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模電實驗報告
實驗
集成運放基本應用 電壓比較器
姓名：
學號：
班級：
院系：
指導老師：
2016年月日星期
目錄
實驗目的： 2
實驗器件與儀器： 2
實驗原理： 3
實驗內(nèi)容： 4
實驗：集成運放基本應用 電壓比較器
實驗目的：
1. 掌握比較器的電路構(gòu)成及特點。
2. 學會測試比較器的方法。
實驗器件與儀器：
儀器及器件名稱
型號
數(shù)量
+12V直流穩(wěn)壓電源
DP832
1
函數(shù)信號發(fā)生器
DG4102
1
示波器
MSO2000A
1
數(shù)字萬用表
2、
DM3058
1
集成運算放大電路
μA741
2
穩(wěn)壓管
2CW231
1
二極管
4148
2
電阻器
若干
電容器
若干
實驗原理：
電壓比較器的功能是比較兩個電壓的大小。例如，將一個信號電壓Ui和另一個參考電壓Ur進行比較，在Ui>Ur和Ui
3、小。若按理想情況考慮時，則集成運放開環(huán)工作時
當 Ui>0時，Uo為低電平
Ui<0時，Uo為高電平
電壓傳輸特性曲線
2、滯回電壓比較器
滯回電壓比較器是由集成運放外加反饋網(wǎng)絡構(gòu)成的正反饋電路， Ui為信號電壓，Ur為參考電壓值，輸出端的穩(wěn)壓管使輸出的高低電平值為Uz。
電壓傳輸特性曲線
可以看出，當輸入電壓從低逐漸升高或從高逐漸降低經(jīng)過0電壓時，Uo會從一個電平跳變?yōu)榱硪粋€電平，稱0為過零比較器的閾值。閾值定義為當比較器的輸出電平從一個電平跳變到另一個電平時對應的輸入電壓值。
實驗內(nèi)容：
1. 過零比較器
(1)按
4、圖接線Vi懸空時測Vo的電壓。
實驗測得Vi懸空時測Vo的電壓為3.8154V。
(2) Vi輸入500HZ有效值為1V的正弦波，觀察Vi和Vo波形并記錄。
(3)改變Vi幅值，觀察Vo變化。
增大Vi值測得Vi和Vo波形如下：
當Ui<0時，由于集成運放的輸出電壓Uo’=+Uom，使穩(wěn)壓管D2工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，所以輸出電壓Uo=Uz；當Ui>0時，由于集成運放的輸出電壓Uo’=-Uom，使穩(wěn)壓管D1工作在穩(wěn)壓狀態(tài),所以輸出電壓Uo=-Uz。
2. 反相遲滯比較器
(1)按圖接線，并將RP1調(diào)為100K，Vi接DC電壓源，測出Vo由+Vom→- Vom時Vi的臨界值。
實
5、驗結(jié)果：UTH1 =374mV
(2)同上，Vo由-Vom→+ Vom時Vi的臨界值。
實驗結(jié)果：UTH2=477mV
(3) Vi接500HZ有效值為1V的正弦波信號，觀察并記錄Vi和Vo波形。
(4)將電路中RP1調(diào)為200K，重復上述實驗。
UTH1 =328mV
UTH2=396mV
集成運放的反向輸入端電位UN=Ui，同向輸入端電位UP=R2Uz/(R2+R3)，令UN=UP得到閾值電壓UTH=R2Uz/(R2+R3)。假設Ui
6、Uo才會從+ UTH躍變?yōu)閁TH。同理，假設Ui>UTH，那么UN一定大于UP，因而Uo=Uz，所以UP=UTH。只有當輸入電壓Ui減小到UTH，再減小一個無窮小量時，輸出電壓Uo才會從UTH躍變?yōu)?UTH。
3. 同相遲滯比較器
(1)按圖接線，并將RP1調(diào)為100K，Vi接DC電壓源，測出Vo由+Vom→- Vom時Vi的臨界值。
實驗結(jié)果：UTH1 =452mV
(2)同上，Vo由-Vom→+ Vom時Vi的臨界值。
實驗結(jié)果：UTH2=530mV
(3) Vi接500HZ有效值為1V的正弦波信號，觀察并記錄Vi和Vo波形。
(4)將電路中RP1調(diào)為200K，重復上
7、述實驗。
UTH1 =901mV
UTH2=928mV
(5)將實驗結(jié)果與2相比。
相比可知電路閾值相同，只是輸出電壓Uo相位相反。
集成運放的反向輸入端電位UN=0，同向輸入端電位UP=R2Uz/(R2+R3)+ R3Ui/(R2+R3)，令UN=UP得到閾值電壓UTH=R2Uz/R3。假設UiUTH，那么UN一定小于UP，因而Uo=+Uz，當輸入電壓Ui減小到UTH，再減小一個無窮小量時，輸出電壓Uo才會從+UTH躍變?yōu)閁TH。
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模電實驗報告 九 電壓比較器
