电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器_电压比较器实验报告
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电子技术实验报告
实 验 名 称： 集成运算放大器构成的电压比较器 系 别： 班 号： 实验者姓名：
学 号：
实 验 日 期：
实验报告完成日期：
目录
一、实验目的........................................................3
二、实验原理........................................................3
1.集成运算放大器构成的单限电压比较器...........................3 2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器.........................4
三、实验仪器........................................................4
四、实验内容........................................................5
1.单限电压比较器...............................................5 2.施密特电压比较器............................................10
五、实验小结与疑问.................................................1
3一、实验目的1.掌握电压比较器的模型及工作原理 2.掌握电压比较器的应用
二、实验原理
电压比较器主要用于信号幅度检测——鉴幅器；根据输入信号幅度决定输出信号为高电平或低电平；或波形变换；将缓慢变化的输入信号转换为边沿陡峭的矩形波信号。常用的电压比较器为：单限电压比较器；施密特电压比较器窗口电压比较器；台阶电压比较器。下面以集成运放为例，说明构成各种电压比较器的原理。
1.集成运算放大器构成的单限电压比较器
集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1（a）所示。由于理想集成运放在开环应用时，AV→∞、Ri→∞、Ro→0；则当ViER时，VO=VOL；由于输出与输入反相，故称之为反相单限电压比较器；通过改变ER值，即可改变转换电平VT（VT≈ER）；当ER=0时，电路称为“过零比较器”。同理，将Vi与ER对调连接，则电路为同相单限电压比较器。
2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器
集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2（a）所示。当VO=VOH时，V+1=VT+=R当VO=VOL时，V+2=VT−=R回差电平：△VT=VT+−VT−
R
22+R
3VOH+RVOL+R
R3
2+R3
ER；VT+称为上触发电平；
R2
2+R3
R3
2+R3
ER；VT-称为下触发电平；
当Vi从足够低往上升，若Vi>VT+时，则Vo由VOH翻转为VOL； 当Vi从足够高往下降，若Vi
三、实验仪器
1.示波器1台
2.函数信号发生器1台 3.数字万用表1台 4.多功能电路实验箱1台
四、实验内容
1.单限电压比较器
（1）按图1（a）搭接电路，其中R1=R2=10kΩ，ER由实验箱提供；
（2）观察图1（a）电路的电压传输特性曲线；
电压传输特性曲线的测量方法：用缓慢变化信号（正弦、三角）作Vi(Vip-p=15V、f=200Hz)，将Vi=接示波器X（CH1）输入，VO接示波器Y（CH2）输入，令示波器工作在外扫描方式（X-Y）；观察电压传输特性曲线。
①实验观察到的波形图：
②（X-Y）：
③仿真观察到的波形图：
可以看到波形中间出现了失真，推测是输入电压过大，超过了电路的允许范围，将Vip-p改为12V后，波形正常。
（3）用直流电压表测量参考电压ER值，调节RW，观察特性曲线的转换电平VT随ER的变化情况；当VT=1V时，记下ER的值，定量记录电压传输特性曲线；
当VT=1.00000V时，ER=1.1506V；
（4）当VT=1V时，令示波器工作在内扫描方式（V~t），同时观察并画出Vi、VO波形；根据电路工作原理，用示波器测量Vi的转换电平VT值；改变RW，观察ER减小时，VO正脉宽tu+的变化情况；当ER=0时，观察VO波形，说明为什么当Vi直流成分为0时，VO为对称方波？
①实验观察到的波形图：
②画出的波形：
当ER减小时，正脉冲的宽度逐渐变小。
当ER=0时，VT=0，此时Vi>VT和Vi
（1）按图2（a）搭接电路，其中R1=R3=10kΩ，R2为10kΩ电位器，ER由实验箱提供；
（2）用电压传输特性曲线测量方法观察图2（a）电路的电压传输特性曲线；
①实验观察到的波形图：
②仿真观察到的波形图（vip-p=13V）：
（3）调节R2电位器，观察ΔVT变化情况；当ΔVT=4V，调节RW，用直流电压表测量ER的值，当ER=2V，定量记录电压传输特性曲线；
ΔVT=4.02500V，ER=2.002V
（4）调节RW,观察电压传输特性曲线的变化情况，当ER=0V时，测量VT-、VT+的值；
当ER=0.002V时，VT+=1.99500V，VT-=-2.06500V（5）令示波器工作在内扫描方式，同时观察并画出Vi、VO波形；根据电路工作原理，用示波器测量Vi的转换电平VT-、VT+的值；改变RW,观察ER减小时，Vo的正脉宽的变化情况。
①实验观察到的波形：
②画出的波形：
ER减小时，Vo的正脉宽变小。
五、实验小结与疑问
实验小结：
1.在做运放实验时，接线需要小心谨慎，特别是对于偏置电压的接入，一定要判断清楚恒压源的正负极才能接入。否则一旦出现线路接错，很容易就会烧掉运放。
2.对于集成运放基本运算电路实验，在做实验前先进行软件仿真了解其基本特性是一个很好的方法。这样能够使得自己在自己动手做实验对于实验结果有一定的预期，不但可以提高做实验的效率，而且也是减小实验失误的有效方法之一。3.实验前应检验电路元器件，包括是否损坏，以及标称值与实际值的差异。我们不能轻易相信电阻的色环等标称值，有些元器件由于长时间放置，老化，或者本身就具有较大的误差，标称值与实际值有很大的差别，元器件的实际值在实验前均需重新测定，否则直接做实验很容易出现较大误差甚至错误，而且不利于实验矫正。
4.施密特电压比较器的特点
（1）有两个阈值电压，运放工作非线性（2）迟滞比较器抗干扰能力强 疑问：
做仿真时，当输入电压峰峰值调到15V时，波形就会不正确，而真正做实验时，又没有这个问题，为什么呢？
电压比较器时间6月6日 实验目的：1) 熟悉使用仿真软件； 2) 进一步了解运放的特性。实验器材：装有Multisim仿真软件的计算机一台。 实验原理：通过一个开环状态的运放将其正、反向......
