集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用(Ⅱ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、. 集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用()信號(hào)處理一電壓比較器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)2.學(xué)會(huì)測(cè)試比較器的方法二、實(shí)驗(yàn)原理 1.信號(hào)幅度比較就是一個(gè)模擬電壓信號(hào)去和一個(gè)參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變。通常用于越限報(bào)警和波形變換等場(chǎng)合。此時(shí)，幅度鑒別的精確性、穩(wěn)定性以及輸出反應(yīng)的快速性是主要的技術(shù)指標(biāo)。圖4-1所示為一最簡(jiǎn)單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相輸入端，電壓ui加在反相輸入端。當(dāng)uiUR時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，輸出端電位被箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz，即uo=Uz當(dāng)uiUR時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，Dz正向?qū)?，輸出端電位等于其正向壓降UD，即uo=

2、UD因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓ui變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)。高電位和低電位。表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線(xiàn)，稱(chēng)為傳輸特性。圖4-1(b)為(a)圖比較器的傳輸特性。2.常用的幅度比較器有過(guò)零比較器、具有滯回特性的過(guò)零比較器(又稱(chēng)Schmitt觸發(fā)器)、雙限比較器(又稱(chēng)窗口比較器)等。 (1)圖4-2為簡(jiǎn)單過(guò)零比較器（a）電路圖 （b）傳輸特性圖4-1 過(guò)零電壓比較器 （a）電路圖 （b）傳輸特性圖4-2 簡(jiǎn)單的過(guò)零比較器(2)圖4-3為具有滯回特性的過(guò)零比較器 (a) 電路圖 (b) 傳輸特性圖4-3 具有滯回特性的過(guò)零比較器過(guò)零比較器在實(shí)際工作時(shí)，如果ui恰好在過(guò)零值附近，則

3、由于零點(diǎn)漂移的存在，uo將不斷由一個(gè)極限值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)極限值，這在控制系統(tǒng)中，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將是很不利的。為此，就需要輸出特性具有滯回現(xiàn)象。如圖4-3所示，從輸出端引一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，若uo改變狀態(tài)，點(diǎn)也隨著改變電位，使過(guò)零點(diǎn)離開(kāi)原來(lái)位置。當(dāng)uo為正(記作U+)，U= U+,則當(dāng)uiU后，uo即由正變負(fù)(記作U-)，此時(shí)U變?yōu)?U。故只有當(dāng)ui下降到-U以下，才能使uo再度回升到U+，于是出現(xiàn)圖(b)中所示的滯回特性。-U與U的差別稱(chēng)回差。改變R2的數(shù)值可以改變回差的大小。(3)窗口(雙限)比較器簡(jiǎn)單的比較器僅能鑒別輸入電壓ui比參考電壓UR高或低的情況，窗口比較電路是由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器

4、組成，如圖4-4所示，它能指示出ui值是否處于UR+和UR-之間。 圖4-4 兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成的窗口比較器三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1.±12V 直流電源 4.直流電壓表2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 5.交流毫伏表3.雙蹤示波器(另配) 6.A741×2、2DW7×1電阻器等 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.過(guò)零電壓比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-5所示圖4-5 過(guò)零比較器(1)接通±12V電源(2)測(cè)量輸入端ui懸空時(shí)的Uo電壓。(3)ui輸入500Hz、幅值為2V的正弦信號(hào)，觀(guān)察ui-Uo的波形并記錄。(4)改變ui幅值，測(cè)量傳輸特性曲線(xiàn)。2.反相滯回比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-6所示圖4-6 反相滯回比較器(1)按圖接線(xiàn)，ui接+5V可調(diào)直流電源，測(cè)出uo由+Uomax-Uomax時(shí)ui的臨界值(2)同上，測(cè)出uo由-Uomax+Uomax時(shí)的臨界值(3)ui接500Hz，峰值為2V的正弦信號(hào)，觀(guān)察并記錄ui-uo波形(4)將分壓支路100K電阻改為200K，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)定傳輸特性。3.同相滯回比較器實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路如圖4-7所示 圖4-7 同相滯回比較器(1)參照2，自擬實(shí)驗(yàn)步驟及方法(2)將結(jié)果與2相比較4.窗口比較器參照?qǐng)D4-4自擬實(shí)驗(yàn)步驟和方法，測(cè)定其傳輸持