模拟电子技术仿真实验（六）：集成运放比较器
对，对吗？
按图正确连接电路。
用示波器观察各电路的波形（XY 模式及标准模式：3个电路共计6张图），记录波形参数，并绘制在坐标纸上。
要求：幅度足够大，频率尽量低。
Vi：VPP=10V，f=500Hz，正弦波。
题外话1：示波器的YT模式与XY模式
简单来说，
YT模式（之前用的模式）就是以时间（T）为横坐标，通道输入信号为纵坐标（Y）。
“XY视图模式是将时基关闭，而使用另外一个通道的输入作为水平信号，以便观察这两个信号的关系，这种图形称为李萨如图形。该模式最明显的特点是将YT模式的电压-时间显示更改为电压-电压显示，例如测试信号经过一个电路网络产生的相位变化可以使用XY视图模式。”
（1）零电平比较器
根据测得的峰峰值：
左上点应该为
右下点应为
为什么是斜线而不是竖直线？
因为实际放大器的开环电压增益不是无穷大（个人理解，不确定）
高（/低）电平的值是怎么定的？
开环下，Vi被尽可能放大，而所加Vcc有限，输出电压也就有限，高（/低）电平的值就确定了。（似乎也与运放型号有关）
为什么Multisim中的波形是很多条下降线，大致可以分为左右两部分？（ppt最后的思考题：过零比较和-2v比较这2个电路图，XY模式下的图形都是两条下降曲线，考虑为什么？）
见文章末思考题
题外话2：Multisim中，XY模式下的“时基”栏中的“范围”设置，有什么用？
由于Vi和Vo都是500Hz，要绘制XY模式下的一条线（Vi从-5V到+5V）只需要半个周期的时间
这个“范围”，大概就类似于摄影中的曝光时间，如下图（个人理解）
而这个“范围”的默认值，就是100ms，在示波器中，就可以记录下100/4=25条这样的线。
所以在之前的图中就有许多下降线
（2）非零电平比较器
根据测得的峰峰值：
左上点应该为
右下点应为
跃变处：
同样的问题（过零比较和-2v比较这2个电路图，XY模式下的图形都是两条下降曲线，考虑为什么？）
（三）滞后回环比较器
开始仿真时，可能会报错（收敛的问题）
我的解决方法就是关掉Multisim重开，然后就正常了（我也不知道为啥）
根据测得的峰峰值：
左下点应该为
右上点应为
跃变处：
实验的主要部分就完成了（以上内容周一就弄好了），以下内容，可能完全不对，大家如果看的话可以图一乐
思考题1：过零比较和-2v比较这2个电路图，XY模式下的图形都是两条下降曲线，考虑为什么？
如果从YT模式下自己画XY模式下的传输特性曲线，就可以知道这两条下降线（都不过0点）从哪里来
看零电平时的YT图：Vi与Vo不同时为0，Vi总是在Vo之后为0
Vi总是在Vo之后为0，就形成了两条下降线
那么问题来了，Vi为什么会相较于Vo滞后？
思考此题的历程：
看了一些放大器的参数：
（1）猜测原因1：输入失调电压
如图，运放开环时，输入端都为0，输出却不为0（在上图情况中为2.439V）
对输入失调电压的进一步理解：
在正输入端施加一个可调的直流电压，调节它直到输出电压为0，然后就调出来了这个数值
在uA741的数据手册中也可以查到这个数值，跟测得的有点不太一样
那么，输出失调电压对XY中的传输特性曲线会有什么影响呢？
大概类似于非零电平比较器，下降线左右平移一点点
对应在YT曲线中，应该是Vi=0在Vo=0之前、之后相间，而不是现状的Vi=0总在Vo=0之后
所以两条下降线不是输入失调电压引起的
（2）猜测原因2：延迟（运放开环下饱和恢复时间）
简单来说：Vi变化时Vo需要一小段时间再开始变化
详细内容：
如果是因为延迟的影响，在YT图中，Vi与Vo不同时为0，但Vi应该总是在Vo之前为0
对应在XY图中，应该是这样
也是两条下降线，但箭头不一样，对应在YT图中，应该是Vi=0总是在Vo=0之前
而现状是Vi=0总是在Vo=0之后
所以也不是运放开环下饱和恢复时间原因
（3）？
不知道还有啥参数能影响了，注意到Vi与负输入端并不直接相连，设负输入端的点位为V2，使用4通道示波器观察
红色Vi
玫红色V2
蓝色Vo
发现了一些有趣的东西：V2跟Vo几乎是同时为0的，而Vi=0总是在Vo=V2=0之后
Vi=0在Vo=0后约二十几微秒
Vi=0在V2=0后约二十几微秒
所以这么说就不是运算放大器的问题，是前面的“稳压模块”（电阻+两个二极管，不知道叫啥，我自己起的名字）（这个稳压模块将V2大约限定在了570mV）的问题，导致Vi=0在V2=0后？
那么直接去掉这个稳压模块呢
XY模式下的图变成了这样
可能是Vi太大了，调成稳压模块限定成的570mV试试
红色Vi=0一直保持在Vo=0之前了，Vo滞后三十几微秒
问题又来了，这个滞后又是哪里来的呢？
又发现了这个东西
无论V2的峰峰值为多少，从低电平到高电平的时间总是约为130微秒
可能是这个时间太长了，导致Vo没跟得上V2的变化，导致Vo=0在V2=0之后
这个时间（从-8V变到+8V所需的时间）应该跟运放的某个参数有关，好像跟压摆率（上升时间）有些关系，然而压摆率说的是“放大器输入一个阶跃信号时，输出端电压的最大变化速率”，这里不是一个阶跃，而是一个正弦信号，这个叫做什么时间，我就不知道了（没有做进一步了解）
回到之前的问题，这个“反馈模块”为什么使Vi=0在V2=0之后？
”反馈模块“的工作：V2大于二极管开启电压后，二极管导通，电流在R上分压，从而限制了V2
然后我就不知道了，咋能Vi=0时V2还有值？二极管还能储能？(势垒电容，扩散电容？？？我模电学的差，别听我乱说)
不管这最后一个问题，于是就得到了这个离谱的结论：
两条下降线，对于非零电平比较器（主要是因为没有”反馈模块“），低电平到高电平（反过来也一样）所需时间大约是一个定值（130微秒），这个时间有点长，导致Vo的变化赶不上Vi的变化，Vo=0总是在Vi=0之后，就形成了两条下降线。
对于零电平比较器（主要是因为有”反馈模块“），受上半结论中（130微秒）的影响，但更因为”反馈模块“使Vi=0在V2=0之后，进而导致Vo=0总是在Vi=0之前，也就形成了两条下降线
【2022-11-04】课上老师说主要是两个原因：
1、该运放对0点的判断不准确（+-0.1V就判断过0了）
2、上面说的高低电平转换所需的时间较长
（ua741不适合作比较器）
没有说“反馈模块”的问题（我也觉得这很离谱，但是multisim仿真出来是这样））
以上
如果你有发现错误，或者感到无法理解的地方，欢迎（务必）私信或评论交流
如果你感觉这篇专栏对你有所帮助的话，可以点一个赞嘛(>﹏<)
感谢
（点赞或者评论可以留下浏览记录，后续发现错误修改后可以站内私信你说明之前哪写错了）
