模电实验电压比较器.docx
- 文档编号:4566061
- 上传时间:2022-12-06
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:127.42KB
模电实验电压比较器.docx
《模电实验电压比较器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模电实验电压比较器.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
模电实验电压比较器
实验九 电压比较器
一、实验目的
1.掌握比较电路的电路构成及特点。
2.学会测试比较电路的方法。
二、实验原理
电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路,就是将一个模拟电压信号去与一个参考电压信号相比较,当两者相等时,输出电压状态将发生突然跳变。
常见的比较器类型有:
过零电压比较器、滞回电压比较器等。
三、实验设备与器件
1.双踪示波器
2.信号发生器
3.数字万用表
四、实验内容
1.过零比较器
实验电路如图9-1所示
图9-1 过零比较电路
(1)按图接线,Vi悬空时的测量Vo电压。
(2)Vi输入500Hz有效值为1V的正弦波,观察Vi-Vo的波形并记录。
(3)改变Vi幅值,观察Vo变化。
2.反相滞回比较电路
实验电路如图9-2所示
图9-2反相滞回比较电路
(1)按图接线,并将RF调为100K,Vi接DC电压源,测出Vo由+Vom→-Vom时Vi的临界值。
(2)同上,Vo由-Vom→+Vom
(3)Vi接500Hz,有效值为1V的正弦信号,观察并记录Vi-Vo波形。
(4)将电路中RF调为200K,重复上述实验。
3.同相滞回比较器
实验线路如图9-3所示
图9-3 同相滞回比较电路
(1)参照2自拟实验步骤及方法。
(2)将结果与2相比较。
五、实验总结
1.整理实验数据及波形图,并与预习计算值比较。
2.总结几种比较电路特点。
六、预习要求
1.分析图9-1电路,回答以下问题
⑴.比较电路是否要调零?
原因何在?
⑵.比较电路两个输入端电阻是否要求对称?
为什么?
⑶.运放两个输入端电位差如何估计?
2.分析图9-2电路,计算:
⑴.使Vo由+Vom变为-Vom的Vi临界值。
⑵.使Vo由-Vom变为+Vom的Vi临界值。
⑶.若由Vi输入有效值为1V正弦波,试画出Vi-Vo的波形图。
3.分析图9-3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。
实验十 波形发生器
一、实验目的
1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
二、实验原理
由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式,本实验选用最常用的,线路比较简单的几种电路加以分析。
1、RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器)
图10-1为RC桥式正弦波振荡器。
其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器RW,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D1、D2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。
R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
电路的振荡频率
起振的幅值条件
≥2
式中Rf=RW+R2+(R3//rD),rD—二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻Rf(调RW),使电路起振,且波形失真最小。
如不能起振,则说明负反馈太强,应适当加大Rf。
如波形失真严重,则应适当减小Rf。
改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C作频率量程切换,而调节R作量程内的频率细调。
图10-1 RC桥式正弦波振荡器
2、方波发生器
由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器,一般均包括比较器和RC积分器两大部分。
图10-2所示为由滞回比较器及简单RC积分电路组成的方波—三角波发生器。
它的特点是线路简单,但三角波的线性度较差。
主要用于产生方波,或对三角波要求不高的场合。
电路振荡频率
式中 R1=R1'+RW' R2=R2'+RW"
方波输出幅值 Uom=±UZ
三角波输出幅值
调节电位器RW(即改变R2/R1),可以改变振荡频率,但三角波的幅值也随之变化。
如要互不影响,则可通过改变Rf(或Cf)来实现振荡频率的调节。
图10-2 方波发生器
3、 三角波和方波发生器
如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统,如图10-3所示,则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。
图10-4为方波、三角波发生器输出波形图。
由于采用运放组成的积分电路,因此可实现恒流充电,使三角波线性大大改善。
图10-3 三角波、方波发生器
电路振荡频率
方波幅值 U′om=±UZ
三角波幅值
调节RW可以改变振荡频率,改变比值
可调节三角波的幅值。
图10-4 方波、三角波发生器输出波形图
三、实验设备与器件
1、±12V直流电源 2、双踪示波器
3、交流毫伏表 4、频率计
5、集成运算放大器μA741×2 6、二极管IN4148×2
7、稳压管2CW231×1 电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1、RC桥式正弦波振荡器
按图10-1连接实验电路。
1) 接通±12V电源,调节电位器RW,使输出波形从无到有,从正弦波到出现失真。
描绘uO的波形,记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值,分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。
2) 调节电位器RW,使输出电压uO幅值最大且不失真,用交流毫伏表分别测量输出电压UO、反馈电压U+和U-,分析研究振荡的幅值条件。
3)用示波器或频率计测量振荡频率fO,然后在选频网络的两个电阻
R上并联同一阻值电阻,观察记录振荡频率的变化情况,并与理论值进行比较。
4)断开二极管D1、D2,重复2)的内容,将测试结果与2)进行比较,
分析D1、D2的稳幅作用。
2、方波发生器
按图10-2连接实验电路。
1) 将电位器RW调至中心位置,用双踪示波器观察并描绘方波uO及三角波uC的波形(注意对应关系),测量其幅值及频率,记录之。
2) 改变RW动点的位置,观察uO、uC幅值及频率变化情况。
把动点调至最上端和最下端,测出频率范围,记录之。
3) 将RW恢复至中心位置,将一只稳压管短接,观察uO波形,分析DZ的限幅作用。
3、三角波和方波发生器
按图10-3连接实验电路。
1) 将电位器RW调至合适位置,用双踪示波器观察并描绘三角波输出u0及方波输出uO′,测其幅值、频率及RW值,记录之。
2) 改变RW的位置,观察对uO、uO′幅值及频率的影响。
3) 改变R1(或R2),观察对uO、uO′幅值及频率的影响。
五、实验总结
1、正弦波发生器
1) 列表整理实验数据,画出波形,把实测频率与理论值进行比较
2) 根据实验分析RC振荡器的振幅条件
3) 讨论二极管D1、D2的稳幅作用。
2、方波发生器
1) 列表整理实验数据,在同一座标纸上,按比例画出方波和三角波的波形图(标出时间和电压幅值)。
2) 分析RW变化时,对uO波形的幅值及频率的影响。
3) 讨论DZ的限幅作用。
3、三角波和方波发生器
1) 整理实验数据,把实测频率与理论值进行比较。
2) 在同一坐标纸上,按比例画出三角波及方波的波形,并标明时间和电压幅值。
3) 分析电路参数变化(R1,R2和RW)对输出波形频率及幅值的影响。
六、预习要求
1、复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波发生器的工作原理,并估算图10-1、10-2、10-3电路的振荡频率。
2、设计实验表格
3、为什么在RC正弦波振荡电路中要引入负反馈支路?
为什么要增加二极管D1和D2?
它们是怎样稳幅的?
4、电路参数变化对图10-2、10-3产生的方波和三角波频率及电压幅值有什么影响?
(或者:
怎样改变图10-2、10-3电路中方波及三角波的频率及幅值?
)
5、在波形发生器各电路中,“相位补偿”和“调零”是否需要?
为什么?
6、怎样测量非正弦波电压的幅值?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验 电压 比较