1、報告告實 驗 名稱：實驗十 集成運算放大器構成的電壓比較器 系別：班號：實驗組別:實驗者姓名：學號： 實 驗日 期: 實驗報告完成日期:指導教師意見：目錄二、 實驗原理3三、 實驗儀器5四、 實驗內容及數據 51. 單限電壓比較器52. 施密特電壓比較器7五、實驗總結9亠、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

2、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。圖1(b)為其電壓傳輸曲線。由于理想集成運放在開環應用時，A/Tx、R工、Rt0;則當 V丘時，VO=VOh反之，當 V丘時，Vc=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V與Er對調連接，則電路為同相單限電壓比較器。圖1(c)為反相單限電壓比較器的應用一一波形變換應用。rd(b)仏)應相單限電壓比較器波形變換圖1反相單限電壓比絞器及傳輸特

3、性曲竣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)所示圖2(b)為其電壓傳輸特性曲線。當VO二VOh時，V VT匹一VohR3 Er； Vt .稱為上觸發電平;r2 +r3r2 + r3當V0=V0l時，V 2 =VTRVolR3 Er； VT_稱為下觸發電平;TR2+R3R2+R3T回差電平： Vt二Vt -Vt_忙皈郴施密特電用比較端波形變撓囲2反相施密特電JI比較器班傳輸特性曲蝮當V從足夠低往上升，若 V>VT+時，則V0由VOh翻轉為VOl；當V從足夠高往下降，若 V<VT-時，則V0由VOl翻轉為Voh；由于Vr+、Vr

4、-不相等，故稱為雙限電壓比較器，而其電壓傳輸特性 曲線具有遲滯回線狀，又稱為遲滯比較器；由于輸入足夠低時，輸出 為高；輸入足夠高時，輸出為低；故稱為反相施密特電壓比較器；通 過改變Er值，即可改變上、下觸發電平 Vr+、Vt-；同理，將V與Er對調連接，則電路為同鄉施密特電壓比較器。圖2(c)為反相施密特電 壓比較器的應用波形變換應用。三、實驗儀器1. 示波器1臺2. 函數信號發生器1臺3. 數字萬用表1臺4. 多功能電路實驗箱1臺四、實驗內容及數據1.單限電壓比較器：(1) 按圖1(a)搭接電路，其中R=F2=10kQ,丘由實驗箱提供；(2) 觀察圖1(a)電路的電壓傳輸特性曲線；電壓傳輸特

5、性曲線的測量方法：用緩慢變化信號(正弦、三角) 作V(Vip-p=15V、f=200Hz),將V接示波器X輸入，VO接示波器Y輸入, 令示波器工作在外掃描方式(X-Y),觀察電壓傳輸特性曲線。(3) 用直流電壓表測量參考電壓 丘值，調節Er,觀察特性曲線的 轉換電平VT隨Er的變化情況；當VT=1V,記下丘的值，定量記錄電壓 傳輸特性曲線；民增大，VT增大，曲線向右移動。丘減小，VT減小，曲線向左移動。VT= 1V 時，民=1.070VVOh = 10.0250V , Vol = -12.2500V電壓傳輸特性曲線15,0000VOH営0囂二 1OO25DVT3.545.00000.00000

6、0.5-5,0000VOL-12.2500止-15.0000(4) 當VT=1V,令示波器工作在內掃描方式，同時觀察并畫出V、Vo波形；根據電路工作原理，用示波器測量 V的轉換電平VT值； 改變FW,觀察Er減小時，Vo正脈寬tu+的變化情況；當 丘=0時，觀察Vo波形說明為什么當V直流成分為0時，Vo為對稱波形？輸入輸出波形圖:&相單眼電&比較器週形査換當ER減小時，正脈沖的寬度逐漸變小。當ER= 0時，VT = 0,此時VI>VT和VIvVT的波形是對稱的, 所以此時VO為對稱方波。2.施密特電壓比較器：(1) 按圖2(a)搭接電路，其中R.=R=10kQ, R為10

7、kQ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；(3) 調節R電位器，觀察 Vt變化情況；當厶Vt=4V,調節 R, 用直流電壓表測量Er的值，當E=1V,定量記錄電壓傳輸特性曲線； VT=4V ER=1V寸，電壓傳輸特性曲線如圖所示。VT+=3.59625V VT-=-427.50mVVOH = 11.2500VVOL = -10.6250V電壓傳輸特性曲線-9-715.TO0Q11.2500-mW11.250010.0005.000-5.000-10.6250000&-1（4） 調節R,觀察電壓傳輸特性曲線的變化情況，當氐0

8、V時， 測量MT、S的值；RW增大時，VT+和VT-同時增大，曲線向右移動。RW減小時，VT+和VT-同時減小，曲線向左移動。Er = 0V 時，VT+=2.00750V VT-=-2.05500V。（5）令示波器工作在內掃描方式（V-t），同時觀察并畫出V、Vo 波形；根據電路工作原理，用示波器測量 V的轉換電平Vt-、Vt+的值； 改變R觀察Er減小時，W的正脈寬tu +的變化情況。輸入輸出波形圖：Vi、Vo波形如圖所示。用示波 器測得VT+=2.12500V, VT-=-2.43750V ; ER減小時，正脈寬tu+變小。五、實驗總結1、通過本次實驗掌握了電壓比較器的測量方法。2、了解了示波器外掃描、內掃描的區別，掌握觀察電路電壓傳 輸特性的方法。3、實驗