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模電實驗報告
實驗
集成運放基本應(yīng)用 電壓比較器
姓名：
學(xué)號：
班級：
院系：
指導(dǎo)老師：
2016年月日星期
目錄
實驗?zāi)康模?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(yīng)用 電壓比較器
實驗?zāi)康模?
1. 掌握比較器的電路構(gòu)成及特點。
2. 學(xué)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(dāng) 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(luò)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(dāng)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(dāng)比較器的輸出電平從一個電平跳變到另一個電平時對應(yīng)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(dāng)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(dāng)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(fù)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(shè)Ui
6、Uo才會從+ UTH躍變?yōu)閁TH。同理，假設(shè)Ui>UTH，那么UN一定大于UP，因而Uo=Uz，所以UP=UTH。只有當(dāng)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(fù)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(shè)UiUTH，那么UN一定小于UP，因而Uo=+Uz，當(dāng)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
