电压比较器实验
模电实验-电压比较器
实验九电压比较器一、实验目的1.掌握比较电路的电路构成及特点。
2.学会测试比较电路的方法。
二、实验原理电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路，就是将一个模拟电压信号去与一个参考电压信号相比较，当两者相等时，输出电压状态将发生突然跳变。
常见的比较器类型有：过零电压比较器、滞回电压比较器等。
三、实验设备与器件1.双踪示波器2.信号发生器3.数字万用表四、实验内容1.过零比较器实验电路如图9－1所示图9－1 过零比较电路(1)按图接线，Vi悬空时的测量Vo电压。
(2)Vi输入500Hz有效值为1V的正弦波，观察Vi-Vo的波形并记录。
(3)改变Vi幅值，观察Vo变化。
2.反相滞回比较电路实验电路如图9－2所示图 9－2 反相滞回比较电路(1)按图接线，并将RF调为100K，Vi接DC电压源，测出Vo由+Vom→-Vom 时Vi的临界值。
(2)同上，Vo由-Vom→+Vom(3)Vi接500Hz，有效值为1V的正弦信号，观察并记录Vi-Vo波形。
(4)将电路中RF调为200K，重复上述实验。
3.同相滞回比较器实验线路如图9－3所示图9－3 同相滞回比较电路(1)参照2自拟实验步骤及方法。
(2)将结果与2相比较。
五、实验总结1.整理实验数据及波形图，并与预习计算值比较。
2.总结几种比较电路特点。
六、预习要求1.分析图9－1电路，回答以下问题⑴．比较电路是否要调零？原因何在？⑵．比较电路两个输入端电阻是否要求对称？为什么？⑶．运放两个输入端电位差如何估计？2.分析图9－2电路，计算：⑴．使Vo由+Vom变为-Vom 的Vi临界值。
⑵．使Vo由-Vom变为+Vom的Vi临界值。
⑶．若由Vi输入有效值为1V正弦波，试画出Vi-Vo的波形图。
3.分析图9－3电路，重复2的各步。
4.按实验内容准备记录表格及记录波形的座标纸。
实验十波形发生器一、实验目的1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
电压比较器实验报告
电压比较器实验报告电压比较器实验报告引言：电压比较器是一种常见的电子元件，用于比较两个电压信号的大小，并输出相应的逻辑电平。
在本次实验中，我们将学习并掌握电压比较器的基本原理、工作方式以及应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作，深入了解电压比较器的工作原理，掌握其在电路中的应用。
二、实验原理1. 电压比较器的基本原理电压比较器是一种电子元件，用于比较两个电压信号的大小。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器负责放大输入信号，并将放大后的信号与参考电压进行比较，然后输出相应的逻辑电平。
2. 电压比较器的工作方式电压比较器的工作方式可以分为两种：开环比较器和闭环比较器。
开环比较器的输出直接由差分放大器输出，其输出电平取决于输入电压与参考电压的大小关系。
闭环比较器在开环比较器的基础上加入反馈电路，通过反馈调节放大器的增益，使输出电平更稳定。
三、实验步骤1. 搭建电压比较器电路根据实验要求，选择合适的电压比较器芯片，并根据其引脚连接图搭建电路。
注意正确连接电源和地线，以及输入和输出信号的接入。
2. 调节参考电压使用可调电阻或电位器，调节参考电压的大小。
可以通过示波器观察到参考电压与输入信号的关系。
3. 测试输入信号使用信号发生器产生不同幅值和频率的输入信号，并接入电压比较器。
观察输出信号的变化，并记录实验数据。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们可以观察到电压比较器在不同输入信号下的输出情况。
当输入信号大于参考电压时，输出为高电平；当输入信号小于参考电压时，输出为低电平。
这验证了电压比较器的工作原理。
此外，我们还可以通过改变参考电压的大小，观察输出信号的变化。
当参考电压增大时，输出信号的高电平部分会变得更长，低电平部分则会变得更短。
反之，当参考电压减小时，输出信号的高低电平部分相应变化。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电压比较器的基本原理、工作方式以及应用。
电压比较器在电子电路中有广泛的应用，如电压检测、开关控制等。
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。
电压比较器的研究实验报告
电压比较器的研究实验报告一、实验目的1. 熟练掌握电压比较器的基本概念和工作原理。
2. 理解电压比较器的功能及应用。
3. 学会使用实验仪器和设备进行实验操作。
二、实验原理电压比较器是一种电子元件，它能够对两个电压信号进行比较，并输出高电平或低电平信号。
电压比较器通常用来检测信号是否具有特定的电平或达到某个预定阈值。
电压比较器的常用类型有两种：基本电压比较器和差分电压比较器。
基本电压比较器通常由一个运放、一个反馈电阻和一个比较电阻组成。
差分电压比较器则由两个输入端口和一个输出端口组成。
当两个输入信号的差距超过阈值时，输出端口会产生一个电压信号。
在实际应用中，电压比较器广泛用于检测和控制电子设备的运行状态，例如测量温度、湿度、压力等物理量，以及反馈控制系统、功率转换器等领域。
三、实验仪器和设备1. 示波器2. 功能信号发生器3. 电压比较器芯片4. 电阻箱5. 实验电路板四、实验步骤1.根据实验原理接线图，搭建实验电路并连接所需仪器和设备。
2.将功能信号发生器的输出端口分别接入电压比较器的两个输入端口。
3.将示波器的探针连接到电压比较器的输出端口并打开示波器。
4.依次调整功能信号发生器的频率和幅度，观察比较器输出端口的电压变化，并记录数据。
5.根据实验结果分析电压比较器对信号的比较和判断功能，得出结论。
五、实验结果经过实验测试和数据分析，得到以下结论：1.在功能信号发生器输出方波信号时，电压比较器的输出端口产生一个高电平和一个低电平信号。
2.当输入信号幅度相同时，电压比较器输出的电平受频率影响；频率越高，输出电平越短。
4.通过观察电压比较器输出端口的电压变化，可以判断输入信号的大小和是否达到设定的阈值。
3. 根据实验结果，电压比较器对输入信号的幅度和频率具有一定的敏感性，需要进行精确的调整和控制。
电压比较器实验报告
电压比较器实验报告【实验目的】1.了解电压比较器的基本原理和工作方式；2.掌握电压比较器的基本电路连接方法；3.学会使用示波器测量电压比较器输出波形。
【实验仪器】示波器、电源、电阻、变阻器、电容、集成电路LM358等。
【实验原理】电压比较器是一种广泛应用于电子电路中的重要器件，它常用于信号比较和开关控制等场合。
基本原理是比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。
常见的电压比较器有比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。
常见的电压比较器有LM358、LM393等。
【实验步骤】1.接线：将示波器、电源和电阻、电容正确连接，接入比较器的正、负输入端口和输出端口。
2.调节电源：设置电源的输出电压，确保输入端口的电压在适当的范围内。
3.调节变阻器：通过调节变阻器的阻值，来控制比较器的参考电压。
4.测量输出波形：将示波器的输入端口接入比较器的输出端口，打开示波器并设置合适的测量参数，观察输出波形。
【实验数据】1. 测量输出波形的时间周期：T = 2ms。
2. 测量输出波形的峰峰值：Vpp = 4.8V。
3. 设定的参考电压：Vref = 2.4V。
【实验分析】1. 根据实验数据，输出波形的时间周期为2ms，说明电压比较器的工作频率较高。
2.输出波形的峰峰值为4.8V，说明输出信号的幅度较大。
3.参考电压设定为2.4V，当输入电压高于2.4V时，输出信号为高电平；反之，输出信号为低电平。
【实验结论】通过本次实验，我们学习了电压比较器的基本原理和工作方式，并成功地实验了电压比较器的基本电路连接方法。
通过调节参考电压和输入电压，我们可以控制比较器的输出信号。
实验结果符合基本原理，验证了电压比较器的工作准确性和稳定性。
【实验总结】本次实验通过实际操作和测量，使我们更加深入地了解了电压比较器的原理和工作方式。
同时，我们也学会了如何使用示波器来测量输出波形，加深了对电子电路测量的认识。
实验六 电压比较器
(1)按图6-7连接好实验电路，并将RF调 整为100kΩ，打开直流电压源，测出Vo 由+Vom到-Vom的临界值。 (2)同上，测出Vo由-Vom到+Vom的临 界值。 (3)将信号发生器接入Vi，并使之输出频 率为500Hz，电压有效值为1v的正弦信 号，用示波器观察Vi—Vo波形并记录。 (4)将电路中RF调为200kΩ，重复上述实 验
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3．同相滞回比较器
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实际电路图 图6-7 同相滞回比较器
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实验六 电压比较器
一、实验目的 1．掌握比较器的电路构成及特点。 2．学会测试比较器的方法。
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二：实验设备
• • • • • • 模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台 信号发生器 一台 万用表 一台 连线 若干 其中，模拟电子线路实验箱用到函数发生 器、直流稳压电源模块，元器件模组以及 “单级共射放大电路”电路模板
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电压比较器实验报告
实验九电压比较器一实验目的1、掌握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1、双踪示波器；2、数字万用表三实验原理1、图9-1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，输入电压Ui加在反相输入端。
图9-1（b）为（a）图比较器的传输特性。
图9-1 电压比较器当Ui<UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。
输出端电位被其箝为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，输出端反映两种状态。
高电位和低电位。
2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称Schmitt触发器）、双限比较器（又称窗口比较器）等。
图9-2为简单过零比较器图9-2 过零比较器1）图9-3为具有滞回特性的过零比较器。
过零比较器在实际工作时，如果Ui刚好好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，Uo将会不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。
为此就需要输出特性具有滞回现象。
如图9-3：图9-3 有滞回特性的过零比较器从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端，若Uo改变状态，U∑点也随着改变点位，使过零点离开原来位置。
当Uo为正（记作UD ）DfURRRU22+=∑，则当UD> U∑后,Uo再度回升到UD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。
- U∑与U∑的差别称为回差。
改变R2的数值可以改变回差的大小。
2）窗口（双限）比较器图9-4 两个简单比较器组成的窗口比较器简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui 比参考电压UR 高或低的情况，窗口比较电路是由两个比较器组成，如图9-4所示，它能指示出Ui 值是否处于+R U 和-R U 之间。
四、实验内容 1、过零电压比较器（1）如图9-5所示在运放系列模块中正确连接电路，打开直流开关，用万用表测量Ui 悬空时的Uo 电压。
实验8 电压比较器
实验八电压比较器一、实验目的1．了解电压比较器的结构与特点2．了解电压比较器的输出信号3．掌握电压比较器输出信号的测试方法二、实验器材1．1台编号为RTMD－4 的模拟电路实验箱2．1块编号为UT70A 的数字万用表3．1台编号为SS-7802A 的双踪示波器4．1台编号为GFG-8255A 的函数信号发生器5．1块编号为LM358 的集成运算放大器6．1个型号为2CW231 的稳压管7．1块运算放大器及应用电路板三、实验内容1．电压比较器2．过零比较器四、实验原理1．电压比较器电压比较器是集成运算放大器在信号处理方面的应用。
电压比较器的输入电压u i和比较器的基准电压U R相比较，当u i 与U R 相等时，比较器的输出电压将产生跃变，相应的输出为正、负饱和压降U o (sat) 。
可见，电压比较器可以将输入模拟信号u i 转变为输出方波信号u o ，应用于模拟信号与数字信号的转化等领域。
图8－1 电压比较器电压比较器电路如图8－1 所示，当u i 与U R 相同时，电压比较器输出一个方波信号，其幅值等于运算放大器的正、负饱和压降U o (sat) 。
U o (sat) 数值较大，近似等于电路的电源电压。
如果要求比较器的输出电压为后级电路所需要的数值，可以在比较器电路中增加限幅电路，图8－2（a ）为带单向限幅的电压比较器。
图中，U R 为比较器的基准电压，加在运算放大器的同相输入端，输入信号 u i 加在反相输入端，限流电阻R 及稳压管V Z 构成限幅电路，使得电压比较器输出的正向电压变为稳压管的稳定电压U Z 。
带单向限幅电路的电压比较器， 其电压传输特性如图8－2(b) 所示。
(a) 电路图 (b) 电压传输特性图8－2 带单向限幅电路的电压比较器从电压传输特性可以看出，当u i < U R 时，运算放大器输出正饱和压降，限幅电路中的稳压管V z 反向击穿， 比较器输出端电压被稳压管箝制在稳压管的稳定电压U z ，故有：Z o U u当 u i > U R 时，运算放大器输出负饱和压降，稳压管V z 正向导通，比较器输出电压等于稳压管的正向导通压降U D ，故有：u o =－U D可见，在电压比较器中，以基准电压U R 为比较器输出电压跃变的界线，当输入电压变化越过基准电压时， 输出电压从一种输出状态变为另一种输出状态，这两种状态分别为：高电位信号U z 和低电位信号－U D 。
实验六 集成运放-电压比较器
实验六集成运放-电压比较器一、实验原理图1、电压比较器2、过零比较器Uo UiUR图一电压比较器Uo Ui图二过零比较器3、带回滞的过零比较器4、窗口比较器UoUR+UR-Ui Uo 图四窗口比较器二、实验内容及要点基本比较器电路为开环电路，对输入(U id=U i+-U i-)进行放大，其理论放大倍数为无穷大，在实验中由于直流电压的限制最大不超过±12V，加入稳压管可进一步对输出电压进行控制(-0.7orUz)。
过零比较器即将输入电压与零点位做比较，以图二为例当Ui由0-→0+，U6<0，左边稳压管导通，右边稳压管起稳压作用，U6=-0.7V-Uz；反之，当Ui由0+~0-时，U6=0.7V+Uz。
带回滞的过零比较器，为避免由于零点漂移的作用使输出不断从一个极限跳变到另一个极限，因此引入R2和Rf，产生一个门限电压Uth，使输入与之相比较。
如图三所示Uth=(R2/Rf+R2)U D。
注意由于U D存在U D+≠U D-，所以Uth+≠Uth-，即输出在变化过程中并非经原路返回。
本次实验要求完成过零比较器、反相回滞过零比较器。
三、实验结果记录1、过零比较器，输入Ui悬空时输出Uo的读数为7VUi为500Hz，2Vpp的正弦波，记录输入、输出波形及传输特性曲线。
2、反相回滞比较器输入Ui为-4.2V~+4.2V的直流信号，采用实验箱右上角的可调直流电源获得，调节该直流信号，当Ui由-4.2→+4.2，Uo发生跳变时Ui=0.67V；当Ui由+4.2→-4.2，Uo发生跳变时Ui=-0.68V。
当把Ui改为500Hz，2Vpp正弦波时，输入输出曲线及传输特性曲线如下图所示：四、思考题叙述窗口比较器的工作原理；当UR+=1V DC，UR-=-1V DC，Ui=3Vpp，500Hz 正弦波时，绘制其输入输出曲线及传输特性曲线。
工作原理如图四所示：当Ui>UR+时，D1左侧电压理论上为-∞，由于直流电压限制为-12V，D1导通，同理D2截至，因此Uo=-12+ VD1=-11.4V；当UR+>Ui>UR-时，D1、D2左侧电压理论上为+∞，由于直流电压限制为-12V，D1、D2截至，因此Uo=UR=12-12/10=10.8V；当Ui<UR-时，D2左侧电压理论上为-∞，由于直流电压限制为-12V，D2导通，同理D1截至，因此Uo=-12+ VD1=-11.4V。
电压比较器(过零比较器)
一、实验目的
1、掌握电压比较器的分析及其计算 2、学习测试比较器的方法
电压比较器
二、实验仪器
1、双踪示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、直流电源。
三、实验原理及测量方法
电压比较器（通常称为比较器）的功能是比较两个电压的大小。例如，将一 个信号电压 Ui 和另一个参考电压 Ur 进行比较，在 Ui>Ur 和 Ui<Ur 两种不同情 况下，电压比较器输出两个不同的电平，即高电平和低电平。常用的电压比较器 有简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。 1、过零比较器 过零比较器是将信号电压 Ui 与参考电压零进行比较。如图 1（a）所示，电路由 集成运放构成。对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏 置电流、失调电压都很小。若按理想情况（Aod=无穷大， I IB =0,Uio=0）考虑时， 则集成运放开环工作时 当 Ui>0 时，Uo 为低电平 Ui<0 时，Uo 为高电平 集成运放输出的高低电平值一般为最大输出正负电压值 Uom
四实验内容1过零比较器1连接图1a实验电路检查无误后接通12v2测量当ui悬空时uo的值3调节信号源使输出频率为100hz有效值为1v的正弦波信号并输入至ui端用示波器观察比较器的输入ui与输出uo波形并记录4改变信号发生器的输出电压ui幅值用示波器观察uo变化测出电压传?直流电源3输特性曲线2反向滞回比较器1连接图2a所示实验电路接通直流电源测出uo由高电平变为低电平时的阈值2同上测出uo由低电平变为高电平时的阈值3将信号发生器接入ui并使之输出频率为500hz电压有效值为1v的正弦波信号用示波器观察比较器的输入ui与输出uo波形并记录3同向滞回比较器1连接图3所示实验电路参照反向滞回比较器的测试方法自拟实验步骤及方法2将实验结果与反向滞回比较器的理论分析结果进行比较分析误差产生原因u17413247651r110kr2r451kd11z62d21z62vcc12vvcc112vxfg1xsc1abexttrig10kr3100k450032vccvcc1106图3同向滞回比较器五实验结果及分析1过零比较器1连接图1a实验电路检查无误后接通12v2当ui悬空时测量uo的值实验结果
详细电压比较器实验报告
详细电压比较器实验报告一、实验目的1、掌握常见类型电压比较器的构成及特性。
2、学习电压比较器电压传输特性的测试方法。
二、预习要求1、复习常见类型电压比较器的构成及特性。
2、分析本次实验选用电路的类型及特性。
3、根据实验测试内容，自行制作表格。
三、实验说明电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路，就是将一个模拟电压信号去与一个参考电压信号相比较，当两者相等时，输出电压状态将发生突然跳变。
常见的比较器类型有：过零电压比较器、滞回电压比较器、窗口电压比较器等。
1、过零电压比较器实验电路如图1（1）所示，其阈值电压，即当输入电压时，其输出电压状态将发生跳变：由高电平跳变为低电平或由低电平跳变为高电平。
所对应的电压传输特性如图1（2）所示。
2、反相滞回比较器滞回比较器有两个阈值电压，当输入电压的取值在阈值电压附近时，输出电压状态仍具有保持原状态的“惯性”。
根据输入信号接入端的不同，可分为反相滞回比较器和同相滞回比较器两种。
反相滞回比较器实验电路如图2（1）所示。
3、窗口比较器窗口比较器阈值电压有两个，当输入电压压值在两阈值电压之间时，输出电压所对应的状态将不同于输入电压压值高于或低于两阈值电压时所对应状态。
实验电路如图3（1）所示：四、实验仪器与器件1、＋12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表5、直流电压表6、集成运放741&TImes;27、频率计8、万用表9、－5V～＋5V可调直流信号源&TImes;2[注意：与±5V直流电源共用电源开关]，电阻器若干10、双稳压二极管2DW231（UZ≈6V）&TImes;1，普通二极管IN4007&TImes;2五、实验内容1、过零比较器（1）按照图1（1）所示电路连线，接通±12V直流电源。
（2）将引入端悬空，用直流电压表测量输出电压。
（3）将的正弦波作为输入信号引入，观察输入、输出电压波形，并记录。
电压比较器实验报告
`实验报告课程名称: 电路与电子技术实验指导老师: 成绩:实验名称: 电压比较器及其应用实验类型: 电子电路实验同组学生姓名:一、实验目的二、实验内容三、主要仪器设备四、实验数据记录、处理与分析五、思考题及实验心得一、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、实验内容及原理实验内容1.设计过零电压比较器电路,反相输入端接地,同相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线。
2.设计单门限电压比较器电路,同相输入端接1V直流电压,反相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量3.并绘制输出波形与电压传输特性曲线。
4.设计反相输入(下行)滞回电压比较器,反相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线。
5.设计窗口电压比较器电路,输入为1kHz、5V三角波信号,设置参考电压Vref1为1V直流电压,参考电压Vref2为4V直流电压,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线。
6.设计三态电压比较器电路,输入电压信号Vin为1kHz、5V三角波信号,当输入Vin<Vref2时,输出Vout=VOL;Vin<Vref1时,输出Vout=VOH。
实验原理电压比较器(简称为比较器)就是对输入信号进行鉴幅与比较的集成器件,它可将模拟信号转换成二值信号,即只有高电平与低电平两种状态的离散信号。
可用作模拟电路与数字电路的接口,也可用作波形产生与变换电路等。
比较器瞧起来像就是开路结构中的运算放大器,但比较器与运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处。
运算放大器在不加负反馈时,从原理上讲可以用作比较器,但比较器的响应速度比运算放大器快,传输延迟时间比运算放大器小,而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS等数字集成电路。
但在要求不高情况下也可以考虑将某些运算放大器(例如:LM324、LM358、μA741、TL081、OP07、OP27等)当作比较器使用。
实验三 电压比较器实验
实验三电压比较器实验一、实验目的1．掌握电压比较器的电路构成及特点。
2．理解电压比较器的输出与输入信号之间的关系。
3．加深理解电压比较器电路的传输特性。
二、实验原理电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压比较，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。
比较器可以组成非线性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4-1所示为一简单的电压比较器，U R为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压U i加在反相输入端。
图4-1 图4-2 当U i< U R时，运放输出高电平，稳压管D Z反向稳压工作。
输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压U Z，即U O=U Z。
当U i >U R时，运放输出低电平，稳压管D Z正向导通。
输出端电压等于稳压管的正向压降U D，即U O=-U D。
因此，以U R为临界点，当输入电压U i变化时，输出端反映出两种状态（高电平和低电平）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。
图4-2为图4-1比较器的传输特性。
常用的电压比较器有过零比较器、滞回比较器、双限比较器（又称窗口比较器）等。
1．过零比较器电路如图4-3所示为过零比较器，信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零，从同相输入端输入。
当U i>0时，输出Uo=-U，当U i<0时，Uo=+U。
其电压传输特性如图4-4所示。
过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。
图4-3 过零比较器图4-4 传输特性曲线2．滞回比较器图4-5为具有滞回特性的过零比较器过零比较器在实际工作时，如果U i恰好在过零点附近，则由于零点漂移的存在，U O将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。
为此，就需要输出特性具有滞回现象。
如图4-5所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路到同相输入端，若U O 改变状态，U +端电位也随着改变，使临界点离开原来位置，于是出现如图4-6所示的滞回特性曲线。
电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器5篇
电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器5篇第一篇：电子技术实验报告—实验10集成运算放大器构成的电压比较器电子技术实验报告实验名称：集成运算放大器构成的电压比较器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1.集成运算放大器构成的单限电压比较器...........................3 2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器. (4)三、实验仪器 (4)四、实验内容 (5)1.单限电压比较器...............................................5 2.施密特电压比较器.. (10)五、实验小结与疑问 (1)3一、实验目的1.掌握电压比较器的模型及工作原理2.掌握电压比较器的应用二、实验原理电压比较器主要用于信号幅度检测——鉴幅器；根据输入信号幅度决定输出信号为高电平或低电平；或波形变换；将缓慢变化的输入信号转换为边沿陡峭的矩形波信号。
常用的电压比较器为：单限电压比较器；施密特电压比较器窗口电压比较器；台阶电压比较器。
下面以集成运放为例，说明构成各种电压比较器的原理。
1.集成运算放大器构成的单限电压比较器集成运算放大器构成的单限电压比较器电路如图1（a）所示。
由于理想集成运放在开环应用时，AV→∞、Ri→∞、Ro→0；则当ViER 时，VO=VOL；由于输出与输入反相，故称之为反相单限电压比较器；通过改变ER值，即可改变转换电平VT（VT≈ER）；当ER=0时，电路称为“过零比较器”。
同理，将Vi与ER对调连接，则电路为同相单限电压比较器。
2.集成运算放大器构成的施密特电压比较器集成运算放大器构成的施密特电压比较器电路如图2（a）所示。
当VO=VOH时，V+1=VT+=R当VO=VOL时，V+2=VT−=R回差电平：△VT=VT+−VT−R22+R3VOH+RVOL+RR32+R3ER；VT+称为上触发电平；R22+R3R32+R3ER；VT-称为下触发电平；当Vi从足够低往上升，若Vi>VT+时，则Vo由VOH翻转为VOL；当Vi从足够高往下降，若Vi三、实验仪器1.示波器1台2.函数信号发生器1台3.数字万用表1台4.多功能电路实验箱1台四、实验内容1.单限电压比较器（1）按图1（a）搭接电路，其中R1=R2=10kΩ，ER由实验箱提供；（2）观察图1（a）电路的电压传输特性曲线；电压传输特性曲线的测量方法：用缓慢变化信号（正弦、三角）作Vi(Vip-p=15V、f=200Hz)，将Vi=接示波器X（CH1）输入，VO 接示波器Y（CH2）输入，令示波器工作在外扫描方式（X-Y）；观察电压传输特性曲线。
实验十二--电压比较器
实验十二--电压比较器————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验十二 电压比较器一、实验目的1. 掌握比较器的电路构成及特点。
2. 学会测试比较器的方法。
二、实验器材1. 双踪示波器2. 函数信号发生器3. 交流毫伏表4. 数字万用表5. 电子线路实验学习机（带A3模块）三、预习要求1. 复习教材中有关电压比较器的内容。
2. 过零比较器中，如果要改变输出电压的幅度，应该电路中哪个元件的参数？四、实验原理电压比较器可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号，可以完成对输入信号的鉴幅与比较，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着相当广泛的应用。
在电压比较器电路中，集成运放工作在非线性区，即输出电压和输入电压不再是线性关系。
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曲线。
常见的比较器有过零比较器、滞回比较器，窗口比较器等。
1．过零比较器（如图3-12-1）－＋1R 10K2R 5K16Viu ou 0iu ou ttiu ou 0(a) 电路图 (b) 传输特性 (c) 输出波形图3-12-1 过零比较器其阈值电压U T ＝0V 。
集成运放工作在开环状态，其输出电压为z U 。
当输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，都将引起输出信号的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。
因此，抗干扰能力差。
2．反相滞回比较器－＋1R 10K3R 5K16V2R 10KFR 680Kiu ou Piu ou THU TLUttiu ou 00THU TLU(a) 电路图 (b) 传输特性 (c) 输出波形图3-12-2 反相滞回比较器如图3-12-2所示，从输出端通过电阻F R 连到同相输入端P ，以实现正反馈，若o u 改变状态，P 点也随着改变电位，使过零点离开原来位置。
实验三 电压比较器
实验三电压比较器一、实验目的1.用集成运放设计并分析过零比较器性能。
2.用集成运放设计并分析滞回比较器性能。
3.用集成运放设计并分析窗口比较器性能。
二、实验仪器安装好multisim软件的计算机、双踪示波器、三角波信号源、集成电路741、集成电路3554、二极管1N4733、二极管VIRTUAL DIODE三、实验原理电压比较器的功能是能够将输入信号与一个参考电压进行大小比较，并用输出高、低电平来表示比较的结果。
电压比较器的特点是电路中的集成运放工作在开环或正反馈状态。
输出与输入之间呈现非线性传输特性。
过零比较器的特点是阈值电压等于零。
阈值电压指输出由一个状态跳变到另一个状态的临界条件所对应的输入电压值。
滞回比较器的特点是具有两个阈值电压。
当输入逐渐由小增大或由大减小时，阈值电压不同。
滞回比较器抗干扰能力强。
窗口比较器的特点是能检测输入电压是否在两个给定的参考电压之间。
四、实验内容过零比较器、滞回比较器和窗口比较器的实验电路分别如图3-1、3-2、3-3所示。
XSC1图3-1 图3-2图3-31.实验步骤（1）构建图3-1所示的过零比较电路，稳压二极管采用1N4733A。
信号发生器产生频率为1kHz，幅值为2V的正弦信号。
打开仿真开头，用示波器观察过零比较器的输入、输出波形，移动数据指针，读取输出波形的幅值。
过零比较器的输入、输出波形如图3-4所示，从波形可以看出，输入信号过零时，输出信号就跳变一次。
输出高低电平的值由稳压二极管限制，约为5.5V。
图3-4（2）构建图3-2所示的滞回比较器电路。
打开仿真开关，示波器观察到的输入、输出波形如图3-5所示。
移动数据指针，可以读取其幅值，当输入由小到大逐渐增大到1.1V时，输出由高电平变到低电平；当输入由大到小逐渐减小到-1.1V时，输出由低电平跳变到高电平。
因此，该滞回比较器的下限阈值电压为-1.1V，上限阈值电压为1.1V。
图3-5（3）构建图3-3所示的窗口比较器电路。
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实验报告
课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：_ ___ _成绩：__________________ 实验名称：________实验类型：_EDA___________同组学生姓名：__ __ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
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. 实验内容
1 .过零电压比较器
2 .单门限电压比较器
3 .滞回电压比较器
4 .窗口电压比较器
5 .三态电压比较器
三．实验原理
比较器的输出结构
集电极开路输出比较器
集电极/发射极开路输出比较器
漏极开路输出比较器 推挽式输出比较器 ● 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 时，输出 ；反之，当输入电压 时，输出。
● 基本单门限比较器电路
单门限比较器的输入信号V in 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压V ref （门限电平） 。
当输入电压V in >V ref 时，输出为高电平V OH ；当输入电压V in <V ref 时，输出为低电平V OL 。
上述三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。
OL
out V V =out in V V ≤OL out V V =out in V V ≥
●迟滞比较器电路
输入端接参考电压时，输入电压从低值达到
超过上门限电压V TH时，比较器输出从低的
V OL到高的V OH翻转，称为同相滞后比较
器，或称为上行迟滞比较器；反之，反相输
入端接输入电压，同相输入端接参考电压，
称为反相滞后比较器，或称为下行迟滞比较
器
四.实验内容和步骤
实验一：
采用LM393做比较器，设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线，并测量输出方波的上升时间与下降时间。
●接线图如图所示：
输出波形为：
测得上升时间
实际操作得出波形图：传输特性曲线
上升时间为2.64us，下降时间小于1us。
实际的上升下降时间和仿真得到的理论值有一定的出入。
仿真的上升下降曲线为线性，实际的波形图为非线性曲线。
原因应该是示波器有一定的电容值，对输出波形造成了影响，电容充放电的过程造成了上升为非线性曲线。
实验二：
采用LM358做比较器，设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线，并测量输出方波的上升时间与下降时间。
接线图：
输出波形为
得到上升时间：0.1ms；下降时间为：0.13ms。
实际的输出波形为：
上升时间为：12.8us 下降时间为14.4us。
转移特性曲线如图
与393芯片相比，上升下降时间明显增大了不少，可见比较器与实际的运放的响应速度还是有差别的；与第一个实验类似，仿真值与实际值有一定的出入，同样是示波器的电容影响。
实验三：
采用LM393做比较器，设计单门限比较器电路，反相输入端接一可调输入电压Uin，同相输入端接1kHz、5V三角波信号，测量并绘制输出方波占空比与输入电压Uin的关系，理解PWM的生成原理。
接线图如下
Uin为1.5V时。
输出波形：
在研究输出方波占空比与输入电压Uin的关系时，与同组同学合作，得到以下的波形图。
0.5V 0.6V 0.8V
1.05V 1.3V 1.5V
2V2.5V 3V
3.4V4V
4.5V
5V 5.5V 7V
在此基础上，对其进行曲线拟合。
得到占空比与Vsin的关系图。
这是一条非线性的曲线。
实验四：
设计反相输入（下行）滞回电压比较器，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。
接线图如下：
仿真输出波形如下：
仿真得到的转移特性曲线：
实际得到的输出波形为方波转移特性曲线
实验五：
设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角波信号，设置参考电压V ref1为1V直流电压，参考电压V ref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。
接线图：
仿真输出波形：
传输特性曲线：
实际的输出波形与转移特性曲线：。