浙江开放大学电工电子技术课程虚拟仿真实验报告实验四 集成运算放大器的基本应用—电压比较器

一、实验目的

以滞回比较器为例学习研究集成运放的基本应用。

1. 掌握滞回比较器的电压传输特性
2. 掌握基于集成运放的滞回比较器的电路结构及特点；

二、实验仪器

1. VCC
2. VSS
3. Ground
4. 交流电压源
5. 普通电阻
6. 虚拟稳压二极管
7. UA741CD
8. 双通道示波器

三、实验原理

基于集成运放的滞回比较器电路及电压传输特性如图1所示。

（a）滞回比较器电路 （b）电压传输特性

图1 滞回比较器及其电压传输特性

由图1（a）滞回比较器电路可以看出，滞回比较电路中引入了正反馈。从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u_o=±U_Z。集成运放反相输入端电位u_N = u_i，同相输入端电位

令u_N=u_P=0，求出的u_i即为阈值电压，因此得到：

从电压传输特性曲线上可以看出，当-U_T< u_i<+U_T时，u_o可能是+U_Z，也可能是-U_Z。如果u_i是从小于-U_T的值逐渐增大-U_T< u_i<+U_T，则u_o应为+U_Z；如果u_i是从大于+U_T的值逐渐减小到-U_T< u_i<+U_T，则u_o应为-U_Z；曲线具有方向性，如图1（b）中箭头所标注。

四、实验内容

实验任务：测量滞回比较器的电压传输特性。

1. 按照图1（a）设计滞回比较器电路，运放选用UA741CD，V+端接VCC，V-端接VSS，双向稳压二极管由两个虚拟稳压二极管相对连接来代替，u_i端输入交流电压源；

（2）设置VCC电压值为18V，VSS电压值为-18V；交流电压源峰值为15V，频率为1kHz，其余参数默认；设置虚拟稳压二极管稳压值为10V，其余参数默认；设置电阻R₁=R₂=R=1kΩ；

1. 采用双通道示波器观察u_i、u_o波形：将双通道示波器的A通道连接运放的u_i输入端，示波器B通道连接运放的u_o输出端；

（4）单击运行实验，调节示波器合适量程，观察并记录在Y/T模式和B/A模式下的输入及输出波形，通过示波器光标读取波形相关数据，记录于表1中；

（5）将滞回比较器的电压传输特性曲线与理论值相比较，阐述理论计算过程。

表1 滞回比较器电压传输特性测量实验数据

输出数据				输入及输出波形
	测量值	理论值	误差	Y/T模式	B/A模式
最大值
最小值
频率

五、实验报告

1. 阐述滞回比较器工作原理；
2. 记录滞回比较器的电压传输特性曲线，并与理论结果相比较，阐明理论计算过程，完成实验报告。

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