集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用（二）

信號(hào)處理─電壓比較器

電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電工電子實(shí)驗(yàn)中心2/1/2023一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)2、學(xué)會(huì)測(cè)試比較器的方法其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的問題。2/1/20232二、器件認(rèn)知5、偏置(調(diào)零端)6、輸出端7、VCC+8、空腳4、VCC-3、同相輸入端2、反相輸入端1、偏置(調(diào)零端)

本實(shí)驗(yàn)的集成運(yùn)算放大器芯片為uA741。注：通常，在兩個(gè)調(diào)零端接一幾十千歐的電位器，其滑動(dòng)端接負(fù)電源，如圖(C)所示。調(diào)整電位器，可使失調(diào)電壓為零。圖(A)圖(B)圖(C)空腳Vcc+OUT調(diào)零調(diào)零IN-IN+Vcc-Vcc+Vcc-2/1/20233直流可調(diào)信號(hào)源實(shí)驗(yàn)箱直流穩(wěn)壓電源接線端可以輸出-0.7~+0.7信號(hào)電壓將其作為運(yùn)放的輸入信號(hào)UA741運(yùn)算放大器電阻電阻2WD231雙向穩(wěn)壓管2/1/20234二、器件認(rèn)知5、偏置(調(diào)零端)6、輸出端7、VCC+8、空腳4、VCC-3、同相輸入端2、反相輸入端1、偏置(調(diào)零端)

2/1/20235二、直流穩(wěn)壓電源的使用如何獲得±12V雙路電源

+Vcc-VccUi-Ui+Uo+Vcc-Vcc雙路直流穩(wěn)壓電源-串聯(lián)模式主路從路2/1/20236二、直流穩(wěn)壓電源的使用（1）

電源開關(guān)如何獲得±12V雙路電源①②③④②③④⑤⑥⑦⑧⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑨（2）“負(fù)極-”：直流電源輸出端負(fù)極接線柱。（3）“GND”：機(jī)殼接地端。（4）“正極+”：直流電源輸出端正極接線柱。從路（Salve）主路（Master）雙路（5）電流調(diào)節(jié)旋鈕（CURRENT）（8）電壓調(diào)節(jié)旋鈕（VOLTAGE）（6）CC(穩(wěn)流)指示燈（7）CV(穩(wěn)壓)指示燈（11）跟蹤(TRACKING)（9）指針式電表（10）指示選擇按鈕雙路可調(diào)電源-獨(dú)立模式

雙路可調(diào)電源-串聯(lián)模式雙路可調(diào)電源-并聯(lián)模式2/1/20237二、直流穩(wěn)壓電源的使用如何獲得±12V雙路電源①②③④②③④⑤⑥⑦⑧⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑨（1）

、打開電源后，將跟蹤(11)的左按鍵按下，右按鍵置于彈起位置。使其處于串聯(lián)模式（2）

、使用萬用表“直流電壓檔”測(cè)量④②接線端子間電壓，調(diào)節(jié)主路電源的電壓調(diào)節(jié)旋鈕⑧，使主路電源輸出的電壓為12V（從路電源輸出的電壓嚴(yán)格跟蹤主路電源的輸出電壓）。電源即可獲得±12V輸出（3）

、將電源主路④②，從路②接線端子用電源導(dǎo)線分別與實(shí)驗(yàn)箱+12V，-12V，地相連接。ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.電容插座旋鈕開關(guān)交流電壓量程檔歐姆檔交流電流量程檔直流電流量程檔直流電壓量程檔電容量程檔二極管測(cè)試檔測(cè)電導(dǎo)檔晶體管hFE測(cè)試檔BCE測(cè)試插座：分PNP和NPN注：1、本款穩(wěn)壓電源在雙路串聯(lián)模式下，前主路電源負(fù)端和從路電源的正端是相聯(lián)的。2、在兩路電源處于串聯(lián)狀態(tài)時(shí)，兩路的輸出電壓由主路控制。2/1/20238二、ui-uo波形觀察1、連接示波器以監(jiān)測(cè)電路的輸入ui和輸出端uo2、修改示波器YT顯示格式為XY顯示格式步驟如下：1.將通道1的探頭連接到網(wǎng)絡(luò)的輸入端，將通道2的探頭連接到網(wǎng)絡(luò)的輸出端。2.調(diào)節(jié)示波器顯示CH1，CH2通道信號(hào)3.旋轉(zhuǎn)“垂直標(biāo)度”（伏/格）旋鈕，使每個(gè)通道上顯示的信號(hào)幅值大致相同。4.按下Utility（輔助功能）?“顯示”按鈕查看“顯示”菜單。5.按下“格式”?XY，并確認(rèn)。旋轉(zhuǎn)“垂直標(biāo)度”和“垂直位置”旋鈕以優(yōu)化顯示。2/1/20239三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電壓比較器信號(hào)幅度比較就是將一個(gè)模擬量的電壓信號(hào)去和一個(gè)參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變。通常用于越限報(bào)警，模數(shù)轉(zhuǎn)換和波形變換等場(chǎng)合。此時(shí)，幅度鑒別的精確性、穩(wěn)定性以及輸出反應(yīng)的快速性是主要的技術(shù)指標(biāo)。URUR為參考電壓加在運(yùn)放的同相輸入端，輸入電壓Ui加在反相輸入端

當(dāng)Ui＜UR時(shí)，Uo＝Uz

當(dāng)Ui＞UR時(shí)，Uo=-Uz

Ui=UR即為輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn)Uz

雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓當(dāng)UR=0時(shí)，比較器為過零比較器Dz2DW231URUoURUi2/1/202310三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電壓比較器-測(cè)量電壓傳輸特性Dz2DW231URUi1、接通±12V電源。3、調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源使UR=0V，如下表改變Ui幅值，測(cè)量Uo電壓。4、調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源使UR=0.5V，如下表改變Ui幅值，測(cè)量Uo電壓。Uo2、將直流可調(diào)電源直流信號(hào)Ui，UR分別接至電壓比較器電路反向，同相輸入端。注：用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)Ui，UR，UO注：用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)Ui，UR，UO三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電壓比較器-測(cè)量電壓傳輸特性2/1/202311uo三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電壓比較器-觀察輸入輸出波形ui，uo12URDz2DW231ui500Hz,幅值2V正弦信號(hào)1、按圖接線

2、

ui輸入500Hz、幅值為2V的正弦信號(hào)

3、調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源使UR=0V，通過示波器觀察并記錄測(cè)量Uo波形4、調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源使UR=0.5V，通過示波器觀察并記錄測(cè)量Uo波形注：用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)UR2/1/202312三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、

具有滯回特性的電平檢測(cè)器（施密特觸發(fā)器）

比較器在實(shí)際工作時(shí)，如果ui恰好在等于UR值附近，則由于零點(diǎn)漂移的存在，uo將不斷由一個(gè)極限值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)極限值，這在控制系統(tǒng)中，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將是很不利的。為此，就需要輸出特性具有滯回現(xiàn)象。具有滯回特性的電平檢測(cè)器按其電路結(jié)構(gòu)或傳輸特性的不同，可分為兩類：滯回特性反相電平檢測(cè)器和滯回特性同相電平檢測(cè)器。2/1/202313三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、

具有滯回特性的電平檢測(cè)器（施密特觸發(fā)器）

（1）滯回特性反相電平檢測(cè)器URDz2DW231UoURUi傳輸特性Uz

雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓2/1/202314三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、

具有滯回特性的電平檢測(cè)器（施密特觸發(fā)器）

（1）滯回特性反相電平檢測(cè)器-測(cè)量電壓傳輸特性Dz2DW231UR1、按圖接線，UR、ui接可調(diào)直流電源

Uo2、UR=0V,RF=100KΩ,①調(diào)節(jié)ui測(cè)出uo由+Uz→-Uz時(shí)ui的臨界值U1②調(diào)節(jié)ui測(cè)出uo由-Uz→+Uz時(shí)ui的臨界值U2

③ui接500Hz，峰值為2V的正弦信號(hào)，觀察并記錄ui-uo波形

注：用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)Ui，UR，UO注：用數(shù)字萬用表直流電壓檔測(cè)Ui，UR，UO3、將分壓支路電阻RF由100K改為200K，重復(fù)步驟（2）

4、UR=0.5V，重復(fù)步驟（2）Ui2/1/202315三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）滯回特性反相電平檢測(cè)器-觀察輸入輸出波形ui-uouoURDz2DW231ui500Hz,幅值2V正弦信號(hào)2、

ui輸入500Hz、幅值為2V