實(shí)驗(yàn)十二集成運(yùn)算放大器(W)—電壓比較器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆毡容^器電路的構(gòu)成及電路特點(diǎn)。學(xué)習(xí)、掌握比較器的測(cè)試方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒幅與比較的電路，是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路。電壓比較器的種類有：?jiǎn)蜗薇容^器、滯回比較器和窗口比較器。單限比較器信號(hào)幅度比較就是將一個(gè)模擬量的電壓信號(hào)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。單限比較器將輸入信號(hào)ui和參考電壓UREF進(jìn)行比較，這時(shí)集i REF成運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)，具有很高的開環(huán)電壓增益，當(dāng)u.在參考電壓UREF附近有微小的變化i REF時(shí)，運(yùn)放輸出電壓將會(huì)從一個(gè)飽和值過渡到另一個(gè)飽和值。我們把比較器輸出電壓uO從一個(gè)電平跳變到另一個(gè)電平時(shí)相應(yīng)的輸入電壓u.值稱為“門限電壓”或“閾值電壓”Uth。. th單限比較器電路只有一個(gè)閾值電壓，輸入電壓u.逐漸增大或減小過程中，當(dāng)通過Uh. th時(shí)，輸出電壓uo產(chǎn)生躍變，從高電平UOH躍變?yōu)榈碗娖経OL，或者從UOL躍變?yōu)閁OH。單O OH OL OL OH限比較器的電壓傳輸特性見圖12-1(a)。當(dāng)輸入信號(hào)u.從同相端輸入，參考電壓UREF接在反相端，且只有一個(gè)門限電壓，此種. REF電路稱為同相輸入單門限電壓比較器；而當(dāng)輸入信號(hào)u.從反相端輸入，參考電壓UREF接在. REF同相端的電路稱為反相輸入單門限電壓比較器。單限比較器常用于超限報(bào)警、模數(shù)轉(zhuǎn)換及波形變換等場(chǎng)合。滯回比較器單限電壓比較器雖然有電路簡(jiǎn)單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但抗干擾能力較差。滯回比較器具有遲滯回環(huán)傳輸特性，大大提高了抗干擾能力。滯回比較器電路有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓u.從小變大過程中，使輸出電壓uO產(chǎn)生躍.O變的閾值電壓Uth1，不等于從大變小過程中使輸出電壓uO產(chǎn)生躍變的閾值電壓Uth2，電路th1 O th2具有滯回特性。圖12-1(b)是滯回比較器電路的電壓傳輸特性。滯回比較器電路與單限比較器的相同之處在于：當(dāng)輸入電壓向單一方向變化時(shí)，輸出電壓只躍變一次。窗口比較器簡(jiǎn)單的比較器僅能鑒別輸入電壓u.比參考電壓UREF高或低的情況，窗口比較電路是由

. REF兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成，它能夠指示出輸入電壓u.的值是否處于兩個(gè)閾值電壓Uh1和Uh2之. th1th2間。窗口比較電路有兩個(gè)閾值電壓，輸入電壓u.從小變大或從大變小過程中，使輸出電壓.

uO產(chǎn)生兩次躍變。它與前面兩種比較器的區(qū)別在于：輸入電壓向單一方向變化過程中，輸出電壓躍變兩次。窗口比較的電壓傳輸特性如圖12-1(c)所示。a)單限比較器uib)滯回比較器Uth1Uth2a)單限比較器uib)滯回比較器Uth1Uth2uic)窗口比較器圖12-1電壓比較器電壓傳輸特性舉例三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備DS1052E型數(shù)字示波器DG1022型雙通道函數(shù)/任意波形發(fā)生器YB2173F智能數(shù)字交流毫伏表DT9205型數(shù)字萬用表EL-ELA-W型模擬電路實(shí)驗(yàn)儀四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟單限電壓比較器按圖12-2連接實(shí)驗(yàn)電路，構(gòu)成反相輸入單門限電壓比較器。輸入電壓u.由實(shí)驗(yàn)i儀中的一路-5V?+5V可調(diào)直流信號(hào)源提供,參考電壓Uref則由另一路-5V—5V可調(diào)直流REF信號(hào)源提供，使參考電壓UREF=1V,調(diào)節(jié)u.的大小，用直流電壓檔測(cè)量輸入、輸出電壓，REF .觀察當(dāng)u.>U及u.VU時(shí)，輸出電壓發(fā)生的變化，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)于表12-1中。.REF .REF按圖12-2連接實(shí)驗(yàn)電路，取參考電壓UREF=0V，構(gòu)成反相輸入過零比較器。用REF函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，在電路的輸入端輸入u.=1V，f=500Hz的正弦信號(hào)，觀察輸入、輸出波形，，測(cè)量?jī)刹ㄐ蔚姆葮?biāo)在圖中，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于表12-1中。表12-1單限電壓比較器測(cè)量記錄單限電壓比較器單限反相輸入過零比較器u.u(V)u.JLO1u.>UrefO tUoJLO?t

滯回比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖12-3所示，按圖連接好電路，使Uref=OV,在輸入端輸入u=1V,f=500Hz的正弦信號(hào)，將u.送至示波器的CH1通道（X軸），uo送至CH2通道（Y軸）。示波器由iOY-T狀態(tài)轉(zhuǎn)至X-Y狀態(tài)，觀察滯回比較器電路的電壓傳輸特性，記錄于圖12-4中，測(cè)量并在圖中標(biāo)注出比較器的上門限電壓uthth+I+12Vu.-16UREF—A+

~I~-12V1kQ±Udzuo圖12-2單限電壓比較器五、預(yù)習(xí)報(bào)告要求1.復(fù)習(xí)由運(yùn)算放大器組成電壓比較器和遲滯比較器的工作原理。2?計(jì)算圖12-3電路的上門限電壓Uh+和下門限電壓六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求總結(jié)兩種電壓比較器的特點(diǎn)?；卮鹚伎碱}：圖12-3