由集成运算放大器组成的电压比较器.doc

广州大学学生实验报告开课学院及实验室:机械与电气工程学院510室 2013年12月13日学院机械与电气工程学院年级、专业、班12级、电气自动化、电气121姓名陈海兵学号1207300045实验课程名称电子技术试验仿真与实践成绩实验项目名称由集成运算放大器组成的电压比较器指导老师一、实验目的1、掌握比较器的电路构成及特点2、学会测试比较器的方法3、学会用Multisim电路仿真的方法测量比较器电路特性二、实验原理1、图1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，输入电压Ui加在反相输入端。图1（b）为（a）图比较器的传输特性。 (a) (b) 图1 电压比较器当UiUR时，运放输出低电平，Dz正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即：Uo=-UD。因此，以UR为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映两种状态。高电位和低电位。2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称Schmitt触发器）、双限比较器（又称窗口比较器）等。(1)、图9-2过零比较器D1D2为幅稳压管。信号从运放的反相端输入，参考电压为零。当u10时,u0=-(Uz+U D),当u1 U后,Uo 再度回升到UD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。- U 与U 的差别称为回差。改变R2 的数值可以改变回差的大小。三、使用仪器、材料函数信号发生器、双踪示波器、模拟电路实验箱、万用表、安装Mulitism电路仿真软件的计算机四、实验步骤1、过零电压比较器（1）如图5所示在运放系列模块中正确连接电路，打开直流开关，用万用表测量Ui悬空时的Uo电压。（2）从Ui输入500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察UiUo波形。图5 过零比较器2、反相滞回比较器（1）如图6所示正确连接电路，打开直流开关，ui接（+5/-5）V，以双踪示波器同时观察ui,uo的直流电位，细心调节ui电压，测出uo由+Uomax跳变为-Uomax时ui的临界值，此为下门限电平。（2）同上，测出测出uo由-Uomax跳变为+Uomax时ui的临界值，此为上门限电平。（3）ui接500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察uiuo波形。（4）将分压支路100k欧电阻改为200k欧，重复上述实验，测定传输特性图6 反相滞回比较器五、实验过程原始记录（数据，图表，计算等）1、过零比较器（1）ui悬空时u0 =6.82V（2）ui-uo的波形曲线 图7 ui-uo的波形曲线（3）ui-uo输出特性曲线图8 ui-uo输出特性曲线2、反相滞回比较器（1）ui的下门限电平为0.79，上门限电平为-0.74图9 uo由+Uomax跳变为-Uomax时ui的下门限电平波形图图10 uo由-Uomax跳变为+Uomax时ui的下门限电平波形图（2）ui-uo的波形曲线 图11 ui-uo的波形曲线（3）ui-uo的输出特性曲线图12 ui-uo的输出特性曲线六、实验结果及分析 1、过零比较器的特点 2、滞回比较器的特点（1）阈值电压UT=0，运放工作非线性 ( 1 )