厦门大学电子技术实验十集成运算放大器构成的电压比较器
电工学(少学时)(第二版)学习辅导与习题全解(唐介)第8-13章习题
院系 年级专业 学生姓名 学号2012年春季《电工学》习题（下）第8章 直流稳压电源习题一、单项选择题1．图示二极管为理想元件，u i =10sin ωt V ，U =5V ，当ωt =2π瞬间，输出电压u O 等于( )。
A ）0V B ）10V C ）5VDu O题1图ΩΩ18k Ω6k ΩB题2图2．电路如图所示，A 点与B 点的电位差U AB 约等于( )。
A ）0.3V B ）－2.3V C ）1.0V D ）1.3V3．电路如图所示，二极管D 1、D 2为理想元件，V o =0V ， V 2=2V 。
则在电路中（ ）。
A ）D 1起箝位作用，D 2起隔离作用 B ）D 1起隔离作用，D 2起箝位作用C ）D 1、D 2均起箝位作用 D ）D 1、D 2均起隔离作用D 1V 2V u O题3图4．二极管的最高反向工作电压是100V ，它的击穿电压是（ ）。
A ）50V ； B ）100V ； C ）150V5．电路如图所示，二极管D 的正向压降为0.6V ，反向工作峰值电压U RWM =100V ，反向峰值电流I RM =10μA ，电源U S =100V ，负载电阻R L =10 kΩ，则电压u o 为（ ）。
A ）0.6 V B ）10 V C ）0.1 VDu O题3图D 112V R题3图6．电路如图所示，二极管D 1、D 2为理想元件，判断D 1、D 2的工作状态为（ ）。
A ）D 1导通，D 2截止 B ）D 1导通，D 2导通 C ）D 1截止，D 2导通 D ）D 1截止，D 2截止 7．若用万用表测二极管的正、反向电阻的方法来判断二极管的好坏，好的管子应为 ( )。
A ）正、反向电阻相等 B ）正向电阻大，反向电阻小 C ）反向电阻比正向电阻大很多倍 D ）正、反向电阻都等于无穷大8．整流电路如图所示，输出电压平均值U O 是18V ，若因故一只二极管损坏而断开，则输出电压平均值U O 是（ ）。
集成运算放大器的非线性应用——比较器
图9-19(a)所示为过零比较器符号。 由于集成运放处于开环状态，uo与ui不再保持线性关系，而是将同相端电压 和反相端电压进行比较。 当u+>u-，即ui<0时，uo=+Uo(sat)。 当u+<u-，即ui>0时，uo=-Uo(sat)。
集成运算放大器的非线性应用——比较器
一、过零比较器
集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器（施密特触发器）
图9-21所示为滞回比较器的电路图和波形图。由于电路工作于正反馈状态， 所以电路的输出电压将为负饱和值或正饱和值，uo与ui不再保持线性关系。
集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器（施密特触发器）
输入电压ui经电阻R1加在集成运放的反相输入端，参考电压UR经电阻R2接在 同相输入端，此外，从输出端通过电阻Rf引回反馈，引入的反馈类型为电压串联 正反馈。因此，同相输入端的电压uP是由参考电压UR和输出电压Uo共同决定的， Uo有-Uo(sat)和+Uo(sat)两个状态。在输出电压发生翻转的瞬间，运放的两个输入 端的电压非常接近，即uN=uP。因此可用叠加原理来分析它的两个输入触发电平。
把两个门限电平的差值称为回差电压ΔUTH，即
集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器（施密特触发器）
回差电压的存在，可大大提高电路 的抗干扰能力，避免了干扰和噪声信号 对电路的影响。消除干扰的原理如图922所示。
集成运算放大器的非线性应用——比较器
四、窗口比较器
图9-23所示为窗口比较器，即电压比较器的基本输入信号。窗口比较器信号之间的关系见表9-1。
集成运算放大器 的非线性应用—
集成运放和电压比较器
集成运放和电压比较器乜国荃(青海民族学院电信系,青海西宁 810007)摘 要:电压比较器是集成运放在非线性状态下的具体应用,它源自于集成运放优良的性能,即趋于无穷大的电压放大倍数,使之两输入端谁的电位高输出反映谁的特征来完成比较功能.深刻理解这一本质问题,对我们学习电子线路是十分重要的.关键词:集成运放;电压比较器;非线性应用中图分类号:T N710 文献标识码:A 文章编号:1001-7542(2006)02-0048-02集成运算放大器,简称为集成运放.它实际上是一个高增益的多级直接耦合放大器,最早用于模拟计算机,并由此而得名.随着电子技术的高速发展,集成运放不断升级换代,其性能参数和技术指标不断提高,而价格日益降低.它的应用早已超出运算的范畴之外,已成为一种通用性很强的功能性器件,它的应用犹如六、七十年代无线电电路中的三极管一样,已成为现代电子电路中的核心器件,正如三级管一样,如略去电源端和调零端以外,集成运放的符号也有三个端,即反相输入端、同相输入端和输出端.图1 集成运放符号集成运放的高增益,其含义是开环电压放大倍数趋于无穷大,其次输入电阻高,几乎不从信号源索取电流;输出电阻低,带负载的能力很强.这三点是集成运放多项性能指标中的集中体现.尤其是前两条,是分析运放线性应用的原始依据,即可以演变为所谓“虚短”和“虚断”的两条重要性质.由于输出和输入可写为:U 0=A u (U +-U -),因为开环电压放大倍数A u趋于无穷大,线性应用时:U +=U -,即“虚短”.非线性应用时,某时刻两输入端谁的电位高,输出就反映谁的特征,即:当U +>U -,输出U 0趋于正向饱和;当U +<U -,输出U 0趋于负向饱和.这是集成运放运用于非线性状态的本质特征.电压比较器就是集成运放在非线性状态下的具体应用.所谓电压比较器,就是一种用来比较输入信号电压大小的电子电路.它可以将连续变化的模拟信号转换成仅有两个状态的矩形波.集成运放工作在非线性区时,两个输入端谁的电位高,输出就反映谁的特征,这是构成电压比较器的理论基础.如下图2所示为最基本的电压比较器和其电压传输特性图.其中两个输入端中一个端子为参考端,参考电压为U R ,另一个端子(比如反相端)作为信号输入端,将信号电压与参考电压相比较,当信号电压小于参考电压时,输出为高电平,反之输出为低电平.由此得到如图的电压传输特性曲线.如此简单的电压比较器,增加限幅保护电路、引入正反馈去影响参考电压值等措施就可得到几种电压比较器的原型电路.比如:1.过零比较器:参考电压为零,输入信号每过零时,输出发生跃变,它实际上是一个单限比较器.最简单的应用是可以将正弦波变为方波.2.滞回比较器:利用正反馈来影响原来的参考电压使参考电位与此时的输出状态有关,从而消除在原来的参考电位附近输入信号由于受干扰而产生的空翻现象.3.双限比较器:由两个单限比较器组成所谓的双限比较器(也称为窗口比较器),可以将输入信号按需要范围进行选取.收稿日期:2005-12-04作者简介:乜国荃(1956-),男(藏族),青海贵德人,青海民族学院副教授.2006年第2期 青海师范大学学报(自然科学版)Journal of Qinghai Normal University (Natural Science ) 2006No 12图2 基本电压比较器及电压传输特性曲线正是这样简单的电压比较器,在非正弦波产生变换电路、延时定时电路、自动控制及有关模数接口电路中得到了广泛的应用.如下图3所示为方波发生器的原形电路.它实质上是由一个带有正反馈的电压比较器和负反馈延时微分电路组成,同相端的参考电压由R 1和R 2将输出电压分压得到,在输出高电平或低电平时,使之电容充电或放电,电容两端得到的电压跟此时的参考电压U +去比较,从而使电路的输出状态来回翻转输出方波.图3 方波发生器及输出电压波形在方波发生器的基础上,将电容的充放电回路分开,即可得到矩形波发生器.在矩形波发生器的基础上后面加接一级积分电路,并稍微调整电路结构即可得到三角波发生器和锯齿波发生器.它们是示波器中扫描电压信号的基本产生电路.555定时器是包含模拟与数字的一种综合性中规模集成电路器件.其中模拟部分的核心就是由三个5千欧电阻分压器提供参考电压的两个电压比较器,上面的反相比较器是以2Π3U CC 作为参考电压,下面的同相比较器是以1Π3U CC 作为参考电压.两者的输出分别控制基本RS 触发器的R 端和S 端,以触发器的输出作为定时器的输出,并以它的反端去控制放电三极管的导通与截止.正是这样巧妙地结合,使555定时器加上简单的RC 外围电路,便可构成单稳态触发器、施米特触发器、多谐自激振荡器等应用型电路.这里面,两个电压比较器将输入信号或电容上充放电而得的电压值跟参考电压2Π3U CC 和1Π3U CC 去比较,从而转换成高电平或低电平,去控制触发器动作,输出所需要的电压波形进而控制执行机关,从而实现了电路的自动控制、延时、定时等多项功能,而电压比较器在此发挥出了至关重要的作用.同上情况相似,在并行比较型A ΠD 转换器中,根据量化单位的大小,由n 个分压电阻组成的分压电路得到(n -1)个阶梯型电压值作为(n -1)个电压比较器的反相端的参考电压,跟加在同相端的采样保持后的模拟信号电压比较,使每个比较器输出高电平或低电平,并通过其后面的缓冲寄存器得到(n -1)位二进制数,完成了将模拟信号转换为数字信号的关键的一步.(下转第65页)94第2期 乜国荃:集成运放和电压比较器 项不断发展、不断改进的新技术,具有旺盛的生命力.目前我国许多电视台都购买了虚拟演播室,随着计算机技术的发展,虚拟电视节目制作会更加成熟和完善.它会给电视观众带来最佳的视觉效果,为电视节目制作拓展更大的空间.参考文献:[1] 史萍.虚拟演播室技术的发展[J ].广播电视与制作,2005,(3):36240.[2] 卢英锁.虚拟演播室概述[J ].广播电视与制作,2004,(4):46247.[3] 阎文耀.虚拟现实技术与虚拟演播室[J ].世界广播电视.2004,(6):52257.[4] 张文俊.当代传媒新技术[M].上海:复旦大学出版社.2003,(4):48251.Brief Expound Virtual Studio of Television TerritoryDU Xing 2feng(T elevision of X ining ,X ining 810000,China )Abstract :virtual studio is an im portant reform about traditional television studio technology ,and it is a new television program tool.This brief article inquire into that it is preponderance and technique key and a little consid 2ering.K ey w ords :Virtual studio ;Camera location ;Three -dimensional virtual scene ;Digital key(上接第49页)综上所述:电压比较器是集成运放的一种非线性应用.变化的、随机的输入信号跟另一个端的参考电压进行比较,使输入信号转换成只有高电平或低电平的输出信号,当输入信号电压等于参靠电压(即阈值)时,输出状态发生翻转.能实现这一点的关键就是取决于集成运放优良的性能,即开环电压放大倍数无穷大.但是实际运放的开环电压放大倍数不可能无穷大,除去运放的响应时间及零点漂移等因素,其比较误差及上升(下降)沿的陡度决定于运放的开环电压放大数,其值越大,产生的误差越小,上升(下降)沿越竖直.假设运放的开环电压放大倍数为106,运放的输出饱和压降为±10V ,则产生的阈值误差为±10μV ,可见产生的误差是很小的.深刻理解电压比较器为集成运放在非线性应用下的本质特征,并在教学中将其应用实例适时地进行归纳、总结、比较,这对提高教学质量,丰富学生的知识,培养学生的创新能力,都有着重要的意义.I ntegrated Opertiondl Amplifier Circuit and V oltage ComparatorsNIE Guo 2quan (Electronic Engineering and In formation Science Department ,Qinghai NationalitiesInstitute ,X ining 810007,China )Abstract :It is vital for us to study electronic circuit and make a deep com prehension of the innate character ,A v oltage com parator refers to that the integrated operational am plifier circuit is particularly used under the situation of the nonlinear application ,and it als o comes from the g ood function of the integrated operational am plifier cir 2cuit 1The v oltage com parator ,that is ,tends to equal the am plified times of in finity 1Because it has tw o ends with it ,which one has a higher potential ,s o the higher end can have power to com plete the com pared function 1K ey w ords :integrated opertiond lam plifier circuit ;v oltage com parators ;nonlinear applicalion56第2期 都兴峰:浅析电视节目制作中的虚拟演播室 。
厦门大学电子技术实验十集成运算放大器构成的电压比较器综述
实验报告实验名称：实验十集成运算放大器构成的电压比较器系别：班号：实验组别：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：指导教师意见：目录二、实验原理 (3)三、实验仪器 (5)四、实验内容及数据 (5)1. 单限电压比较器 (5)2. 施密特电压比较器 (7)五、实验总结 (9)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：集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1(a)所示。
图1(b)为其电压传输曲线。
由于理想集成运放在开环应用时，A V→∞、R i→∞、R o→0；则当V i<E R时，V O=V OH；反之，当V i>E R时，V O=V OL；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E R值，即可改变转换电平V T（V T≈E R）；当E R=0时，电路称为“过零比较器”。
同理，将V i与E R对调连接，则电路为同相单限电压比较器。
图1(c)为反相单限电压比较器的应用——波形变换应用。
2. 集成运算放大器构成的施密特电压比较器：集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2(a)所示。
图2(b)为其电压传输特性曲线。
当V O =V OH 时，+++++==+T R OH T V E R R R V R R R V V ；3233221称为上触发电平； 当V O =V OL 时，--+++==+T R OL T V E R R R V R R R V V ；3233222称为下触发电平； 回差电平：-+-=∆T T T V V V当V i 从足够低往上升，若V i >V T+时，则V o 由V OH 翻转为V OL ； 当V i 从足够高往下降，若V i <V T-时，则V o 由V OL 翻转为V OH ； 由于V T+、V T-不相等，故称为双限电压比较器，而其电压传输特性曲线具有迟滞回线状，又称为迟滞比较器；由于输入足够低时，输出为高；输入足够高时，输出为低；故称为反相施密特电压比较器；通过改变E R 值，即可改变上、下触发电平V T+、V T-；同理，将V i 与E R 对调连接，则电路为同乡施密特电压比较器。
集成运算放大器的应用实验报告
集成运算放大器的应用实验报告【摘要】：此题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a〕，实现下述功能：使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1〔b〕所示，，允许T1有±5%的误差。
〔a〕〔b〕图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。
ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。
二、设计方案1、三角波发生器由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。
同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。
对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。
电路仿真如下列图所示：2、 加法器由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如下所示：3、 滤波器由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除u，所以采用二阶的有源低通滤波器。
集成运算放大器比较器电路分析
集成运算放大器比较器电路分析1.LM358比较器通过图3.13测试，可以看到当输入电压u i小于1V时，输出电压uo 约为5V左右；当输入电压在1-3V时，输出电压uo约为-5V。
即当U i<U R时，u o输出高电平；当u i>U r时，u o输出低电平。
将u i和U R互相调换位置，重复上述过程，记录输出电压u o，可观察到结果刚好相反。
在实验中为何会出向上述现象？分析一下其中的原因。
在图3.13(a)电路中，同相输入端接基准电位(或称参考电位)U R。
被比较信号由反相输入端输入。
集成运放LM358处于开环状态。
当u i>U R时，由于LM358 的电压放大倍数足够大，所以，输入端只要有微小的电压差，电压即饱和输出，在第一种情况下，输出电压为负饱和值为-U om；同理当u i<U R时，输出电压为正饱和值为+Uom。
其传输特性如图6.8 所示。
可见，只要输入电压在基准电压U R处稍有正负变化，输出电压u o就在负最大值到正最大值处变化。
通过上述分析可知，图3.13所示电路的功能是将一个输入电压与另一个输入电压或基准电压进行比较，判断它们之间的相对大小，比较结果由输出状态反映出来，该电路称为单限电压比较器，其特性如图3.14所示。
图3.14 单限电压比较器传输特性2.电压比较器LM393/LM339LM393是低功耗低失调电压两比较器，LM339是低功耗低失调电压四比较器。
两种比较器，原理图一样，功能参数一样。
(1) LM393/LM339工作原理LM339集成块采用C-14型封装，图3.15为外型及管脚排列图。
图3.15 比较器LM339LM339类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。
用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。
厦门大学电子技术实验报告_实验四
实验四单级放大电路一、实验目的1. 学会在面包板上搭接电路的方法2. 学习放大电路的调试方法3. 掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带测量方法4. 研究负反馈对放大器性能的影响；了解设计输出器的基本性能5. 了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大倍数的影响二、实验原理（一）单级低频放大器的模型和性能1. 单级低频放大器的模型：单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。
从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。
若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。
根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。
负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。
负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。
负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。
由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。
凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。
图1 图22.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较：电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。
点如图3实在图2的基础上，去掉射极旁路电容Ce，这样就引入了电流串联负反馈。
射极输出器由于电压放大倍数约等于1，故它具有电压跟随特性，且输入电阻高，输出电阻低的特点，在多级放大电路中常作为隔离器，起阻抗变换作用。
实训十-由集成运算放大器组成的电压比较器
实训十由集成运算放大器组成的电压比较器一、实训目的1.掌握电压比较器的电路构成及特点。
2.学会测试比较器的方法。
二、实训电路(a) 过零比较器(b) 电压传输特性图10-1 过零比较器(a) 反相滞回比较器(b) 同相滞回比较器图10-2 滞回比较器（a）电路图（b）传输特性图10-3 由两个简单比较器组成的窗口比较器三、实训设备与器件序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源＋12V、-12V 各1路实训台2可调直流稳压电源0～30V 1路实训台四、实训内容与步骤利用实训挂箱DDZ-22上14P集成芯片插座，按照芯片方向插好芯片741。
1.过零比较器实训电路如图10-1所示，接通±12V电源。
(1)测量u i悬空时的U O值。
(2)u i输入500Hz、幅值为2V的正弦信号，观察u i→u O波形并记录。
(3)改变u i幅值，测量传输特性曲线。
2.反相滞回比较器实训电路如图10-2（a）所示。
(1)按图接线，u i接可调直流电源(电压不要太大)，测出u O由＋Uomcx→-Uomcx时u i的临界值。
(2)同上，测出u O由-Uomcx→＋Uomcx时u i的临界值。
(3)u i接500Hz，峰值为2V的正弦信号，观察并记录u i→u O波形。
3.同相滞回比较器实训线路如图10-2（b）所示。
(1)参照实训步骤2，自拟实训步骤及方法。
(2)将结果与实训步骤2进行比较。
4.窗口比较器实训线路如图10-3所示,自拟实训步骤和方法测定其传输特性。
五、实训总结1.整理实训数据，绘制各类比较器的传输特性曲线，总结几种比较器的特点。
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实
验
报
告
实验名称：实验十集成运算放大器构成的电压比较器系别：班号：实验组别：实验者姓名：
学号：
实验日期：
实验报告完成日期：
指导教师意见：
目录
二、实验原理 (3)
三、实验仪器 (5)
四、实验内容及数据 (5)
1. 单限电压比较器 (5)
2. 施密特电压比较器 (7)
五、实验总结 (9)
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：
集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1(a)所示。
图1(b)为其电压传输曲线。
由于理想集成运放在开环应用时，A V→∞、R i→∞、R o→0；则当V i<E R时，V O=V OH；反之，当V i>E R时，V O=V OL；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E R值，即可改变转换电平V T（V T≈E R）；当E R=0时，电路称为“过零比较器”。
同理，将V i与E R对调连接，则电路为同相单限电压比较器。
图1(c)为反相单限电压比较器的应用——波形变换应用。
2. 集成运算放大器构成的施密特电压比较器：
集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2(a)所示。
图2(b)为其电压传输特性曲线。
当V O =V OH 时，++
+++=
=+T R OH T V E R R R V R R R V V ；323322
1称为上触发电平； 当V O =V OL 时，--+++=
=+T R OL T V E R R R V R R R V V ；3
23322
2称为下触发电平； 回差电平：-
+
-=∆T T T V V V
当V i 从足够低往上升，若V i >V T+时，则V o 由V OH 翻转为V OL ； 当V i 从足够高往下降，若V i <V T-时，则V o 由V OL 翻转为V OH ； 由于V T+、V T-不相等，故称为双限电压比较器，而其电压传输特性曲线具有迟滞回线状，又称为迟滞比较器；由于输入足够低时，输出为高；输入足够高时，输出为低；故称为反相施密特电压比较器；通过改变E R 值，即可改变上、下触发电平V T+、V T-；同理，将V i 与E R 对
调连接，则电路为同乡施密特电压比较器。
图2(c)为反相施密特电压比较器的应用——波形变换应用。
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、实验内容及数据
1.单限电压比较器：
（1）按图1(a)搭接电路，其中R1=R2=10kΩ，E R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V i(V ip-p=15V、f=200Hz)，将V i接示波器X输入，V O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E R值，调节E R，观察特性曲线的转换电平V T随E R的变化情况；当V T=1V，记下E R的值，定量记录电压传输特性曲线；
E R增大，V T增大，曲线向右移动。
E R减小，V T减小，曲线向左移动。
V T = 1V时，E R = 1.070V
V OH = 10.0250V，V OL = -12.2500V
（4）当V T=1V，令示波器工作在内扫描方式，同时观察并画出V i、V o波形；根据电路工作原理，用示波器测量V i的转换电平V T值；改变R W，观察E R减小时，V o正脉宽tu+的变化情况；当E R=0时，观察V o波形说明为什么当V i直流成分为0时，V o为对称波形？
输入输出波形图：
VOH
VT
VOL
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<VT的波形是对称的，所以此时VO为对称方波。
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，E R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曲线；
（3）调节R2电位器，观察ΔV T变化情况；当ΔV T=4V，调节R W，用直流电压表测量E R的值，当E R=1V，定量记录电压传输特性曲线；
ΔVT=4V，ER=1V时，电压传输特性曲线如图所示。
VT+=3.59625V，VT-=-427.50mV
VOH = 11.2500V
VOL = -10.6250V
（4）调节R W，观察电压传输特性曲线的变化情况，当E R=0V时，测量V T-、V T+的值；
RW增大时，VT+和VT-同时增大，曲线向右移动。
RW减小时，VT+和VT-同时减小，曲线向左移动。
E R = 0V时，VT+=2.00750V，VT-=-2.05500V。
（5）令示波器工作在内扫描方式(V-t)，同时观察并画出V i、V o 波形；根据电路工作原理，用示波器测量V i的转换电平V T-、V T+的值；改变R W,观察E R减小时，V o的正脉宽tu+的变化情况。
输入输出波形图：
Vi、Vo波形如图所示。
用示波器测得VT+=2.12500V，VT-=-2.43750V；ER减小时，正脉宽tu+变小。
五、实验总结
1、通过本次实验掌握了电压比较器的测量方法。
2、了解了示波器外扫描、内扫描的区别，掌握观察电路电压传输特性的方法。
3、实验中使用示波器观察输入输出波形时要注意表笔是否有衰减。
4、运算放大器管脚不要弄错，要一直加着工作电源。
5、定量观察波形示波器选择DC耦合方式。