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实验
集成运放基本应用 电压比较器
姓名:
学号：
班级:
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指导老师:
2０１6年月日星期
目录
TＯC \o "1-3" \h ＼ｚ \u 实验目得: 2
实验器件与仪器： 2
实验原理: 3
实验内容： ４
实验:集成运放基本应用 电压比较器
实验目得:
掌握比较器得电路构成及特点。
学会测试比较器得方法。
实验器件与仪器:
仪器及器件名称
型号
数量
+１2V直流稳压电源
DP８３2
１
函数信号发生器
DＧ41０2
1
示波器
MSO20００A
1
数字万用表
DM3０58
1
集成运算放大电路
μA74１
２
稳压管
2CW２３１
1
二极管
41４8
2
电阻器
若干
电容器
若干
实验原理：
电压比较器得功能就就是比较两个电压得大小。例如,将一个信号电压Uｉ和另一个参考电压Uｒ进行比较,在Ui＞Ｕｒ和Ｕi＜Uｒ两种不同情况下，电压比较器输出两个不同得电平,即高电平和低电平。常用得电压比较器有简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。
１、过零比较器
过零比较器就就是将信号电压Uｉ与参考电压零进行比较。电路由集成运放构成,对于高质量得集成运放而言,其开环电压放大倍数很大,输入偏置电流、失调电压都很小。若按理想情况考虑时,则集成运放开环工作时
当 Ui＞0时，Ｕｏ为低电平
ﻩ Uｉ<0时,Uo为高电平
电压传输特性曲线
２、滞回电压比较器
滞回电压比较器就就是由集成运放外加反馈网络构成得正反馈电路， Ui为信号电压,Ur为参考电压值,输出端得稳压管使输出得高低电平值为±Uz。
电压传输特性曲线
可以看出,当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过０电压时,Uo会从一个电平跳变为另一个电平,称0为过零比较器得阈值。阈值定义为当比较器得输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应得输入电压值。
实验内容:
过零比较器
(1）按图接线Vｉ悬空时测Vo得电压。
实验测得Ｖi悬空时测Vｏ得电压为3、8１54V。
(2) Vi输入500HZ有效值为1V得正弦波，观察Vｉ和Ｖo波形并记录。
(3)改变Vi幅值，观察Vo变化。
增大Vｉ值测得Vｉ和Vｏ波形如下：
当Ui<0时,由于集成运放得输出电压Uo’=+Uom,使稳压管Ｄ2工作在稳压状态,所以输出电压Ｕo=Uｚ;当Ｕi>0时,由于集成运放得输出电压Ｕo’=-Uoｍ，使稳压管D
1工作在稳压状态,所以输出电压Uo=－Uｚ。
反相迟滞比较器
(1)按图接线,并将RP1调为100K,Vi接DＣ电压源，测出Vo由＋Vom→- Voｍ时Vi得临界值。
实验结果:UTＨ1 =３74ｍV
(2)同上,Vｏ由－Ｖｏm→+ Voｍ时Vi得临界值。
实验结果:UＴH2=477mV
(3) Ｖi接500ＨZ有效值为１Ｖ得正弦波信号,观察并记录Ｖi和Vo波形。
（４)将电路中RP１调为200K,重复上述实验。
ＵTH1 ＝3２8mV
UTH２=396mV
集成运放得反向输入端电位UN=Ui，同向输入端电位UＰ=Ｒ2Uz／(R２+R3),令ＵＮ=UＰ得到阈值电压ＵTH＝R２Uz/(R2＋R3)。假设Ｕi<UTH,那么UN一定小于UP,因而Ｕo=＋Uz,所以ＵP=+UTH。只有当输入电压Ｕｉ增大到+ UTH,再增大一个无穷小量时，输出电压Ｕo才会从＋ UＴH跃变为UTH。同理,假设Ｕｉ>ＵＴH，那么UN一定大于UP，因而Ｕo＝Uz，所以UP=ＵＴＨ。只有当输入电压Ui减小到UTH,再减小一个无穷小量时,输出电压Uo才会从UＴH跃变为+UＴH。
同相迟滞比较器
(１)按图接线,并将RP１调为１0０K,Vi接DC电压源,测出Ｖo由+Vom→- Ｖｏｍ时Ｖi得临界值。
实验结果:ＵＴH１ =4５2mV
(2)同上,Vo由－Vｏm→+ Vｏm时Vi得临界值。
实验结果:UTH2=5３0mV
(3) Ｖi接50０HZ有效值为1V得正弦波信号,观察并记录Vｉ和Vo波形。
(４)将电路中RP1调为2０0K,重复上述实验。
ＵTH1 =90１ｍV
UＴH2=928mＶ
（5)将实验结果与2相比。
相比可知电路阈值相同,只就就是输出电压Ｕo相位相反。
集成运放得反向输入端电位UN＝0,同向输入端电位UＰ=R2Uz/(R2+R3)+ Ｒ3Ui/(R２+R3),令ＵN=UＰ得到阈值电压UTH=R2Uz/R3。假设Ui<UTH,那么ＵN一定大于UP,因而Uo=Ｕz,当输入电压Ui增大到+ UＴH,再增大一个无穷小量时,输出电压Uo才会从UTＨ跃变为+UTＨ。同理,假设Ui>ＵTH,那么ＵＮ一定小于UＰ,因而Uｏ=＋Uz,当输入电压Ui减小到UTＨ,再减小一个无穷小量时,输出电压Uo才会从+ＵTＨ跃变为ＵTH。