实验集成运算放大器的基本应用电压比较器解读
集成运算放大器的应用实验报告
一、实验目的1. 了解集成运算放大器的基本特性和工作原理。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路的设计与调试方法。
3. 熟悉集成运算放大器在实际电路中的应用，提高电子电路设计能力。
二、实验原理集成运算放大器（Op-Amp）是一种高增益、低输入阻抗、高输入电阻、低输出阻抗的直接耦合放大器。
它广泛应用于各种模拟信号处理和产生电路中。
本实验主要研究集成运算放大器的基本应用电路，包括反相比例放大电路、同相比例放大电路、加法运算电路、减法运算电路等。
三、实验仪器与设备1. 集成运算放大器：TL0822. 直流稳压电源：±15V3. 数字万用表4. 示波器5. 面包板6. 连接线7. 电阻、电容等元件四、实验内容1. 反相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的输入端分别连接到输入电阻R1和地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到反相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成反相关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成反相关系，放大倍数为-10。
2. 同相比例放大电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的同相输入端连接到输入电阻R1，反相输入端连接到地，输出端连接到负载电阻R2，反馈电阻Rf与R1并联后连接到同相输入端。
（2）电路调试：将输入电压信号输入到电路中，使用示波器观察输出电压波形，调整R1和Rf的值，使输出电压与输入电压成正比关系。
（3）实验结果：当R1和Rf的值分别为1kΩ和10kΩ时，输出电压与输入电压成正比关系，放大倍数为10。
3. 加法运算电路（1）电路连接：将集成运算放大器TL082的反相输入端连接到地，同相输入端连接到两个输入电阻R1和R2，输出端连接到负载电阻R3，反馈电阻Rf与R1、R2并联后连接到同相输入端。
第二章集成运算放大器、电压比较器、乘法器
输出与两个输入信号的差值成正比。
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分析方法2：利用叠加原理
减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相
比例运算电路的叠加。
RF
uo
RF R1
ui1
uo
(1
RF R1
)u
+ ui1
–
+ ui2 –
R1 R2
u+
– +
R3
+
+ uo –
(1RF) R3 R1 R2R3
uo –
RF
同相加法运算电路的特点：
1. 输入电阻高；
2. 共模电压高；
ui1
3.
当改变某一路输入电阻时， 对其它路有影响；
ui2
R1 Ri1
– +
+
+ uo –
u o (1R R F 1)R (i1 R i2 R i2u i1R i1 R i1 R i2 Ru i2i2)
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Auf
uo ui
1RF R1
ri
ui ii
ro 0
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结论：
① Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。
③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相输入端不存在“虚地”现象。 ⑤ 电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低，
第二章集成运算放大器、电压 比较器、乘法器
集成运算放大器的基本应用实验报告
集成运算放大器的基本应用实验报告集成运算放大器的基本应用实验报告引言：集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它具有高增益、低失调、宽带宽等特点，可以实现信号放大、滤波、积分、微分等功能。
在本次实验中，我们将通过几个基本应用实验，探索集成运算放大器的工作原理和应用场景。
实验一：非反相放大器非反相放大器是Op-Amp最常见的应用之一。
它通过将输入信号与放大倍数相乘，输出一个放大后的信号。
我们在实验中使用了一个标准的非反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度和输入信号的幅度相比，增大了放大倍数倍。
而相位方面，输出信号与输入信号的相位保持一致。
这说明非反相放大器能够有效放大输入信号，并且不改变其相位。
实验二：反相放大器反相放大器是Op-Amp另一种常见的应用。
它与非反相放大器相比，输入信号与放大倍数相乘后取反，输出一个反向的放大信号。
我们在实验中使用了一个反相放大器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号的幅度与输入信号的幅度相比，同样增大了放大倍数倍。
但是相位方面，输出信号与输入信号相差180度。
这说明反相放大器能够有效放大输入信号，并且改变其相位。
实验三：积分器积分器是Op-Amp的另一个重要应用。
它可以将输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
我们在实验中使用了一个积分器电路，将一个方波信号作为输入，观察输出信号的变化。
实验结果显示，输出信号呈现一个斜率逐渐增大的曲线，表明输入信号得到了积分。
这说明积分器能够有效对输入信号进行积分运算，输出一个积分后的信号。
实验四：微分器微分器是Op-Amp的又一个重要应用。
它可以将输入信号进行微分运算，输出一个微分后的信号。
我们在实验中使用了一个微分器电路，将一个正弦波信号作为输入，观察输出信号的变化。
电路中的运算放大器与比较器的原理与应用
电路中的运算放大器与比较器的原理与应用在电子领域中，运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）与比较器（Comparator）是两个非常重要的电子元件。
它们在电路设计与应用中起着至关重要的作用。
一、运算放大器的原理与应用运算放大器是一种具有差分放大功能的电子放大器。
它通常由多个晶体管以及与之相连的电阻、电容等元件组成。
运算放大器的输出信号是其输入信号的放大倍数。
1. 基本原理运算放大器的基本电路结构由一个差分放大器和一个输出级组成。
它有两个输入端，称为非反相输入端（+）和反相输入端（-），以及一个输出端。
其基本工作模式是将输入信号放大，并输出一个与输入信号有相关性的信号。
2. 应用领域运算放大器在电路设计中有广泛的应用，包括：（1）信号放大：将弱信号放大至适当的电平，以便进行后续处理；（2）滤波器设计：根据不同的频率要求，设计低通、高通、带通等类型的滤波器；（3）振荡器设计：用于产生高频信号的振荡器电路设计；（4）比例控制与调节：用于控制系统，在反馈环路中起到稳定系统的作用。
二、比较器的原理与应用比较器是一种电子元件，用于将两个输入进行比较，并输出一个相应的逻辑电平。
它通常由运算放大器、基准电压和一个阈值元件组成。
1. 基本原理比较器的基本原理是将两个输入信号进行比较，并输出一个高、低逻辑电平。
当一个输入信号高于另一个输入信号时，输出为高电平，反之输出为低电平。
2. 应用领域比较器在电子领域中应用广泛，包括：（1）开关控制：将比较器的输出连接到开关控制电路中，根据两个输入信号的大小关系来控制开关的开关与闭合；（2）模拟电压转数字信号：将模拟电压通过比较器进行比较，并将结果输出为数字信号，用于数字电路的处理；（3）电压检测与监测：将比较器连接到电压检测电路中，用于监测输入电压是否超过设定值。
总结起来，运算放大器和比较器是电子领域中非常常见的电子元件，它们在电路设计与应用中功不可没。
电压比较器实验总结
电压比较器实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建电压比较器电路来研究和了解电压比较器的基本原理和特性，并通过实验验证和观察电压比较器在不同条件下的工作情况和输出结果。
2. 实验原理电压比较器是一种基础的电子元件，主要用于将输入的模拟电压与参考电压进行比较，并根据比较结果产生相应的输出信号。
一般情况下，电压比较器的输出是一个二进制信号，即高电平和低电平。
在本实验中，我们使用了一个基本的运算放大器来实现电压比较器的功能。
电压比较器的工作原理基于运算放大器的反馈作用。
比较器的输入端连接两个电压源，其中一个为输入电压Vin，另一个为参考电压Vref。
当Vin大于Vref时，比较器的输出为高电平；当Vin小于或等于Vref时，比较器的输出为低电平。
3. 实验材料和设备•运算放大器电路板•电压源•示波器•多用途实验箱•电压源线缆•接线板•电压表4. 实验步骤4.1 搭建电压比较器电路根据实验要求，使用示波器观察电压比较器的输入和输出波形。
首先，将运算放大器电路板连接到示波器和电压源上。
接着，使用接线板和电压源线缆将输入电压源和参考电压源分别连接到运算放大器的输入端。
4.2 设置输入和参考电压调节输入电压源和参考电压源的输出值，分别设置不同的输入电压和参考电压。
确保它们的变化范围适用于运算放大器。
4.3 观察输入和输出波形通过将示波器的探头连接到运算放大器输出处，可以实时观察和记录输入和输出波形。
记录波形的变化情况以及不同输入和参考电压下的输出结果。
5. 实验数据记录与分析在实验过程中，我们记录了不同输入电压和参考电压下的输出结果，并将其整理成表格和图表。
根据数据分析，我们得出以下结论：•当输入电压大于参考电压时，输出为高电平；当输入电压小于或等于参考电压时，输出为低电平。
•输入和参考电压的差异越大，输出电平的变化越明显。
•随着参考电压的变化，输出电平也相应变化，但变化的趋势与输入电压和参考电压的关系有关。
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。
集成运放的比较器设计 实验报告
集成运放的比较器设计实验报告集成运放的比较器设计实验报告
引言
本实验旨在设计一个集成运放的比较器电路，并进行实际的测试和验证。
比较器是一种重要的电子元件，用于比较两个电压的大小，并输出相应的电平信号。
通过本实验，我们将研究和掌握集成运放比较器电路的设计原理和操作方法。
实验过程
1. 准备工作：收集所需的元件和仪器，并进行检查和测试。
2. 搭建电路：根据设计原理，使用集成运放和其他必要的元件搭建比较器电路。
3. 调试设备：连接电源和信号源，并根据实验指导进行设备的调试和校准。
4. 测试比较器：输入不同的电压信号，并观察比较器输出的电平变化。
5. 记录实验数据：记录每次实验的输入电压和比较器输出的状态。
6. 分析实验结果：根据实验数据，分析比较器的性能和特点，并进行相应的讨论。
实验结果
在实验过程中，我们成功搭建了集成运放的比较器电路，并进行了多次测试。
实验结果表明，比较器能够准确地判断输入电压的大小，并输出相应的电平信号。
此外，我们还观察到比较器在输入信号变化过程中的响应速度和稳定性。
结论
通过本实验，我们深入了解了集成运放的比较器电路的设计原理和操作方法。
实验结果证实了该比较器的有效性和可靠性。
这项实验不仅提高了我们在电子电路设计方面的实践能力，还为日后相关领域的研究和应用奠定了基础。
参考文献
[引用相关文献]。
电压比较器和运算放大器的基本知识
电压比较器和运算放大器的基本知识一、电压比较器的基本知识电压比较器已经广泛的应用在各种的控制电路和保护电路中；特别是在现代的液晶、等离子平板电视中，更是普片应用。
在平板电视中特别是故障率较高的开关电源、驱动电路、背光板电路中的保护电路比比皆是；对电路的安全、保护起到极大的作用，同样给我们的维修也带来一个提升；必须了解、掌握电压比较器的原理、工作方式才能顺利的、成功的完成故障的维修，下面简单的介绍一些电压比较器的必备知识。
电压比较器是对两个模拟电压比较其大小，并判断出其中哪一个电压高，哪一个电压低；并在输出端以高电平或低电平表示比较的结果来。
既然是把两个电压进行比较；并且有一个比较结果的输出端，那么这个比较器就必须有3个端子（除了供电及接地）；两个进行比较模拟电压的输入端；一个显示比较结果的输出端，图1所示就是一个在电路图上常用的电压比较器的符号。
图1图1的符号中；左边是两个输入端；其中一个有“+”号标志的称为同相输入端；有“—”号标志的称为反相输入端；这两个端子输入需要进行比较的模拟电压。
右边是一个输出端，输出比较的结果。
两个输入端之间电位的高低和输出端电平的高低关系如下：当同相输入端电压高于反相输入端电压时：输出端为高电平。
当同相输入端电压低于反相输入端电压时：输出端为低电平。
一般常用的比较器的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体管，在使用时输出端到正电源一般需接一只上拉电阻（选 3-15K）。
这种输出称为OC输出(Open-Collector)即集电极开路输出；图2虚线框内所示是BA10393内部电路原理图；图中显示；输出端的晶体管Q6的集电极在内部是开路状态；没有和任何地方连接；在具体应用时需要如图3所示在电源和集电极之间，连接一只上拉电阻；或者如图4所示连接一个分压电路（电源可以直接是本电压比较器的VCC,也可以是另外的单独电源+B；+B电压可以根据需要选取不同的电压值）。
图2图3 图4 电压比较器的工作特性：以图5、为例做一个实验以了解电压比较器的特性；图5图6在图5中电压比较器的同相输入端被由R1、R2组成的分压电路设定为3V（这就是比较器的基准电压），电压比较器的反相输入端连接在一个电位器的动臂上，电位器的两端连接于6V电压上面，下端为0V上端为6V。
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将一个模拟量电压信号和一个参考电压相比 较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产 生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器 可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟 与数字信号转换等领域。
图为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的 同相输入端，输入电压ui加在反相输入端。
五、实验内容及步骤
1、过零比较器（实验电路如图） (1) 接通±12V电源。 (2) 测量ui悬空时的UO值。 (3) ui输入500Hz、幅值为2V的正弦信号，观察ui→uO波形并 记录。 (4) 改变ui幅值，测量传输特性曲线。
2、 反相滞回比较器(实验电路如图) (1) 按图接线，ui接＋5V可调直流电源，测出uO由＋Uomcx→ －Uomcx时ui的临界值。 (2) 同上，测出uO由－Uomcx→＋Uomcx时ui的临界值。 (3) 将分压支路100K电阻改为200K，重复上述实验，测定传输 特性。
3、 同相滞回比较器（实验线路如图） (1) 参照2，自拟实验步骤及方法 (2) 将结果与2进行比较
当ui＜UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端 电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即 uO＝UZ 当ui＞UR时，运放输出低电平，DZ正向导通，输出电压等于稳 压管的正向压降UD，即 uo＝－UD 因此，以UR为界，当输入电压ui变化时，输出端反映出两种状态。 高电位和低电位。 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。
1、过零比较器 电路如图10－2所示为加限幅电路的过零比较器，DZ为限幅 稳压管。信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零,从同 相端输入。当Ui＞0时，输出UO＝-(UZ+UD)，当Ui＜0时， UO＝+(UZ+UD)。其电压传输特性如图10－2（b）所示。 过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。
实验
集成运算放大器的基本应用 ─ 电压比较器
─
一、实验目的 二、实验仪器设备 三、实验原理 四、实验电路 五、实验内容及步骤
一、实验目的
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、实验仪器及设备
1、 ±12V 直流电源 2、 函数信号发生器 3、 双踪示波器 4、 直流电压表 5、 交流毫伏表 6、 运算放大器 μA741×2 7、稳压管 2DW231×1