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1、實驗報告
課程名稱： 模擬集成電路基礎
實驗項目： 集成運放的應用
實驗五 集成運放的應用（2）（電壓比較器）
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．信號發(fā)生器
3．數字萬用表
三、預習要求
1．分析圖4．1電路，弄清以下問題
(1)比較器是否要調零，原因何在?
(2)比較器兩個輸入端電阻是否要求對稱，為什么?
(3)運放兩個輸入端電位差如何估計?
2．分析圖4．2電路，若由Ui輸入有效值為1V正弦波，
2、試畫出Ui—Uo波形圖。
3．分析圖4．3電路，重復2的各步．
4．按實驗內容準備記錄表格及記錄波形的座標紙．
四、Multisim分析
過零電壓比較器電路：參考教材P250圖5.7.3。Multisim分析在預習中自行完成。
滯回電壓比較器電路：參考教材P254圖5.7.8。Multisim分析在預習中自行完成。
五、實驗內容
1．過零比較器: 實驗電路如圖4．1所示
(1)按圖接線，Ui懸空時測Uo電壓。
(2)Ui輸入500Hz峰值為1.5V的正弦波，上下對齊比較Ui、Uo波形，
并標明周期時間值，電壓幅度值。
圖4．1 過零比較器
(3)改變Ui幅值
3、，觀察Uo變化, 并給出結論。
1、Uo=6.669V
2、
周期時間值：T1=71.373s T2=71.375s
電壓幅度值：U1的幅度值為1.6V，U2的幅度值為12v。
當改變Ui幅值時，Ui幅值變?yōu)?.5V時，
周期時間值：T1=279.093ms T2=281.138ms
電壓幅度值：U1的幅度值為2.8V，U2的幅度值為12v。
實驗結論：1、過零比較器是將信號電壓Ui 與參考電壓零進行比較。
2、其開環(huán)電壓放大倍數很大，輸入偏置電流、失調電壓都很小。若按理想情況考慮時，則集成運放開環(huán)工作時，當Ui>0
4、 時，Uo 為低電平。Ui<0 時，Uo 為高電平。
3、輸入電壓每次過零時，輸出電壓就要產生跳變。
2．反相滯回比較器: 實驗電路如圖4．2所示
(1)按圖接線, Ui接500Hz有效值1.5V的正弦信號。上下對齊，
畫出Ui、Uo的波形，標明周期時間值，電壓幅度值。
(2) 將電路中100K電阻改變200K，重復上述實驗
圖4.2 反相滯回比較器
Uo=6.90V
周期時間值：T1=1.089s T2=1.091s
電壓幅度值：U1的幅度值為1.6V，U2的幅度值為6v。
周期時間值
5、：T1=631.247ms T2=633.236ms
電壓幅度值：U1的幅度值為1.6V，U2的幅度值為6v。
實驗結論：1、滯回電壓比較器是由集成運放外加反饋網絡構成的正反饋電路。
2、當輸入電壓從低逐漸升高或從高逐漸降低經過0電壓時，Uo會從一個電平跳變?yōu)榱硪粋€電平，稱0 為過零比較器的閾值。閾值定義為當比較器的輸出電平從一個電平跳變到另一個電平時對應的輸入電壓值。
3、當輸入電壓由低向高變化，經過閾值U1 TH時，輸出電平由高電平(Uz)跳變?yōu)榈碗娖?-Uz)，
當輸入電壓由高向低變化，經過閾值U 2 TH時，輸出電平由低
6、電平(-Uz)跳變?yōu)楦唠娖?Uz)，
3．同相滯回比較器．實驗電路為圖4．3所示
(1)參照上題，自擬實驗步驟及方法。
(2)將結果與上題相比較。
圖4．3 同相滯回比較器
周期時間值：T1=4.058s T2=4.060s
電壓幅度值：U1的幅度值為3V，U2的幅度值為7v。
周期時間值：T1=242.085ms T2=244.092ms
電壓幅度值：U1的幅度值為4V，U2的幅度值為7v。
實驗結論：1、滯回電壓比較器是由集成運放外加反饋網絡構成的正反饋電路，有兩個門限電壓。
2、當輸入電壓由低向高變化，經過閾值U1 TH時，輸出電平由高電平(Uz)跳變?yōu)榈碗娖?-Uz)，
當輸入電壓由高向低變化，經過閾值U 2 TH時，輸出電平由低電平(-Uz)跳變?yōu)楦唠娖?Uz)，
五、實驗報告
1．整理實驗數據及波形圖．并與預習計算值比較．
2．總結幾種比較器特點，給出結論。
模電實驗報告實驗五集成運放的應用
