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、实验目得二、实验内容

三、主要仪器设备ﻩﻩﻩﻩﻩ四、实验数据记录、处理与分析

五、思考题及实验心得

一、实验目得

１.了解电压比较器与运算放大器得性能区别；

2．掌握电压比较器得结构及特点;

３．掌握电压比较器电压传输特性得测试方法;

４．学习比较器在电路设计中得应用。

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得集成器件,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得离散信号。可用作模拟电路与数字电路得接口,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得运算放大器，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,但比较器得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.常见得比较器电路有过零比较器、门限比较器、滞回比较器、窗口比较器与三态比较器等。常用得电压比较器有: LM33９、LＭ3９３、LM311等．

比较器瞧起来像就是运算放大器得开环应用,运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器,但比较器与运算放大器之间有许多明显得不同之处.因此只有在特殊得情况下,可将运算放大器当作比较器使用。

运算放大器就是一种为在负反馈条件下工作所设计得电子器件,其设计重点就是保证在负反馈条件下得稳定性，压摆率与最大带宽等.通常运算放大器得开环增益非常高，在开环情况下只能处理输入差分电压

非常小得信号。运算放大器得响应时间与比较器相比会慢得多．

比较器得输入为两路模拟信号,输出为二进制数字信号,当输入电压得差值增大或减小时,其输出保持恒定。有时也将比较器称为1位A/D转换器.

与运算放大器一样,比较器输入级也具有诸多特性，如失调电压、偏置电流以及共模电压范围。只有当其影响到开关点时，这些参数得值才会引起我们得关注。

A、集电极开路输出:集电极开路输出比较器使用时需要外接上拉电阻R_PLL，上拉电阻与逻辑电源Vｓ+相连，逻辑电源得电压值,决定了比较器得可输出电压值。采用集电极开路输出得比较器可与各种逻辑器件系列连接,并可实现线与逻辑。

B、集电极/发射极开路输出:集电极／发射极开路输出比较器使用时需要外接上拉或下拉电阻R＿ＰＬL。

C、漏极开路输出:漏极开路输出比较器使用时需要外接上拉电阻R_ＰLL,采用上拉电阻与逻辑电源V ｓ+相连,逻辑电源得电压值,决定了比较器得可输出电压值.采用集电极开路输出得比较器可与各种逻辑器件系列连接,并可实现线与逻辑。

D、推挽式输出：推挽输出不需要外接上拉电阻器,其输出逻辑电平取决于比较器得电源电压.

三、主要仪器设备

集成运算电路实验板、通用运算放大器ＬＭ3３9、LＭ3９3、LＭ31１、电阻电容等元器件、MＳ8200G型数字多用表;XJ4318型双踪示波器；XJ163１数字函数信号发生器；DF2172B型交流电压表;HY3003D—3型可调式直流稳压稳流电源.

四、实验数据记录、处理与分析

①【过零电压比较器电路】

过零电压比较器就是电压比较电路得基本结构，它可将交流信号转化为同频率得双极性矩形波。常用于测量正弦波得频率相位等。当输入电压时，输出；反之,当输入电压时,输出。

实验仿真:

实验记录:

②【基本单门限比较器电路】

单门限比较器得输入信号Vin 接比较器得同相输入端，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

实验仿真

实验记录（由于实验室没有如仿真第一幅图得输入信号，故在实验时用正弦信号代替，并做仿真如上所示）

③【正基准电压得单电源比较器电路】

实验仿真

实验记录

上述三种电路都就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得差动输入电压动作,因此信号电压与基准电压即使任意互换,除了输出得动作会反相外,对电路并不会造成任何问题。

④【迟滞比较器电路】

迟滞比较器具有迟滞回线形状,两个门限电电压,分别称为上门限电压VTH 与下门限电压VTL ,两者差为门限宽度或迟滞宽度，即。

当迟滞比较器得同相输入端接输入电压,反相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VTH时,比较器输出从低得VOL 到高得VＯH 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。

实验仿真(由于实验室未提供LM339芯片,故此实验只做仿真）