实验十 集成运算放大器构成的电压比较器
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：
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：
当Vo=VOH时，V+1=VT+=RR2VOH2+R3+RR3ER；VT+称上触发电平；
2+R3
当Vo=VOL时，V+2=VT−=RR2VOL2+R3+RR3ER；VT-称为下触发电平； 2+R3
回差电平：∆VT=VT+−VT−;
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输入，VO接示波器Y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。
（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，记下ER的值，定量记录电压传输特性曲线；VOH=11.7V VOL=-11.3V ER=1.0664V
（4） 当VT=1V，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值；改变RW，观察ER减小时，VO正脉冲的变化情况；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
2. 施密特电压比较器：
（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；
（3） 调节R2电位器，观察ΔVT变化情况；当ΔVT=2V，调节RW，用直流电压表测量
ER的值，当ER=1V，定量记录电压传输特性曲线； VOH=10.5V VOL=-10.3V
（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；+-VT=850mV VT=-1.2V
宽的变化情况。ER减小时，Vo的正脉宽不变。
（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
实验十 集成运算放大器构成的电压比较器
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：
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：
当Vo=VOH时，V+1=VT+=RR2VOH2+R3+RR3ER；VT+称上触发电平；
2+R3
当Vo=VOL时，V+2=VT−=RR2VOL2+R3+RR3ER；VT-称为下触发电平； 2+R3
回差电平：∆VT=VT+−VT−;
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输入，VO接示波器Y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。
（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，记下ER的值，定量记录电压传输特性曲线；VOH=11.7V VOL=-11.3V ER=1.0664V
（4） 当VT=1V，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值；改变RW，观察ER减小时，VO正脉冲的变化情况；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
2. 施密特电压比较器：
（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；
（3） 调节R2电位器，观察ΔVT变化情况；当ΔVT=2V，调节RW，用直流电压表测量
ER的值，当ER=1V，定量记录电压传输特性曲线； VOH=10.5V VOL=-10.3V
（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；+-VT=850mV VT=-1.2V
宽的变化情况。ER减小时，Vo的正脉宽不变。
（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