LM358可以说是电子工程师最熟悉的一块运放芯片了，双路通用运算放大器，供电范围宽、功耗低、价格便宜，几毛钱一片，在各种模拟电路里都能见到。从音频放大、信号调理到电源管理，LM358都能胜任。今天把LM358的几个经典应用电路梳理一遍，再分享一些实际调试中容易遇到的问题和解决办法。

先说说LM358的基本参数。供电电压范围3V到32V，单电源或双电源都能工作，这是它最大的优势之一。很多运放需要正负双电源供电，电路设计麻烦，LM358单电源5V就能跑，特别适合电池供电的便携设备。单位增益带宽1MHz，压摆率0.3V/us，这个性能做音频和低速信号处理完全够用，但做高频信号放大就不行了。输入失调电压2mV，精度要求高的场合可能需要调零或者换精密运放。输出不是轨到轨的，单电源5V供电时输出只能到0V到3.5V左右，留有一定的余量。

最经典的电路是同相比例放大器。输入信号接到运放的同相端（3脚），反相端（2脚）通过电阻R1接地，反馈电阻Rf接在输出端和反相端之间。电压放大倍数是1 + Rf/R1。比如R1取1k，Rf取9k，放大倍数就是10倍。这个电路输入阻抗高，对信号源的负载效应小。但要注意，同相放大器对共模信号也有放大作用，如果输入信号里有较大的共模干扰，可能会影响输出精度。

反相比例放大器也很常用。输入信号通过电阻R1接到反相端（2脚），同相端（3脚）接地，反馈电阻Rf接输出和反相端之间。放大倍数是-Rf/R1，负号表示输出和输入反相。反相放大器的优点是共模抑制比高，因为同相端接地，运放两个输入端的共模电压接近零。缺点是输入阻抗等于R1，如果R1取太小会拉低信号源，取太大又会引入噪声和偏置电流误差，需要权衡。

电压跟随器（缓冲器）是同相放大器的特例，Rf短路、R1开路，放大倍数是1。这个电路看起来没什么用，但实际应用很多。比如传感器输出阻抗很高，直接连后级电路会被拉低电压，中间加一个电压跟随器隔离一下，输出阻抗变得很小，带负载能力强多了。LM358做跟随器时要注意稳定性，有些运放在单位增益下会振荡，LM358内部有补偿电容，一般没问题，但负载电容太大的话还是要小心。

比较器是LM358的另一个常见用法。把运放开环使用，不加负反馈，同相端电压高于反相端时输出高电平，反之输出低电平。可以用来做零 crossing 检测、过压保护、温度报警。比如热敏电阻和固定电阻组成分压电路，温度升高时热敏电阻阻值变化，分压点电压改变，运放检测到这个电压超过阈值就输出报警信号。不过LM358做高速比较器响应不够快，如果需要纳秒级的响应时间，还是得用专用比较器芯片，比如LM339。

实际调试运放电路的时候，有几个常见问题。第一个是电源退耦没做好，运放工作不稳定，输出有高频振荡。解决办法是在电源引脚附近加一个0.1uF的陶瓷电容到地，滤除高频噪声。第二个是输入信号超出了共模输入范围，LM358的共模范围是0到Vcc-1.5V，单电源5V供电时输入不能超过3.5V，超了输出就会失真甚至饱和。第三个是输出摆幅不够，比如想输出0到5V的信号，但LM358只能输出0到3.5V，后级ADC采集不到满量程。这时候可以换轨到轨运放，比如TLV2462，或者提高供电电压到12V。

LM358的代换型号也不少。如果对带宽有更高要求，可以用LM358B或者LM2904，带宽提高到1.2MHz。如果需要更低功耗，MCP6002是不错的选择，静态电流只有100uA。如果需要轨到轨输出，TLV2462、MCP6022都能直接替换， pin-to-pin兼容。如果精度要求高，可以考虑精密运放如OPA2192，失调电压只有5uV，但价格贵不少。总之LM358是个万金油型的运放，一般的项目用它没问题，遇到特殊需求再针对性升级。