电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器

电子技术实验报告电子技术实验报告 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 目录目录 一 实验目的 3 二 实验原理 3 1 集成运算放大器构成的单限电压比较器 3 2 集成运算放大器构成的施密特电压比较器 4 三 实验仪器 4 四 实验内容 5 1 单限电压比较器 5 2 施密特电压比较器 10 五 实验小结与疑问 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 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 VT 称为上触发电平 1 V T R2 2 3 3 2 3 当 VO VOL时 VT 称为下触发电平 2 V T R2 2 3 3 2 3 回差电平 当 Vi从足够低往上升 若 Vi VT 时 则 Vo由 VOH翻转为 VOL 当 Vi从足够高往下降 若 ViVT和 Vi VT的波形是对称的 所以就产生了 VO为对称波形 2 施密特电压比较器 1 按图 2 a 搭接电路 其中 R1 R3 10k R2为 10k 电位器 ER由实验箱提供 2 用电压传输特性曲线测量方法观察图 2 a 电路的电压传输特性曲 线 实验观察到的波形图 仿真观察到的波形图 vip p 13V 3 调节 R2电位器 观察 VT变化情况 当 VT 4V 调节 RW 用直 流电压表测量 ER的值 当 ER 2V 定量记录电压传输特性曲线 VT 4 02500V ER 2 002V 4 调节 RW 观察电压传输特性曲线的变化情况 当 ER 0V 时 测量 VT VT 的值 当 ER 0 002V 时 VT 1 99500V VT 2 06500V 5 令示波器工作在内扫描方式 同时观察并画出 Vi VO波形 根据电 路工作原理 用示波器测量 Vi的转换电平 VT VT 的值 改变 RW 观察 ER减 小时 Vo的正脉宽的变化情况 实验观察到的波形 画出的波形 ER 减小时 Vo 的正脉宽变小 五 实验小结与疑问 实验小结 1 在做运放实验时 接线需要小心谨慎 特别是对于偏置电压的接入 一 定要判断清楚恒压源的正负极才能接入 否则一旦出现线路接错 很容易就会 烧掉运放 2 对于集成运放基本运算电路实验 在做实验前先进行软件仿真了解其基 本特性是一个很好的方法 这样能够使得自己在自己动手做实验对于实验结果 有一定的预期 不但可以提高做实验的效率 而且也是减小实验失误的有效方 法之一 3 实验前应检验电路元器件 包括是否损坏 以及标称值与实际值的差异 我们不能轻易相信电阻的色环等标称值 有些元器件由于长时间放置 老化 或者本身就具有较大的误差 标称值与实际值有很大的差别 元器件的实际值 在实验前均需重新测定 否则直接做实验很容易出现较大误差甚至错误 而且 不利于实验矫正 4 施密特电压比较器的特点 1