廈門大學(xué)電子技術(shù)實驗十集成運算放大器構(gòu)成的電壓比較器..

1、.實驗報告實驗名 稱：實驗十集成運算放大器構(gòu)成的電壓比較器系別：班號：實驗組別：實驗者姓名：學(xué)號：實驗日期：實驗報告完成日期：可編輯.指導(dǎo)教師意見：目錄二、實驗原理3三、實驗儀器5四、實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)51. 單限電壓比較器52. 施密特電壓比較器7五、 實驗總結(jié)9可編輯.一、實驗?zāi)康?、掌握電壓比較器的模型及工作原理2、掌握電壓比較器的應(yīng)用二、實驗原理電壓比較器主要用于信號幅度檢測鑒幅器；根據(jù)輸入信號幅度決定輸出信號為高電平或低電平；或波形變換； 將緩慢變化的輸入信號轉(zhuǎn)換為邊沿陡峭的矩形波信號。常用的電壓比較器為： 單限電壓比較器；施密特電壓比較器窗口電壓比較器；臺階電壓比較器。下面以集成運放為

2、例，說明構(gòu)成各種電壓比較器的原理。1. 集成運算放大器構(gòu)成的單限電壓比較器：集成運算放大器構(gòu)成的單限電壓比較器電路如圖1(a) 所示。圖1(b) 為其電壓傳輸曲線。由于理想集成運放在開環(huán)應(yīng)用時，AV 、Ri 、Ro 0；則當(dāng) Vi<E R 時，VO=V OH ；反之，當(dāng) Vi>E R 時，VO=V OL ；由于輸出與輸入反相，故稱之為反相單限電壓比較器；通過改變ER值，即可改變轉(zhuǎn)換電平VT（VTER）；當(dāng) ER=0 時，電路稱為“過零比較器”。同理，將Vi 與 ER 對調(diào)連接，則電路為同相單限電壓比較器。圖 1(c) 為反相單限電壓比較器的應(yīng)用波形變換應(yīng)用?？删庉?2. 集成運算放

3、大器構(gòu)成的施密特電壓比較器：集成運算放大器構(gòu)成的施密特電壓比較器電路如圖2(a) 所示。圖2(b) 為其電壓傳輸特性曲線。當(dāng) VO=VOH 時，V 1VTR2VOHR3ER；VT稱為上觸發(fā)電R2R2R3R3平；當(dāng) VO=VOL 時，V2VTR2VOLR3ER；VT稱為下觸發(fā)電R2R2R3R3平；回差電平： VT VTVT當(dāng) Vi 從足夠低往上升，若 Vi>V T+ 時，則 Vo 由 VOH 翻轉(zhuǎn)為 VOL ；當(dāng) Vi 從足夠高往下降，若 Vi<V T- 時，則 Vo 由 VOL 翻轉(zhuǎn)為 VOH ；由于 VT+ 、VT- 不相等，故稱為雙限電壓比較器，而其電壓傳輸特性曲線具有遲滯回線

4、狀，又稱為遲滯比較器；由于輸入足夠低時，輸可編輯.出為高；輸入足夠高時，輸出為低；故稱為反相施密特電壓比較器；通過改變 ER 值，即可改變上、下觸發(fā)電平VT+ 、VT- ；同理，將 Vi 與ER 對調(diào)連接，則電路為同鄉(xiāng)施密特電壓比較器。圖 2(c) 為反相施密特電壓比較器的應(yīng)用波形變換應(yīng)用。三、實驗儀器1. 示波器 1臺2. 函數(shù)信號發(fā)生器 1 臺3. 數(shù)字萬用表 1 臺4. 多功能電路實驗箱 1 臺四、實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)1. 單限電壓比較器 ：（1）按圖 1(a) 搭接電路，其中R1=R 2=10k ，ER 由實驗箱提供；（2）觀察圖 1(a) 電路的電壓傳輸特性曲線；電壓傳輸特性曲線的測量方法

5、：用緩慢變化信號（正弦、三角）作 Vi (Vip-p =15V 、f=200Hz) ，將 Vi 接示波器 X 輸入，VO 接示波器 Y輸入，令示波器工作在外掃描方式 （X-Y ），觀察電壓傳輸特性曲線。（3）用直流電壓表測量參考電壓ER 值，調(diào)節(jié) ER，觀察特性曲線的轉(zhuǎn)換電平 VT 隨 ER 的變化情況；當(dāng)VT=1V ，記下 ER 的值，定量記錄電壓傳輸特性曲線；ER 增大， VT 增大，曲線向右移動。ER 減小， VT 減小，曲線向左移動?？删庉?VT = 1V 時， ER = 1.070VVOH = 10.0250V ，VOL = -12.2500VVOHVTVOL（ 4）當(dāng) VT=1V

6、，令示波器工作在內(nèi)掃描方式，同時觀察并畫出Vi、Vo 波形；根據(jù)電路工作原理， 用示波器測量 Vi 的轉(zhuǎn)換電平 VT 值；改變 RW ，觀察 ER 減小時， Vo 正脈寬 tu + 的變化情況；當(dāng) ER=0 時，觀察 Vo 波形說明為什么當(dāng) Vi 直流成分為 0 時， Vo 為對稱波形？輸入輸出波形圖：可編輯.當(dāng) ER 減小時，正脈沖的寬度逐漸變小。當(dāng) ER = 0 時， VT = 0 ，此時 VI>VT 和 VI<VT 的波形是對稱的，所以此時 VO 為對稱方波。2. 施密特電壓比較器 ：（1）按圖 2(a) 搭接電路，其中R1 =R 3=10k ，R2 為 10k 電位器， E

7、R 由實驗箱提供；（2 ）用電壓傳輸特性曲線測量方法觀察圖2(a) 電路的電壓傳輸特性曲線；（3）調(diào)節(jié) R2 電位器，觀察VT 變化情況；當(dāng)VT=4V ，調(diào)節(jié) RW ，用直流電壓表測量ER 的值，當(dāng) ER=1V ，定量記錄電壓傳輸特性曲線；VT=4V ，ER=1V 時，電壓傳輸特性曲線如圖所示?？删庉?VT+=3.59625V，VT-=-427.50mVVOH = 11.2500VVOL = -10.6250V（ 4）調(diào)節(jié) RW ，觀察電壓傳輸特性曲線的變化情況，當(dāng)ER=0V時，測量 VT- 、VT+ 的值；RW 增大時， VT+ 和 VT- 同時增大，曲線向右移動。RW 減小時， VT+ 和 VT- 同時減小，曲線向左移動。ER = 0V 時， VT+=2.00750V，VT-=-2.05500V。（ 5）令示波器工作在內(nèi)掃描方式(V-t) ，同時觀察并畫出Vi 、Vo波形；根據(jù)電路工作原理，用示波器測量Vi 的轉(zhuǎn)換電平 VT- 、VT+ 的值；改變 R,觀察 E 減小時， V+的變化情況。的正脈寬 tuWRo輸入輸出波形圖：可編輯.Vi 、 Vo 波形如圖所示。用示波器測得VT+=2.12500V，VT-=-2.43750V；ER 減小時，正脈寬tu+ 變小。五、實驗總結(jié)1、通過本次實驗掌握了電壓比較