電子技術實驗報告—實驗10集成運算放大器構成的電壓比較器

電子技術實驗報告電子技術實驗報告 實 驗 名 稱 集成運算放大器構成的電壓比較器 系 別 班 號 實 驗 者 姓名 學 號 實 驗 日 期 實驗報告完成日期 目錄目錄 一 實驗目的 3 二 實驗原理 3 1 集成運算放大器構成的單限電壓比較器 3 2 集成運算放大器構成的施密特電壓比較器 4 三 實驗儀器 4 四 實驗內容 5 1 單限電壓比較器 5 2 施密特電壓比較器 10 五 實驗小結與疑問 13 一 實驗目的 1 掌握電壓比較器的模型及工作原理 2 掌握電壓比較器的應用 二 實驗原理 電壓比較器主要用于信號幅度檢測 鑒幅器 根據(jù)輸入信號幅度決定輸 出信號為高電平或低電平 或波形變換 將緩慢變化的輸入信號轉換為邊沿陡 峭的矩形波信號 常用的電壓比較器為 單限電壓比較器 施密特電壓比較器 窗口電壓比較器 臺階電壓比較器 下面以集成運放為例 說明構成各種電壓 比較器的原理 1 集成運算放大器構成的單限電壓比較器 集成運算放大器構成的單限電壓比較器電路如圖 1 a 所示 由于理想集 成運放在開環(huán)應用時 AV Ri Ro 0 則當 ViER時 VO VOL 由于輸出與輸入反相 故稱之為反相單限電壓比較 器 通過改變 ER值 即可改變轉換電平 VT VT ER 當 ER 0 時 電路稱為 過零比較器 同理 將 Vi與 ER對調連接 則電路為同相單限電壓比較器 2 集成運算放大器構成的施密特電壓比較器 集成運算放大器構成的施密特電壓比較器電路如圖 2 a 所示 當 VO VOH時 VT 稱為上觸發(fā)電平 1 V T R2 2 3 3 2 3 當 VO VOL時 VT 稱為下觸發(fā)電平 2 V T R2 2 3 3 2 3 回差電平 當 Vi從足夠低往上升 若 Vi VT 時 則 Vo由 VOH翻轉為 VOL 當 Vi從足夠高往下降 若 ViVT和 Vi VT的波形是對稱的 所以就產生了 VO為對稱波形 2 施密特電壓比較器 1 按圖 2 a 搭接電路 其中 R1 R3 10k R2為 10k 電位器 ER由實驗箱提供 2 用電壓傳輸特性曲線測量方法觀察圖 2 a 電路的電壓傳輸特性曲 線 實驗觀察到的波形圖 仿真觀察到的波形圖 vip p 13V 3 調節(jié) R2電位器 觀察 VT變化情況 當 VT 4V 調節(jié) RW 用直 流電壓表測量 ER的值 當 ER 2V 定量記錄電壓傳輸特性曲線 VT 4 02500V ER 2 002V 4 調節(jié) RW 觀察電壓傳輸特性曲線的變化情況 當 ER 0V 時 測量 VT VT 的值 當 ER 0 002V 時 VT 1 99500V VT 2 06500V 5 令示波器工作在內掃描方式 同時觀察并畫出 Vi VO波形 根據(jù)電 路工作原理 用示波器測量 Vi的轉換電平 VT VT 的值 改變 RW 觀察 ER減 小時 Vo的正脈寬的變化情況 實驗觀察到的波形 畫出的波形 ER 減小時 Vo 的正脈寬變小 五 實驗小結與疑問 實驗小結 1 在做運放實驗時 接線需要小心謹慎 特別是對于偏置電壓的接入 一 定要判斷清楚恒壓源的正負極才能接入 否則一旦出現(xiàn)線路接錯 很容易就會 燒掉運放 2 對于集成運放基本運算電路實驗 在做實驗前先進行軟件仿真了解其基 本特性是一個很好的方法 這樣能夠使得自己在自己動手做實驗對于實驗結果 有一定的預期 不但可以提高做實驗的效率 而且也是減小實驗失誤的有效方 法之一 3 實驗前應檢驗電路元器件 包括是否損壞 以及標稱值與實際值的差異 我們不能輕易相信電阻的色環(huán)等標稱值 有些元器件由于長時間放置 老化 或者本身就具有較大的誤差 標稱值與實際值有很大的差別 元器件的實際值 在實驗前均需重新測定 否則直接做實驗很容易出現(xiàn)較大誤差甚至錯誤 而且 不利于實驗矯正 4 施密特電壓比較器的特點 1