Исследование работы однопорогового компаратора.

1. Установите ключ в разъем модуля МП лабораторного стенда. Внешний вид модуля показан на рис. 15.1.

Рис. 15.1.

2. Загрузите и запустите программу Labl5(Mll).vi. На экране появится изображение лицевой панели ВП. При запуске программы активной будет закладка «Получение передаточной характеристики» (рис. 15.2), исполь­зуемая при выполнении задания 1.

Запустите программу, нажав кнопку RUN c изображением стрелки в верхней части рабочего окна .

Рис. 15.2.

1. Получение передаточной характеристики однопорогового компаратора.

1.1. Установите переключатель «К» модуля МП в положение «1». При этом входной сигнал подключается к инвертирующему входу ОУ, а источник опорного напряжения, задающего порог срабатывания компара­тора, к неинвертирующему входу ОУ.

1.2. С помощью элементов управления на лицевой панели ВП ус­тановите диапазон изменения входного сигнала (рекомендуемые значения U_ВХ.min. = -10 В, U_ВХ.max. = 10 В) и пределы изменения выходного сигнала (ре­комендуемые значения U_ВЫХ.min. = -10 В, U_ВЫХ.max. = 10 В).

1.3. С помощью ползункового регулятора на лицевой панели ВП установите опорное напряжение U_ОП. = 0 В. Нажмите кнопку «Измере­ние». На графическом индикаторе виртуального прибора (ВП) появится изображение передаточной характеристики компаратора. Скопируйте полученную характеристику в отчет.

1.4. Определите по передаточной характеристике положительное U_orp.+ и отрицательное U_orp.- предельные значения выходного напряжения компаратора. Для этого используйте горизонтальную визирную линию, перемещаемую с помощью ползункового регулятора «Y». Результаты за­пишите в отчет.

1.5. Определите величину входного напряжения срабатывания U_ВХ.СР., при котором происходит переключение компаратора. Для этого ис­пользуйте вертикальную визирную линию, перемещаемую с помощью ползункового регулятора «X». Для повышения точности результата следу­ет установить удобный для наблюдения передаточной характеристики диапазон изменения входного сигнала (U_ВХ.min., U_ВХ.max.) и повторно нажать кнопку «Измерение». Сравните полученное значение с величиной U_ОП. ус­тановленной в п. 1.3. Выводы и результаты запишите в отчет.

1.6. Повторите пп. 1.3 – 1.5, установив значение опорного на­пряжения U_ОП. сначала -2,5 В, а затем 1,7 В.

1.7. Установите переключатель «К» модуля М11 в положение «2». При этом входной сигнал и источник опорного напряжения, задающего порог срабатывания компаратора, подключаются к инвертирующему входу ОУ. Повторите исследования, предусмотренные пп. 1.3 – 1.6.

1.8. Сравните характеристики однопорогового компаратора при разных способах подачи сравниваемых сигналов на его входы. Выводы за­пишите в отчет.

2. Исследование работы однопорогового компаратора.

2.1. Установите переключатель «К» модуля М11 в положение «1». При этом входной сигнал подключается к инвертирующему входу ОУ, а источник опорного напряжения, задающего порог срабатывания компара­тора, к неинвертирующему входу ОУ.

2.2. На лицевой панели ВП нажмите мышью на закладку с надпи­сью «Измерение параметров компаратора». На экране появится изобра­жение ВП, приведенное на рис. 15.3.

Рис. 15.3.

2.3. С помощью элементов управления ВП установите следующий режим измерения: форма сигнала - синусоидальная, частота сигнала 200 Гц, амплитуда входного сигнала 7,0 В.

2.4. С помощью ползункового регулятора установите опорное на­пряжение U_ОП. = 0 В. На графическом индикаторе ВП будут отображены входной и выходной сигналы компаратора. Скопируйте полученное изо­бражение в отчет.

2.5. Определите величину входного напряжения срабатывания компаратора U_СР... Для этого с помощью ползункового регулятора «X» ус­тановите вертикальную визирную линию так, чтобы ее положение совпа­дало с моментом переключения выходного сигнала компаратора с низкого уровня на высокий. Затем с помощью ползункового регулятора «Y» со­вместите горизонтальную визирную линию с точкой пересечения линии входного сигнала с вертикальной визирной линией. Значение напряжения U_СР. считайте с цифрового индикатора ползункового регулятора «Y» и за­пишите в отчет. Сравните полученное значение с величиной U_ОП., установ­ленной в п.2.4. Выводы и результаты запишите в отчет.

2.6. Повторите измерения, предусмотренные п. 2.5, для момента переключения компаратора с высокого уровня на низкий.

2.7. Повторите пп. 2.3 – 2.6, установив значение опорного на­пряжения сначала -5,0 В, а затем 5,0 В.

2.8. Повторите исследование работы однопорогового компаратора при других формах входного сигнала (треугольная, прямоугольная, пило­образная). Результаты исследований занесите в отчет.

2.9. Установите переключатель «К» модуля МП в положение «2». При этом входной сигнал и источник опорного напряжения, задающего порог срабатывания компаратора, подключается к инвертирующему входу ОУ. Повторите исследования, предусмотренные пп. 2.3 – 2.8.

2.10. Сравните работу однопорогового компаратора при разных способах подачи сравниваемых сигналов на его входы. Выводы запишите в отчет.

2.11. Выключите ВП, для чего нажмите на лицевой панели ВП кнопку «Завершение работы».

Контрольные вопросы.

1. Чем схема компаратора отличается от схемы усилителя?

2. Какие выходные напряжения могут формироваться на выходе ком­паратора?

3. Что такое компараторный режим работы ОУ?

4. Чем объясняется ошибка схемы сравнения, и каким образом ее мож­но уменьшить в однопороговом компараторе.

5. Как можно изменить порог срабатывания однопорогового компаратора?

6. Какие возможны способы подачи сравниваемых сигналов на входы компаратора?