集成运放非线性运用.doc

集成运放非线性运用
一、实验目的:
1、掌握集成运放组成的电压比较器的原理
2、掌握几种电压比较器电路的调试与测量方法
二、实验器材:
1、低频信号发生器
2、晶体管毫伏表
3、双踪示波器
4、数字万用表
5、运算放大器、电阻等其它元器件
三、实验原理:
运算放大器的输出端与输入端之间开环或接成正反馈,则构成了运放的非线性运用,即当VP>VN时,输出正的最大值;当VP<VN时,输出负的最大值。运用这一原理,可以将运放接成电压比较器,获得矩形波。
1、过零电压比较器:
电路如图1示:
当vi>0时,vo=-Uo(sat)
当vi<0时,vo=Uo(sat)
当输入vi为正弦波时,对应的输出波形如图2示:
Uo(sat)
-Uo(sat)
vi
vo
t
t
图2
R1
R2
v i
v o
-
+
+
图1
+
-
当图1电路输出端加上稳压管电路时,±Uo(sat)=±UZ
t
Uo(sat)
-Uo(sat)
vi
t
图4
UR
vo
2、任意电压比较器:
电路如图3示:
R1
R2
v i
v o
-
+
+
图3
+
-
UR
当vi>UR时,vo=-Uo(sat)
当vi<UR时,vo=Uo(sat)
当输入vi为正弦波时,对应的输出波形如图4示:
当电路输出端加上稳压管电路时,±Uo(sat)=±UZ
四、实验步骤:
1、过零电压比较器:
(1)按图1连接电路。R1=R2=10k,运放型号为358,接±12V电源电压。输入端vi接入频率为100Hz,有效值为1V的正弦波;用示波器观察输入输出波形,并在示波器上测出输出电压值。
(2)在输出端接稳压管,观察波形并目测出输出电压值。
2、任意电压比较器:
(1)按图3连接电路,按上述方法观察波形并测输出。
(2)接稳压管,观察波形并测输出。
vi
t
vo11
t
vo2
t
vi
t
vo11
t
vo2
t
过零比较器任意电压比较器
五、实验报告:
分析几种波形的特点;
掌握过零及任意电压比较器。