleme, gerilim karşılaştırma, aktif filtreleme, tampon devreleri ve çeşitli ölçüm uygulamalarında kullanılabilir.

Dört ayrı op-amp kanalının aynı entegre içerisinde bulunması sayesinde birden fazla analog sinyal işleme katı tek komponent kullanılarak oluşturulabilir. Tek besleme ile çalışabilmesi ve giriş ortak-mod gerilim aralığının GND seviyesini kapsaması, mikrodenetleyici ve sensör tabanlı devrelerde kullanımını kolaylaştırır.

Teknik Özellikler

• Model: LM324N
• Entegre Tipi: Operasyonel Amplifikatör
• Op-Amp Sayısı: 4 bağımsız kanal
• Kılıf Tipi: DIP-14 / PDIP-14
• Pin Sayısı: 14
• Besleme Tipi: Tek veya çift besleme ile çalışabilir
• Tek Besleme Gerilimi: Yaklaşık 3V seviyesinden başlayabilir
• Giriş Ortak-Mod Aralığı: GND seviyesini kapsar
• Birim Kazanç Bant Genişliği: Yaklaşık 1–1.2MHz
• Tipik Slew Rate: Yaklaşık 0.5V/µs
• Dahili frekans kompanzasyonu bulunur
• Düşük güç tüketimli analog uygulamalara uygundur
• Tek entegre içerisinde dört farklı analog yükselteç devresi kurulabilir

LM324N Pin Dizilimi ve Örnek Yükselteç Devresi

Yukarıdaki görsel LM324N'nin DIP-14 kılıftaki pin dizilimini ve entegre içerisindeki birinci operasyonel amplifikatör kullanılarak oluşturulan örnek terslemeyen yükselteç devresini göstermektedir.

DIP kılıf üzerindeki yarım daire şeklindeki çentik ve Pin 1 işareti entegrenin yönünü belirlemek için kullanılır. Pin numaralandırması üstten bakıldığında saat yönünün tersine doğru ilerler.

LM324N Pin Bağlantıları

• Pin 1 – OUT1: Birinci op-amp çıkışı
• Pin 2 – IN1−: Birinci op-amp tersleyen girişi
• Pin 3 – IN1+: Birinci op-amp terslemeyen girişi
• Pin 4 – VCC+: Pozitif besleme bağlantısı
• Pin 5 – IN2+: İkinci op-amp terslemeyen girişi
• Pin 6 – IN2−: İkinci op-amp tersleyen girişi
• Pin 7 – OUT2: İkinci op-amp çıkışı
• Pin 8 – OUT3: Üçüncü op-amp çıkışı
• Pin 9 – IN3−: Üçüncü op-amp tersleyen girişi
• Pin 10 – IN3+: Üçüncü op-amp terslemeyen girişi
• Pin 11 – VCC−: Negatif besleme veya tek beslemeli devrede GND bağlantısı
• Pin 12 – IN4+: Dördüncü op-amp terslemeyen girişi
• Pin 13 – IN4−: Dördüncü op-amp tersleyen girişi
• Pin 14 – OUT4: Dördüncü op-amp çıkışı

Dört Bağımsız Op-Amp Kanalı

LM324N içerisinde dört bağımsız operasyonel amplifikatör bulunur. Tüm kanallar aynı besleme pinlerini paylaşırken giriş ve çıkış bağlantıları birbirinden bağımsızdır.

Bu yapı sayesinde aynı entegre kullanılarak örneğin bir sensör sinyali yükseltilebilir, ikinci kanal filtreleme için kullanılabilir, üçüncü kanal tampon devresi olarak çalıştırılabilir ve dördüncü kanal başka bir analog sinyalin işlenmesinde kullanılabilir.

Terslemeyen Yükselteç Uygulaması

Görselin sağ tarafında LM324N içerisindeki birinci op-amp kullanılarak oluşturulan terslemeyen yani non-inverting yükselteç devresi gösterilmektedir. Giriş sinyali Pin 3 üzerindeki pozitif girişe uygulanır ve yükseltilmiş çıkış Pin 1 üzerinden alınır.

Çıkıştan tersleyen girişe bağlanan R1 direnci ve tersleyen girişten GND'ye bağlanan R2 direnci amplifikatörün gerilim kazancını belirler.

AV = 1 + (R1 / R2)

Görselde R1 ve R2 dirençlerinin her ikisi de 10kΩ olarak seçilmiştir. Buna göre devrenin teorik gerilim kazancı:

AV = 1 + (10kΩ / 10kΩ) = 2

Bu durumda ideal çalışma koşullarında girişe uygulanan sinyal yaklaşık iki katına yükseltilerek çıkışa aktarılır. Örneğin 1V giriş sinyali, op-amp'ın besleme ve çıkış salınım sınırları içerisinde yaklaşık 2V çıkış oluşturabilir.

Tek Besleme ile Kullanım

LM324N'nin önemli özelliklerinden biri tek bir pozitif güç kaynağı kullanılarak çalıştırılabilmesidir. Tek beslemeli devrede Pin 4 pozitif beslemeye, Pin 11 ise GND hattına bağlanabilir.

Görselde örnek yükselteç uygulaması +5V ile +12V arasında tek besleme kullanılarak gösterilmiştir. Bu değerler görseldeki örnek uygulamaya aittir; LM324 ailesi kullanılan üretici ve varyanta bağlı olarak daha geniş besleme gerilimi aralıklarını destekleyebilir.

Giriş Sinyalinin GND Seviyesine Yakın Çalışması

LM324N'nin giriş ortak-mod gerilim aralığı negatif besleme hattını, tek beslemeli uygulamalarda ise GND seviyesini kapsayabilir. Bu özellik düşük seviyeli sensör sinyallerinin işlenmesinde ve tek beslemeli analog devrelerde avantaj sağlar.

Bununla birlikte LM324N tam rail-to-rail bir op-amp değildir. Özellikle pozitif besleme gerilimine yakın giriş ve çıkış seviyelerinde çalışma sınırları dikkate alınmalıdır.

Tersleyen Yükselteç Olarak Kullanım

LM324N yalnızca görseldeki terslemeyen bağlantıda değil, tersleyen amplifikatör yapısında da kullanılabilir. Tersleyen bağlantıda giriş sinyali bir direnç üzerinden negatif girişe uygulanır ve pozitif giriş uygun referans seviyesine bağlanır.

Bu yapı analog sinyalin hem yükseltilmesi hem de fazının ters çevrilmesi gereken uygulamalarda kullanılabilir.

Voltaj Takipçisi Olarak Kullanım

Op-amp çıkışı doğrudan tersleyen girişe bağlandığında LM324N gerilim takipçisi yani buffer olarak kullanılabilir. Bu durumda devrenin gerilim kazancı yaklaşık 1 olur.

Gerilim takipçisi yüksek giriş empedansı ile düşük çıkış empedansı arasında tampon görevi görerek sensör veya analog sinyal kaynağının sonraki devre katından daha az etkilenmesine yardımcı olur.

Sensör Sinyallerinin Yükseltilmesi

Sıcaklık, ışık, basınç, akım veya diğer analog sensörlerden alınan düşük seviyeli gerilim sinyalleri doğrudan mikrodenetleyici ADC girişleri için yeterli olmayabilir. LM324N kullanılarak bu sinyaller uygun seviyeye yükseltilebilir veya tamponlanabilir.

Direnç ağı değiştirilerek sensörün ürettiği sinyal seviyesine uygun farklı kazanç değerleri oluşturulabilir.

Aktif Filtre Uygulamaları

LM324N harici direnç ve kondansatörlerle birlikte kullanılarak aktif alçak geçiren, yüksek geçiren veya bant geçiren filtreler oluşturmak için kullanılabilir.

Aktif filtre uygulamaları sensör sinyallerindeki istenmeyen yüksek frekanslı parazitlerin azaltılması, ses sinyallerinin işlenmesi ve analog ölçüm devrelerinde belirli frekans aralıklarının seçilmesi için kullanılabilir.

Karşılaştırıcı Uygulamaları

LM324N bazı düşük hızlı eşik algılama uygulamalarında iki gerilim seviyesinin karşılaştırılması amacıyla da kullanılabilir. Bir girişe referans gerilimi, diğer girişe ölçülen sinyal uygulanarak çıkışın belirlenen eşik seviyesine göre değişmesi sağlanabilir.

Yüksek hızlı veya hassas dijital karşılaştırma gereken uygulamalarda ise bu amaç için özel olarak tasarlanmış comparator entegreleri tercih edilmelidir.

DIP-14 Kılıfın Kullanım Avantajı

LM324N'nin DIP-14 kılıfı breadboard, delikli pertinaks ve soketli PCB uygulamalarında kolay kullanım sağlar. Bacak aralığı standart DIP yapısında olduğu için prototip ve eğitim devrelerinde lehimleme veya entegre soketi ile kullanılabilir.

DIP kılıf özellikle elektronik eğitimleri, laboratuvar uygulamaları ve hızlı prototip geliştirme çalışmalarında SMD paketlere göre daha kolay bağlantı ve değişim imkanı sunar.

PCB Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Pin 4 pozitif besleme, Pin 11 ise negatif besleme veya GND hattına doğru bağlanmalıdır
• Besleme pinlerinin yakınına uygun bypass kondansatörü yerleştirilmesi önerilir
• Düşük seviyeli analog giriş yolları yüksek akımlı ve hızlı dijital hatlardan uzak tutulmalıdır
• Geri besleme dirençleri op-amp pinlerine mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir
• Kullanılmayan op-amp girişleri bağlantısız ve kontrolsüz durumda bırakılmamalıdır
• Giriş ve çıkış gerilimlerinin kullanılan besleme sınırları içerisinde kalmasına dikkat edilmelidir

Kullanım Alanları

• Sensör sinyali yükseltme devreleri
• Analog sinyal işleme uygulamaları
• Terslemeyen yükselteç devreleri
• Tersleyen yükselteç devreleri
• Gerilim takipçisi ve buffer devreleri
• Aktif filtre uygulamaları
• DC kazanç devreleri
• Analog ölçüm sistemleri
• Mikrodenetleyici ADC giriş devreleri
• Ses ve düşük frekanslı sinyal uygulamaları
• Elektronik eğitim ve deney devreleri
• Prototip ve hobi elektroniği uygulamaları

Paket İçeriği

• 1 Adet LM324N Dörtlü Operasyonel Amplifikatör Entegresi DIP-14