电子技术实验—实验10集成运算放大器构成的电压比较器概述.docx

电子技术实验报告 实 验 名 称：集成运算放大器构成的电压比较器系 别：班 号：实验者姓名：学 号：实 验 日 期：实验报告完成日期： 目录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc438125339 一、实验目的  PAGEREF _Toc438125339 \h 3  HYPERLINK \l _Toc438125340 二、实验原理  PAGEREF _Toc438125340 \h 3  HYPERLINK \l _Toc438125341 1. 集成运算放大器构成的单限电压比较器  PAGEREF _Toc438125341 \h 3  HYPERLINK \l _Toc438125342 2. 集成运算放大器构成的施密特电压比较器  PAGEREF _Toc438125342 \h 4  HYPERLINK \l _Toc438125343 三、实验仪器  PAGEREF _Toc438125343 \h 4  HYPERLINK \l _Toc438125344 四、实验内容  PAGEREF _Toc438125344 \h 5  HYPERLINK \l _Toc438125345 1.?单限电压比较器  PAGEREF _Toc438125345 \h 5  HYPERLINK \l _Toc438125346 2.?施密特电压比较器  PAGEREF _Toc438125346 \h 10  HYPERLINK \l _Toc438125347 五、实验小结与疑问  PAGEREF _Toc438125347 \h 13   一、实验目的 1. 掌握电压比较器的模型及工作原理 2. 掌握电压比较器的应用 二、实验原理 电压比较器主要用于信号幅度检测——鉴幅器；根据输入信号幅度决定输出信号为高电平或低电平；或波形变换；将缓慢变化的输入信号转换为边沿陡峭的矩形波信号。常用的电压比较器为：单限电压比较器；施密特电压比较器窗口电压比较器；台阶电压比较器。下面以集成运放为例，说明构成各种电压比较器的原理。 1. 集成运算放大器构成的单限电压比较器 集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1（a）所示。由于理想集成运放在开环应用时，AV→∞、Ri→∞、Ro→0；则当ViER时，VO=VOH；反之，当ViER时，VO=VOL；由于输出与输入反相，故称之为反相单限电压比较器；通过改变ER值，即可改变转换电平VT（VT≈ER）；当ER=0时，电路称为“过零比较器”。同理，将Vi与ER对调连接，则电路为同相单限电压比较器。 2. 集成运算放大器构成的施密特电压比较器 集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2（a）所示。 当VO=VOH时，V+1=VT+=R2R2+R3VOH+R3R2+R3ER；VT+称为上触发电平； 当VO=VOL时，V+2=VT-=R2R2+R3VOL+R3R2+R3ER；VT-称为下触发电平； 回差电平：△VT=VT+-VT- 当Vi从足够低往上升，若ViVT+时，则Vo由VOH翻转为VOL； 当Vi从足够高往下降，若ViVT-时，则Vo由VOL翻转为VOH。 由于VT+、VT-不相等，故称为双限电压比较器，而其电压传输特性曲线具有迟滞回线形状，又称迟滞比较器；由于输入足够低时，输出为高；输入足够高时，输出为低；故称为反相施密特电压比较器；通过改变ER值，即可改变上、下触发电平VT+、VT-；同理，将Vi与ER对调连接，则电路为同相施密特电压比较器。 三、实验仪器 1.?示波器1台 2.?函数信号发生器1台 3.?数字万用表1台? 4.?多功能电路实验箱1台? 四、实验内容 1.?单限电压比较器? （1）?按图1（a）搭接电路，其中R1=R2=10kΩ，ER由实验箱提供； （2）?观察图1（a）电路的电压传输特性曲线； 电压传输特性曲线的测量方法：用缓慢变化信号（正弦、三角）作Vi(Vip-p=15V、f=200Hz)，将Vi=接示波器X（CH1）输入，VO接示波器Y（CH2）输入，令示波器工作在外扫描方式（X-Y）；观察电压传输特性曲线。 ①实验观察到的波形图： ②（X-Y）： ③仿真观察到的波形图： 可以看到波形中间出现了失真，推测是输入电压过大，超过了电路的允许范围，将Vip-p改为12V后，波形正常。 （3） 用直流电压表测量参考电压ER值，调节RW，观察特性曲线的转换电平VT随ER的变化情况；当VT=1V时