模電實(shí)驗(yàn)報(bào)告 九 電壓比較器

真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。模電實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)集成運(yùn)放基本應(yīng)用 電壓比較器姓名： 學(xué)號(hào)：班級(jí)： 院系：指導(dǎo)老師： 2016年月日星期目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)器件與儀器：2實(shí)驗(yàn)原理：3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：4實(shí)驗(yàn)：集成運(yùn)放基本應(yīng)用 電壓比較器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1. 掌握比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)。2. 學(xué)會(huì)測試比較器的方法。實(shí)驗(yàn)器件與儀器： 儀器及器件名稱型號(hào)數(shù)量+12V直流穩(wěn)壓電源DP8321函數(shù)信號(hào)發(fā)生器DG41021示波器MSO2000A1數(shù)字萬用表DM30581集成運(yùn)算放大電路A7412穩(wěn)壓管2CW2311二極管41482電阻器若干電容器若干實(shí)驗(yàn)原理： 電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小。例如，將一個(gè)信號(hào)電壓Ui和另一個(gè)參考電壓Ur進(jìn)行比較，在Ui>Ur和Ui<Ur兩種不同情況下，電壓比較器輸出兩個(gè)不同的電平，即高電平和低電平。常用的電壓比較器有簡單電壓比較器、滯回電壓比較器和窗口電壓比較器。1、過零比較器過零比較器是將信號(hào)電壓Ui與參考電壓零進(jìn)行比較。電路由集成運(yùn)放構(gòu)成，對(duì)于高質(zhì)量的集成運(yùn)放而言，其開環(huán)電壓放大倍數(shù)很大，輸入偏置電流、失調(diào)電壓都很小。若按理想情況考慮時(shí)，則集成運(yùn)放開環(huán)工作時(shí)當(dāng) Ui>0時(shí)，Uo為低電平 Ui<0時(shí)，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(yùn)放外加反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的正反饋電路， Ui為信號(hào)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(shí)，Uo會(huì)從一個(gè)電平跳變?yōu)榱硪粋€(gè)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(gè)電平跳變到另一個(gè)電平時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電壓值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1. 過零比較器(1)按圖接線Vi懸空時(shí)測Vo的電壓。實(shí)驗(yàn)測得Vi懸空時(shí)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(shí)，由于集成運(yùn)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(shí)，由于集成運(yùn)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(shí)Vi的臨界值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：UTH1 =374mV(2)同上，Vo由-Vom+ Vom時(shí)Vi的臨界值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：UTH2=477mV(3) Vi接500HZ有效值為1V的正弦波信號(hào)，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(shí)驗(yàn)。UTH1 =328mVUTH2=396mV集成運(yùn)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<UTH，那么UN一定小于UP，因而Uo=+Uz，所以UP=+UTH。只有當(dāng)輸入電壓Ui增大到+ UTH，再增大一個(gè)無窮小量時(shí)，輸出電壓Uo才會(huì)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(gè)無窮小量時(shí)，輸出電壓Uo才會(huì)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(shí)Vi的臨界值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：UTH1 =452mV(2)同上，Vo由-Vom+ Vom時(shí)Vi的臨界值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：UTH2=530mV(3) Vi接500HZ有效值為1V的正弦波信號(hào)，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(shí)驗(yàn)。UTH1 =901mVUTH2=928mV(5)將實(shí)驗(yàn)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(yùn)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)Ui<UTH，那么UN一定大于UP，因而Uo=Uz，當(dāng)輸入電壓Ui增大到+ UTH，再增大一個(gè)無窮小量時(shí)，輸出電壓Uo才會(huì)從UTH躍變?yōu)?UTH。同理，假設(shè)Ui>UTH，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(gè)無窮小量時(shí)，輸出電壓Uo才會(huì)從+UTH躍變?yōu)閁TH。7 / 7