厦门大学电子技术实验十集成运算放大器构成的电压比较器..

1、报告告实 验 名称：实验十 集成运算放大器构成的电压比较器 系别：班号：实验组别:实验者姓名：学号： 实 验日 期: 实验报告完成日期:指导教师意见：目录二、 实验原理3三、 实验仪器5四、 实验内容及数据 51. 单限电压比较器52. 施密特电压比较器7五、实验总结9亠、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

2、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。图1(b)为其电压传输曲线。由于理想集成运放在开环应用时，A/Tx、R工、Rt0;则当 V丘时，VO=VOh反之，当 V丘时，Vc=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V与Er对调连接，则电路为同相单限电压比较器。图1(c)为反相单限电压比较器的应用一一波形变换应用。rd(b)仏)应相单限电压比较器波形变换图1反相单限电压比絞器及传输特

3、性曲竣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)所示图2(b)为其电压传输特性曲线。当VO二VOh时，V VT匹一VohR3 Er； Vt .称为上触发电平;r2 +r3r2 + r3当V0=V0l时，V 2 =VTRVolR3 Er； VT_称为下触发电平;TR2+R3R2+R3T回差电平： Vt二Vt -Vt_忙皈郴施密特电用比较端波形变挠囲2反相施密特电JI比较器班传输特性曲蝮当V从足够低往上升，若 V>VT+时，则V0由VOh翻转为VOl；当V从足够高往下降，若 V<VT-时，则V0由VOl翻转为Voh；由于Vr+、Vr

4、-不相等，故称为双限电压比较器，而其电压传输特性 曲线具有迟滞回线状，又称为迟滞比较器；由于输入足够低时，输出 为高；输入足够高时，输出为低；故称为反相施密特电压比较器；通 过改变Er值，即可改变上、下触发电平 Vr+、Vt-；同理，将V与Er对调连接，则电路为同乡施密特电压比较器。图2(c)为反相施密特电 压比较器的应用波形变换应用。三、实验仪器1. 示波器1台2. 函数信号发生器1台3. 数字万用表1台4. 多功能电路实验箱1台四、实验内容及数据1.单限电压比较器：(1) 按图1(a)搭接电路，其中R=F2=10kQ,丘由实验箱提供；(2) 观察图1(a)电路的电压传输特性曲线；电压传输特

5、性曲线的测量方法：用缓慢变化信号(正弦、三角) 作V(Vip-p=15V、f=200Hz),将V接示波器X输入，VO接示波器Y输入, 令示波器工作在外扫描方式(X-Y),观察电压传输特性曲线。(3) 用直流电压表测量参考电压 丘值，调节Er,观察特性曲线的 转换电平VT随Er的变化情况；当VT=1V,记下丘的值，定量记录电压 传输特性曲线；民增大，VT增大，曲线向右移动。丘减小，VT减小，曲线向左移动。VT= 1V 时，民=1.070VVOh = 10.0250V , Vol = -12.2500V电压传输特性曲线15,0000VOH営0囂二 1OO25DVT3.545.00000.00000

6、0.5-5,0000VOL-12.2500止-15.0000(4) 当VT=1V,令示波器工作在内扫描方式，同时观察并画出V、Vo波形；根据电路工作原理，用示波器测量 V的转换电平VT值； 改变FW,观察Er减小时，Vo正脉宽tu+的变化情况；当 丘=0时，观察Vo波形说明为什么当V直流成分为0时，Vo为对称波形？输入输出波形图:&相单眼电&比较器週形査换当ER减小时，正脉冲的宽度逐渐变小。当ER= 0时，VT = 0,此时VI>VT和VIvVT的波形是对称的, 所以此时VO为对称方波。2.施密特电压比较器：(1) 按图2(a)搭接电路，其中R.=R=10kQ, R为10

7、kQ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；(3) 调节R电位器，观察 Vt变化情况；当厶Vt=4V,调节 R, 用直流电压表测量Er的值，当E=1V,定量记录电压传输特性曲线； VT=4V ER=1V寸，电压传输特性曲线如图所示。VT+=3.59625V VT-=-427.50mVVOH = 11.2500VVOL = -10.6250V电压传输特性曲线-9-715.TO0Q11.2500-mW11.250010.0005.000-5.000-10.6250000&-1（4） 调节R,观察电压传输特性曲线的变化情况，当氐0

8、V时， 测量MT、S的值；RW增大时，VT+和VT-同时增大，曲线向右移动。RW减小时，VT+和VT-同时减小，曲线向左移动。Er = 0V 时，VT+=2.00750V VT-=-2.05500V。（5）令示波器工作在内扫描方式（V-t），同时观察并画出V、Vo 波形；根据电路工作原理，用示波器测量 V的转换电平Vt-、Vt+的值； 改变R观察Er减小时，W的正脉宽tu +的变化情况。输入输出波形图：Vi、Vo波形如图所示。用示波 器测得VT+=2.12500V, VT-=-2.43750V ; ER减小时，正脉宽tu+变小。五、实验总结1、通过本次实验掌握了电压比较器的测量方法。2、了解了示波器外扫描、内扫描的区别，掌握观察电路电压传 输特性的方法。3、实验