原標(biāo)題：6種簡單電路圖之LM358應(yīng)用電路圖（直流耦合低通RC有源濾波器 低漂移峰值檢測器）

LM358是一款經(jīng)典的雙運放芯片，具有低功耗、寬電壓范圍（3V~32V）和低成本的特點，廣泛應(yīng)用于信號調(diào)理、濾波和檢測電路。以下詳細(xì)解析兩種典型應(yīng)用電路：直流耦合低通RC有源濾波器和低漂移峰值檢測器，并提供電路圖與關(guān)鍵設(shè)計要點。

一、直流耦合低通RC有源濾波器

1. 電路功能

• 作用：濾除高頻噪聲，保留低頻信號（如音頻信號、傳感器輸出），同時通過直流耦合傳遞直流分量。

• 特點：

• 相比無源RC濾波器，有源濾波器無負(fù)載效應(yīng)，且可提供增益。

• 直流耦合設(shè)計允許信號中的直流偏置通過。

2. 電路圖

Vin ───[R1]───┬───[C1]─── GND             │             ├─[─]─── Vout             │    │            [R2] [C2]             │    │             GND  GND （LM358接成電壓跟隨器或同相放大器）

• 典型配置：

• R1和C1構(gòu)成輸入RC濾波（截止頻率f_c=1/(2πR1C1)）。

• R2和C2構(gòu)成反饋RC濾波，進(jìn)一步抑制高頻（通常R2=R1，C2=C1）。

• 運放接法：同相放大器（增益=1+Rf/Rin，若需單位增益則直接接電壓跟隨器）。

• 濾波部分：

3. 設(shè)計要點

• 截止頻率計算：

一、直流耦合低通RC有源濾波器

1. 核心功能

• 作用：濾除高頻噪聲，保留低頻信號（如傳感器輸出或音頻信號），同時允許直流分量通過。

• 優(yōu)勢：相比無源濾波器，有源濾波器無負(fù)載效應(yīng)，且可提供增益或緩沖。

2. 電路結(jié)構(gòu)

• 輸入級：電阻（R）和電容（C）串聯(lián)，構(gòu)成RC低通濾波器。

• 運放配置：通常接成電壓跟隨器（單位增益）或同相放大器（可調(diào)增益）。

• 反饋路徑：可選RC濾波網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步抑制高頻。

3. 設(shè)計要點

• 截止頻率：通過調(diào)整R和C的值設(shè)定（高頻信號被衰減，低頻信號通過）。

• 直流耦合：輸入信號的直流分量直接通過運放傳遞到輸出，無電容隔直。

• 增益選擇：若需放大信號，可通過反饋電阻調(diào)整增益；若僅需濾波，使用電壓跟隨器。

4. 應(yīng)用場景

• 傳感器信號調(diào)理（如溫度、壓力傳感器）。

• 音頻信號預(yù)處理（去除高頻噪聲）。

二、低漂移峰值檢測器

1. 核心功能

• 作用：檢測輸入信號的峰值，并保持輸出電壓穩(wěn)定，適用于記錄信號最大值的場景。

• 優(yōu)勢：低漂移設(shè)計減少二極管壓降和運放偏置電流的影響，輸出穩(wěn)定。

2. 電路結(jié)構(gòu)

• 輸入級：二極管（肖特基二極管優(yōu)先）連接輸入信號和電容（C），用于峰值充電。

• 保持電容：電容存儲峰值電壓，通過電阻緩慢放電。

• 運放緩沖：接成電壓跟隨器，隔離負(fù)載對電容的影響，防止電壓下降。

• 復(fù)位功能：可選手動或自動復(fù)位（如通過開關(guān)或MOSFET放電）。

3. 設(shè)計要點

• 峰值保持：當(dāng)輸入信號上升時，二極管導(dǎo)通，電容充電至接近峰值；信號下降時，二極管截止，電容保持電壓。

• 低漂移設(shè)計：使用肖特基二極管降低正向壓降，運放緩沖減少電容放電。

• 放電時間：通過調(diào)整電阻和電容的值設(shè)定（時間越長，保持越穩(wěn)定，但響應(yīng)越慢）。

4. 應(yīng)用場景

• 脈沖信號幅度測量。

• 音頻信號峰值記錄。

• 電源電壓監(jiān)控（記錄瞬態(tài)過壓）。

三、對比與總結(jié)

設(shè)計建議

1. 濾波器設(shè)計：

• 若需高精度濾波，可考慮多階有源濾波器（如二階Sallen-Key）。

• 確保輸入信號的直流偏置在運放共模輸入范圍內(nèi)。

2. 峰值檢測器優(yōu)化：

• 選擇低正向壓降的肖特基二極管。

• 添加保護(hù)電路（如TVS二極管）防止輸入過壓損壞運放。

四、總結(jié)

• LM358優(yōu)勢：

• 雙運放設(shè)計適合同時實現(xiàn)濾波和檢測功能。

• 低成本、寬電壓范圍，適合工業(yè)和消費電子。

• 設(shè)計核心：

• 濾波器需平衡截止頻率與增益。

• 峰值檢測器需優(yōu)化二極管選擇和放電時間。

通過以上電路，LM358可高效實現(xiàn)信號濾波和峰值檢測，適用于低成本、高可靠性的應(yīng)用場景。