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图10. 运算放大器用作比较器
比较器的使用方式不同，在以后的部分中我们会看到它的实际应用。在这里，我们将以常见配置使用比较器，生成具有可变脉冲宽度的方波。首先断开电源并组装电路。在反相输入VREF上使用固定的2.5 V输出作为直流电源。
同样，在同相输入端配置波形发生器CA-V：500 Hz频率、2 V较小值和3 V较大值的三角波（以2.5 V为中心）。重新连接电源后，导出输入和输出波形。
图形实例如图11所示。
Figure 11. Op amp comparator plot.
图11. 运放比较器曲线
现在通过增大（正移位）或减小（负移位）较小值和较大值来缓慢移动三角波的中心，并观察输出发生的情况。你能予以解释吗？
对正弦波和锯齿波输入波形重复上述步骤，并在实验报告中记录你的观察结果。
问题：
压摆率：如何测量和计算单位增益缓冲器配置的压摆率？将其与OP97数据手册中列出的值进行比较。
求和电路：使用叠加导出图8电路的预期传递特性。根据VIN0, VIN1, VIN2和VIN3求出输出电压。将理想关系的预测与你的数据进行比较。

材料：
ADALM1000硬件模块
无焊试验板和跳线套件
一个1 kΩ电阻
三个4.7 kΩ电阻
两个10 kΩ电阻
一个20 kΩ电阻
两个AD8541器件（CMOS轨到轨放大器）
两个0.1 μΩ电容（径向引线）
1.1 运算放大器基础知识
第一步：连接直流电源
必须为运算放大器始终提供直流电源，因此在添加任何其他电路元件之前，较好配置这些连接。图1显示了无焊试验板上的一种可能的电源配置。我们将两根长轨用于正电源电压和地，另一根用于可能需要的2.5V中间电源连接。板上包括电源解耦电容，其连接在电源和地(GND)轨之间。现在详细讨论这些电容的用途还为时过早，只需知道它们用于降低电源线上的噪声并避免寄生振荡。在模拟电路设计中，务必在电路中每个运算放大器的电源引脚附近使用小型旁路电容，这被认为是良好实践。

断开电源后，修改反相放大器电路，如图7所示。重新连接电源，然后使用数字输出控件填写以下两个表格。在**个表格中，记录每个数字输出的低电压和高电压。在高阻模式下使用CB-H示波器输入来完成此任务。在*二个表格中，记录PIO 0、PIO 1、PIO 2、PIO 3的所有16种1和0组合的输出电压。你还应确 认，当所有四位悬空或处于高阻(X)状态时，输出电压确实为2.5 V。
表1. 低电压和高电压
数字引脚 低电压 高电压
PIO 0
PIO 1
PIO 2
PIO 3
表2. 输出电压
数字位 输出电压
P3, P2, P1, P0
0000
0001
0010
0011
0100
使用电阻值计算每个输入组合的预期输出电压，并与测量值进行比较。
同相放大器：
同相放大器配置如图8所示。与单位增益缓冲器一样，此电路具有（通常）较好的高输入电阻特性，因此它可用于缓冲增益大于1的非理想信号源。
Figure 8. Noninverting amplifier with gain.
图8. 具有增益的同相放大器

组装图8所示的同相放大器电路。组装新电路之前，请记得关闭电源。从R2 =1 kΩ开始。
施加一个500Hz正弦波，CA-V设置为2.0V较小值和3.0V较大值（1Vp-p，以2.5V为中心），并在示波器上显示输入和输出波形。测量此电路的电压增益，并与课堂上讨论的原理进行比较。导出波形图并将其包含在实验报告中。
图形实例如图9所示。
Figure 9. Noninverting amplifier plot.
图9. 同相放大器曲线
将反馈电阻(R2)从1 kΩ增加到约4.7 kΩ。记住，你可能需要降低输入的幅度以防止输出饱和（削波）。现在的增益是多少？
增加反馈电阻，直到削波开始——也就是说，直到输出信号的峰值因为输出饱和而开始变平。记录这种情况发生时的电阻。现在将反馈电阻增加到100 kΩ。在你的笔记本中描述并绘制波形。此时的理论增益是多少？考虑此增益，输入信号必须小到什么程度才能使输出电平始终低于5V？尝试将波形发生器调整为此值。描述所实现的输出。
T较后一步强调高增益放大器的重要考虑因素。对于小输入电平，高增益必然意味着大输出。有时候，这可能导致意外饱和，原因是对某些低电平噪声或干扰进行了放大，例如对拾取自电力线的杂散60 Hz信号的放大。放大器会放大输入端的任何信号......无论你是否需要！
运算放大器用作比较器
将运算放大器配置为比较器，便可利用运算放大器的高固有增益和输出饱和效应，如图10所示。这本质上是一个二元状态决策电路：如果“+”端子上的电压大于“–”端子上的电压，VIN > VREF, 则输出变为高电平（在其较大值时饱和）。相反，如果VIN < VREF,则输出变为低电平。电路比较两个输入端的电压，根据相对值产生输出。与之前的所有电路不同，输入和输出之间没有反馈；对于这种情况，我们说电路是开环运行的。
Figure 10. Op amp as a comparator.