电压比较器实验报告

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实
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习
报
一、实验目的
1•了解电压比较器与运算放大器的性能区别;
2.掌握电压比较器的结构及特点；
3•掌握电压比较器电压传输特性的测试方法;
4•学习比较器在电路设计中的应用。

二、实验数据记录、处理与分析
①【过零电压比较器电路】
过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。

常用于测量正弦波的频率相位等。

当输入电压？i? < ?OUt时，输出？?ut = ?O L ;反之，当输入电压？？> ??ut时，输出??ut = ?O H° 实验仿真：
…LM393AD …
VCC
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实测实验记录：
由于时间不足，没有做过零比较器的相关实测
② 【基本单门限比较器电路】
单门限比较器的输入信号
Vin 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压
Vref （门限电平）
当输入电压 Vin>Vref 时，输出为高电平 VOH ;当输入电压 Vin<Vref 时，输出为低电平 VOL 。

实验仿真
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实测实验记录
（未接上拉电
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（接了上拉电阻）
（电压传输特性曲线）
（改变比较电压Vref=2.52V ）
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（
改变边角电压
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（输入方波）
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P. 7改变输入正弦波的频率进行测量:
（输入正弦波20KHZ ）
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（输入正弦波50Khz ）
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（输入正弦波2KHZ ）
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（输入正弦波1KHZ ）
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（输入正弦波500KHZ ）
改用运放LM358 :
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（输入正弦波20KHZ ）
（输入正弦波50KHZ ）
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（输入正弦波500KHZ ）
分析：对比运放LM358和LM393，发现LM393对于高频段的正弦波输入有更好的输出响应（失真度远
低于运放LM358）
上述两种电路都是将基准电压连接至反相输入端，并将信号电压连接至同相输入端，利用两输入端子之间的差动输入电压动作，因此信号电压与基准电压即使任意互换，除了输出的动作会反相外，对电路并不会造成任何问题。

③【窗口比较器电路】
窗口比较器又称为双限比较器。

窗口比较器的特点是当输入信号单方向变化时，可使输出电压Vout 跳变两次，即窗口比较器提供了两个阈值和两种输出稳定状态可用来判断Vin是否处于上下两个门限电压
之间。

实验仿真：（去掉两个二极管后）
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实测结果:
放大观察抖动的具体波形李萨茹图形:
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④【三态比较器】
实验原理图:
采用R仁R2=R3=10k Q, R=R=20K Q
实测结果图：
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李萨如图:
⑤ 【方波发生电路】
由比较器可构成方波振荡器，改变电容器
C1的电容量可改变输出方波的频率。

在一开始调试电路的
时候由于参数选择不合理得不到一个好的方波波形。

因此我用 multism 对该电路进行了仿真。

在仿真时我
选取了 C=0.01uF
采样
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三、心得及实验中出现的问题
【实验心得】
（一）在做运放实验时，接线需要小心谨慎，特别是对于偏置电压的接入，一定要判断清楚恒压源的正负 极才能接入。

在做窗口比较器时，我们一开始设置的
VRH （-5V ）＜ VRL （ 5V ），实际上是接反了，没有
注意到这
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（实测记录）
（得到的仿真波形图）
然后我用仿真的参数进行了实测，也得到了比较好的方波波形：
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个问题，因此我们一开始得出的波形比较奇怪。

（二）对于集成运放基本运算电路实验，在做实验前先进行软件仿真了解其基本特性是一个很好的方法。

这样能够使得自己在自己动手做实验对于实验结果有一定的预期。

在做方波发生电路时，虽然知道三要素
法，也根据三要素法算出了一组数据。

但是连入实际电路中却得不到一个正弦波。

后来我就用multism对该电路进行了仿真，发现只有在输出端接上上拉电阻（这个电阻的值很随意）才能得到一个比较好的方波波形。

在实测不出结果时先进行仿真，不但可以提高做实验的效率，而且也是减小实验失误的有效方法之。

（三）实验前应检验电路元器件，包括是否损坏，以及标称值与实际值的差异。

我们在做三态比较器时，
一开始观察的波形的VPP=30V ,用万用表测量发现我们的稳压管根本没有正常工作。

在换了一组稳压管
后，发现出来的波形才是正确的。