實驗九整合運算放大器的基本應用
電壓比較器
學院班級完成日期：
學號姓名成績
一實驗目的
1、掌握比較器的電路構成及特點
2、學會測試比較器的方法
二實驗儀器
1、雙蹤示波器；2、數字萬用表
三實驗原理
1、圖9-1所示為一最簡單的電壓比較器，ur為參考電壓，輸入電壓ui加在反相輸入端。圖9-1（b）為（a）圖比較器的傳輸特性。
圖9-1 電壓比較器
當ui當ui>ur時，運放輸出低電平，dz正嚮導通，輸出電壓等於穩壓管的正向壓降ud，即：uo=-ud。
因此，以ur為界，當輸入電壓ui變化時，輸出端反映兩種狀態。高電位和低電位。
2、常用的幅度比較器有過零比較器、具有滯回特性的過零比較器（又稱schmitt觸發器）、雙限比較器（又稱視窗比較器）等。
圖9-2為簡單過零比較器
圖9-2 過零比較器
1） 圖9-3為具有滯回特性的過零比較器。
過零比較器在實際工作時，如果ui恰好在過零值附近，則由於零點漂移的存在，uo將不斷由乙個極限值轉換到另乙個極限值，這在控制系統中，對執行機構將是很不利的。為此就需要輸出特性具有滯回現象。如圖9-3所示：
圖9-3 具有滯回特性的過零比較器
從輸出端引入乙個電阻分壓支路到同相輸入端，若uo改變狀態，u點也隨著改變點位，使過零點離開原來位置。當uo為正（記作u），則當ud> u後,uo再度回公升到ud，於是出現圖（b）中所示的滯回特性。- u與u的差別稱為回差。
改變r2的數值可以改變回差的大小。
2） 視窗（雙限）比較器
圖9-4 兩個簡單比較器組成的視窗比較器
簡單的比較器僅能鑑別輸入電壓ui比參考電壓ur高或低的情況，視窗比較電路是由兩個比較器組成，如圖9-4所示，它能指示出ui值是否處於和之間。
四、實驗內容
1、過零電壓比較器
（1）如圖9-5所示在運放系列模組中正確連線電路，開啟直流開關，用萬用表測量ui懸空時的uo電壓。
（2）從ui輸入500hz，峰峰值為2v的正弦訊號，用雙蹤示波器觀察ui—uo波形。
圖9-5 過零比較器
實驗結果：（1）ui懸空時uo=6.82v；
2）uimm=2.08v f=499.8hz 時，uomm=13.8v；ui-uo波形如下：
2、反相滯回比較器
圖9-6 反相滯回比較器
（1）如圖9-6所示正確連線電路，開啟直流開關，調好乙個-4.2v~+4.2v可調直流訊號源作為ui，用萬用表測量出ui由+4.
2v~-4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值。
（2）同上，測出ui由-4.2v~+4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值。
（3）把ui改為接500hz，峰峰值為2v的正弦訊號，用雙蹤示波器觀察ui—uo波形。
實驗結果：
（1）ui的臨界值為-0.63v
（2.）ui的臨界值為：0.63v
（3）uimm=2.08v f=500hz時，uomm=13.9v；ui—uo波形如下：
3、同相滯回比較器
圖9-7 同相滯回比較器
（1）如圖9-7所示正確連線電路，開啟直流開關，調好乙個-4.2v~+4.2v可調直流訊號源作為ui，用萬用表測量出ui由+4.
2v~-4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值。同上，測出ui由-4.
2v~+4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值。把ui改為接500hz，峰峰值為2v的
正弦訊號，用雙蹤示波器觀察ui—uo波形。
（2）將結果與2相比較
實驗結果：
（1）ui由+4.2v~-4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值為-0.71v，具體資料如下：
（2）ui由-4.2v~+4.2v時uo值發生跳變時ui的臨界值為0.71v，具體資料如下：
（3）把ui改為接500hz，峰峰值為2v的正弦訊號，用雙蹤示波器觀察ui—uo波形如下：
4、視窗比較強
參照圖9-4正確連線電路，從ui輸入500hz，峰峰值為2v的正弦訊號，用雙蹤示波器觀察ui—uo波形及其傳輸特性。
5、實驗小結：
通過本次實驗，我掌握了比較器的電路構成及特點，學會了測試比較器的方法，意識到運放可以通過連線其他元器件等操作來構成具有不同功能的電路或器件。另外，在實驗中一定要細心，否則可能因為一根導線而導致整個電路沒有正確的結果。
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