模电实验报告--实验五--集成运放的应用(2)

实验报告课程名称：模拟集成电路基础实验项目：集成运放的应用实验五集成运放的应用（2）（电压比较器）一、实验目的1．掌握比较器的电路构成及特点．2．学会测试比较器的方法．二、实验仪器1．双踪示波器2．信号发生器3．数字万用表三、预习要求·1．分析图4．1电路，弄清以下问题(1)比较器是否要调零，原因何在?(2)比较器两个输入端电阻是否要求对称，为什么?(3)运放两个输入端电位差如何估计?2．分析图4．2电路，若由Ui输入有效值为1V正弦波，试画出Ui—Uo波形图。3．分析图4．3电路，重复2的各步．4．按实验内容准备记录表格及记录波形的座标纸．四、Multisim分析图4．1过零比较器过零电压比较器电路：参考教材P250图5.7.3。Multisim分析在预习中自行完成。滞回电压比较器电路：参考教材P254图5.7.8。Multisim分析在预习中自行完成。五、实验内容1．过零比较器:实验电路如图4．1所示(1)按图接线，Ui悬空时测Uo电压。(2)Ui输入500Hz峰值为1.5V的正弦波，上下对齐比较Ui、Uo波形，并标明周期时间值，电压幅度值。(3)改变Ui幅值，观察Uo变化,并给出结论。1、Uo=6.669V2、周期时间值：T1=71.373sT2=71.375s电压幅度值：U1的幅度值为1.6V，U2的幅度值为12v。当改变Ui幅值时，Ui幅值变为2.5V时，图4.2反相滞回比较器周期时间值：T1=279.093msT2=281.138ms电压幅度值：U1的幅度值为2.8V，U2的幅度值为12v。实验结论：1、过零比较器是将信号电压Ui与参考电压零进行比较。2、其开环电压放大倍数很大，输入偏置电流、失调电压都很小。若按理想情况考虑时，则集成运放开环工作时，当Ui0时，Uo为低电平。Ui0时，Uo为高电平。3、输入电压iU每次过零时，输出电压就要产生跳变。2．反相滞回比较器:实验电路如图4．2所示(1)按图接线,Ui接500Hz有效值1.5V的正弦信号。上下对齐，画出Ui、Uo的波形，标明周期时间值，电压幅度值。(2)将电路中100K电阻改变200K，重复上述实验Uo=6.90V周期时间值：T1=1.089sT2=1.091s电压幅度值：U1的幅度值为1.6V，U2的幅度值为6v。周期时间值：T1=631.247msT2=633.236ms电压幅度值：U1的幅度值为1.6V，U2的幅度值为6v。实验结论：1、滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路。2、当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压时，Uo会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。3、当输入电压由低向高变化，经过阈值U1TH时，输出电平由高电平(Uz)跳变为低电平(-Uz)，3221RRURUzTH当输入电压由高向低变化，经过阈值U2TH时，输出电平由低电平(-Uz)跳变为高电平(Uz)，3221RRURUzTH3．同相滞回比较器．实验电路为图4．3所示(1)参照上题，自拟实验步骤及方法。(2)将结果与上题相比较。图4．3同相滞回比较器周期时间值：T1=4.058sT2=4.060s电压幅度值：U1的幅度值为3V，U2的幅度值为7v。周期时间值：T1=242.085msT2=244.092ms电压幅度值：U1的幅度值为4V，U2的幅度值为7v。实验结论：1、滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，有两个门限电压。2、当输入电压由低向高变化，经过阈值U1TH时，输出电平由高电平(Uz)跳变为低电平(-Uz)，3221RRURUzTH当输入电压由高向低变化，经过阈值U2TH时，输出电平由低电平(-Uz)跳变为高电平(Uz)，3221RRURUzTH五、实验报告1．整理实验数据及波形图．并与预习计算值比较．2．总结几种比较器特点，给出结论。