Le LM358 est un amplificateur opérationnel double (op-amp) très polyvalent et largement utilisé dans de nombreuses applications électroniques en raison de ses excellentes performances et de sa flexibilité. Ce composant fonctionne avec une alimentation unique ou double, avec une plage de tension allant de 3V à 32V en alimentation simple ou ±1.5V à ±16V en alimentation double, ce qui le rend adapté à une variété de circuits. Avec une consommation de courant de seulement 0.7 mA par amplificateur, le LM358 est idéal pour les applications nécessitant une faible consommation d’énergie. De plus, il possède une tension d’offset d’entrée typique de 2 mV, garantissant une précision accrue dans les mesures de signal. Sa capacité à amplifier des signaux proches de la tension de masse permet son utilisation efficace avec des capteurs de faible niveau de signal. En raison de sa stabilité sans besoin de compensation supplémentaire, il est parfait pour les filtres actifs, les oscillateurs, et les amplificateurs de signal. Grâce à sa sortie qui peut atteindre près de 0V, il est également utilisé comme comparateur de tension dans des applications simples. Voici un tutoriel détaillant les points forts du LM358 et quelques exemples d’applications pratiques pour exploiter pleinement ses capacités.
Points forts du LM358
Faible consommation d’énergie
- Le LM358 est conçu pour fonctionner avec une faible consommation d’énergie, ce qui le rend idéal pour les applications alimentées par batterie.
- Il peut fonctionner avec une alimentation aussi basse que 3V, ce qui est utile pour les dispositifs portables.
Large plage de tensions d’alimentation :
- Il peut fonctionner avec une alimentation unique ou double, avec une plage de tension allant de 3V à 32V (simple) ou ±1.5V à ±16V (double).
- Cette flexibilité permet son utilisation dans une large variété de circuits électroniques.
Sortie à collecteur ouvert
- Les sorties des amplificateurs du LM358 peuvent atteindre près de 0V lorsqu’elles sont configurées pour une alimentation unique, ce qui est utile pour les circuits nécessitant une référence à la masse.
Compatibilité avec les entrées de signal bas niveau
- Le LM358 peut amplifier les signaux proches de la tension de masse, ce qui le rend idéal pour les capteurs et les autres dispositifs de bas niveau de signal.
- Il possède également une faible tension d’offset d’entrée, ce qui améliore la précision des mesures de signal.
Stabilité et facilité d’utilisation
- Le LM358 est stable sans nécessiter de compensation supplémentaire, ce qui simplifie la conception des circuits.
- Il est également robuste et tolère bien les surcharges et les conditions de fonctionnement difficiles.
Applications pratiques
Amplificateur de signal
- Le LM358 peut être utilisé comme un amplificateur de signal pour augmenter la force des signaux faibles provenant de capteurs ou d’autres sources.
- Par exemple, il peut amplifier les signaux de température, de lumière ou de pression pour les rendre utilisables par des microcontrôleurs.
Filtre actif
- En utilisant des résistances et des condensateurs, le LM358 peut être configuré comme un filtre actif pour éliminer les bruits indésirables d’un signal.
- Il peut être utilisé pour créer des filtres passe-bas, passe-haut, ou passe-bande selon les besoins.
Comparateur de tension
- Bien que le LM358 soit principalement un amplificateur opérationnel, il peut aussi être utilisé comme un comparateur de tension dans certaines applications simples.
- Par exemple, il peut surveiller la tension d’une batterie et activer une alarme lorsque la tension descend en dessous d’un seuil défini.
Oscillateur
- Le LM358 peut être utilisé pour créer des oscillateurs simples pour des applications de génération de signaux.
- Il peut générer des signaux carrés ou triangulaires pour des tests ou des circuits de timing.
Comment corriger les anomalies du LM358 pour des performances optimales
Le LM358, bien que polyvalent, présente certaines anomalies qu’il est important de reconnaître pour optimiser son utilisation. Une de ses limitations majeures est sa bande passante limitée à environ 1 MHz, ce qui peut poser problème dans des applications nécessitant des réponses en haute fréquence. Pour corriger cela, des amplificateurs opérationnels à bande passante plus large, comme le LM318, peuvent être utilisés. Le LM358 présente également une tension d’offset d’entrée typique de 2 mV, ce qui peut entraîner des erreurs dans des applications de précision. Cette anomalie peut être corrigée en ajoutant un circuit de compensation d’offset ou en utilisant des amplificateurs opérationnels avec une tension d’offset plus faible, comme le OP07. De plus, le LM358 souffre d’une réponse en fréquence limitée lorsqu’il est utilisé en configuration suiveuse de tension, ce qui peut être corrigé en choisissant un amplificateur avec une meilleure réponse en fréquence, tel que le TL071. Enfin, le LM358 peut présenter des problèmes de croisement lorsqu’il est utilisé en tant qu’amplificateur linéaire à des niveaux de sortie bas. L’ajout de diodes de compensation dans le circuit ou l’utilisation d’un amplificateur opérationnel spécifiquement conçu pour éviter le croisement, comme le LMC6482, peut aider à atténuer ce problème.