【成功案例】国产运算放大器圣邦微LM358替代TI成功实现便携式医疗设备介质检测

时间： 2019-03-29 来源：世强

技术问答

圣邦微推出的LM358是针对TI的LM358的降成本型号，后来圣邦又推出SGM358；SGM358是5.5V工艺的，支持轨到轨输入、输出，价格也稍高些。LM358与SGM358各有优缺点，LM358电源输入范围广，但是不支持轨到轨输出，价格会低一些；SGM最大电源输入5.5V，支持轨到轨输入输出，但是价格会高一些。公司开发的一款便携式医疗设备需要检测通道内的介质，介质检测采用光电传感器，由于距离较远信号比较微弱，所以需要对接收信号进行放大处理，运放这块就使用了圣邦微的LM358ZS8G/TR.

LM358ZS8G/TR可双电源供电±1.5V~±16V，但是不管是考虑到双电源供电的成本和PCB尺寸的小型化，一般主控板都只是正电源供电；LM358ZS8G/TR在设计的时候也考虑到了这个问题，支持单电源供电3V~32V的电压输入。LM358ZS8G/TR的直流电压增益高达100dB，单位增益频带宽达到1.4Mhz，当增益设置为100时，还能保证1.1MHz的带宽增益，这一点在传感器电路应用中很重要。当然选择LM358ZS8G/TR的原因还有一点就是成本低，属于性价比高的那一类。功能框图如图1所示：

图1功能框图

LM358ZS8G/TR的电路原理图也比较简单，可以采用单电源供电的方式，实际项目中原理图如下图所示：

图2原理图

其中Q1是接收管，作为传感器电路的信号接收端；R2-1和C2-1构成一个低通滤波电路，目的是为了滤除高频噪声。R2-2、R2-3与LM358构成同相比例运算放大器，放大倍数G=(1+R2-3/ R2-2)=(1+68k/3k)=24。实际测试接收管传感器的输入信号如图3所：

图3接收管信号

从示波器图形可以看出最大值91mV，最小值37mV；压差只有54mV这么小的电平变化如果直接给MCU，MCU是不能区别这个电平变化的；而且从图形可以看出噪声比较大。经过低通滤波和运放处理后实际测试波形如图4所示：

最大电平2.24V最小电平0.78V压差1.4V；虽然最小电平有点高0.78V但是MCU在做检测的时候是使用压差法，电平压差1.4V完全满足要求，可以检测到介质的有无。

大家以后在项目中有运放需求可以考虑LM358也可以考虑圣邦微新推出的SGM358；世强作为一个综合化的大平台，大家有什么问题也可以咨询世强的专业技术人员

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