6_比较器(比较器)电路.doc

实验 比较器电路熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合 掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法，研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响 了解集成电压比较器LM311的使用方法，及其与由运放构成的比较器的差别 进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧 二、实验原理 三、预习思考用运算放大器LM741设计一个单门限比较器，将正弦波变换成方波，运放采用双电源供电，电源电压为±12V，要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10，请根据LM741数据手册提供的参数，计算输入正弦波的最高频率可为多少。左右，计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求， 方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 画出迟滞比较器的输入输出波形示意图，并在图上解释怎样才能在示波器正确读出上限阈值电平和下限阈值电平Ch1接输入信号，ch2接输出信号，两通道接地，分别调整将两个通道的零基准线，使其重合。用示波器的游标功能，通道选择ch1,功能选择电压，测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。 查LM311的数据手册，列表记录其主要参数，并做简单解释。参数 条件 最小值 典型值 最大值 备注 输入失调电压 (mv) 7.5 输入失调电流 (nA) 50 输入偏置电流 (nA) 250 电压增益 (V/mV) 200 响应时间 (ns) 饱和电压 (V) 1.5 选通开关电流 (mA) 3.0 输出漏电流 (nA) 50 输入电压范围(V) 13.8 -14.7 15.0 具体见上次试验 完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。迟滞电压比较器单门限电压比较器： 用LM741构成一个单门限电压比较器，基准电平为0V，要求输出高低电平为±6V，供电电压为±12V，输入频率为１KHZ的正弦波，用示波器观察输入、输出信号波形，并用坐标纸定量记录（提示：可以使用稳压管）基准电平0V输入、输出信号波形图限电压比较器，这是因为稳压管有一定的正向导通压降，实际的稳压值应为6+0.7~6.7V 输入信号改为100HZ的正弦波，用示波器的X-Y显示方式测试比较器的传输特性，改变基准电压为±1V，观察传输特性曲线的变化，并用坐标纸定量记录显示的曲线（三条曲线要画在同一坐标平面内）。±1V，反转区会消失，是因为所取电压区间过小，故增大输入电压幅度使其为5V. 画于同一坐标平面内如下： 同图中可看出，每条传输特性曲线都有一个回差电压。 将输入信号改为５KHZ的正弦波重复(I)的内容，将测得结果与(I)进行分析比较基准电平0V输入、输出信号波形图基准电平0V电压比较器 将LM741改为LM311，重复（III），将测得结果与（III）进行分析比较。基准电平0V输入、输出信号波形图基准电平0V限电压比较器 迟滞比较器： 用LM741设计一个迟滞电压比较器，当输入电压高于7V时输出为-6V，输入电压低于3V时输出为6V，运放供电电压为±12V。 理论上,但由前面实验内容一知输出高低电平为时，实际稳压在左右，所以应取，实际在调时，其实不用调VR两端电压，因为电路发生变化，算的的值所对应的不一定是翻转点，而可以调节两电位器观察传输特性上两个翻转点，调节到所要求的3V,7V即可。 分别输入1KHZ和10KHZ的正弦波，用示波器观测输入、输出信号波形，并用坐标纸定量记录显示的信号波形，比较并分析它们的结果。时，输出波形还近似是方波，继续增大信号频率，发现输出波形出现失真，传输特性曲线也由两近乎平行的线而逐渐接近相交，故此时测量输出信号的值无意义。 4）输入、输出信号波形图1KHZ） 5）输入、输出信号波形图10KHZ） 输入信号改为100HZ的正弦波，用示波器的X-Y显示方式测试比较器的传输特性，并用坐标纸定量记录显示的曲线。 下限阈值电压 回差电压 中心电压 在本次实验电路中，驱动晶体三极管Q的基极电阻Rb阻值应如何确定?图中继电器线圈旁并联的二极管D2起什么作用? 答：的阻值由驱动三极管的驱动电流及第一级运放741的输出电压来确定。 图中继电器线圈旁并联的二极管D2 起到了对继电器保护的作用