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3-3

1.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。打开仿真开关，示波器观察到的输入、输出波形如图3-6所示。由于两个参考电压分别是1V和-1V，可以观察到，当输入信号处于-1V~1V 窗口范围内时，输出为低电平，在窗口外，不管信号如何，输出均为高电平。该窗口编辑器

的上、下限阈值电压分别是1V和-1V。

图3-6

五、思考题

1.如何改变滞回比较器的上、下限阈值电压？

2.窗口比较器中D1和D2两只二极管的作用是什么？

3.查询资料，说明窗口比较器的适用场合。

4.分别画出三个比较器电路的传送特性（即u o-u i特性曲线)