哈工大自主设计实验——电压比较器.doc

电工电子实验教学中心实验报告电压比较器传输特性的测定1. 实验目的a) 了解电压比较器的工作原理，掌握电压比较器的电路构成及特点b) 学会测试比较器的方法，并绘出传输特性曲线2. 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相比较，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正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域左图所示为一最简单的电压比较器，U R 为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压 Ui 加在反相输入端当 UiUR 时，运放输出低电平，D z 正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降 UD，即U0=-UD因此，以 UR 为界，当输入电压 Ui 变化时，输出端反映出两种状态高电位和低电位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右图即为为左图的传输特性常用的电压比较器有过零比较器、具有迟滞特性的过零比较器、窗口比较器等1) 过零比较器电路下图所示为加限幅电路的过零比较器，DZ 为限幅稳压管信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零,从同相端输入当 Ui＞0 时，输出 UO＝-(U Z+UD)，当 Ui＜0 时，UO＝+( UZ + UD)。

U D 远小于 UZ，其电压传输特性如下右图所示过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差 电工电子实验教学中心实验报告（2 ）滞回比较器 下左图为具有滞回特性的过零比较器 如图 10－3 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 UO 改变状态，∑点也随着改变电位，使过零点离开原来位置当 UO 为正（记作 U+） ，则当 Ui＞U∑后，UO 即由正变负（记作 U-） ，此时 U∑变为－U∑ 故只有当 Ui 下降到－U∑以下，才能使 UO 再度回升到 U+，于是出现图 10-3(b)中所示的迟滞特性－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3 ）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简单比较器组成，如下左图所示，它能指示出 Ui 值是否处于和之间如 UR-＜U i＜U R+，窗口比较器的输出电压 U0 等于运放的正饱和输出电压 (+Uomax)，如果 Ui＜U R-或 Ui ＞ UR+ ，则输出电压 U0 等于运放的负饱和输出电压 (－Uomax )电工电子实验教学中心实验报告3. 仪器设备名称、型号4.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1、过零比较器实验电路如图所示 (1) 接通+12V 电源。

2) 测量 Ui 悬空时的 U0 值U0 = 6.913 V (3) Ui 输入 500Hz、幅值为 2V 的正弦信号，观察 Ui 及 U0 波形并记录序号 名称 型号规格 数量1 示波器 Aglient DSO-X2002A 12 数字万用表 UT56 13 直流稳压电源 DF1731 15 稳压二极管 26 运算放大器 uA741 17 二极管 28 模电技术实验箱 1电工电子实验教学中心实验报告Ui 1V/格 峰峰值 2.02VU0 5V/格 峰峰值 13.763V(4) 改变 Ui 幅值，测量传输特性曲线当 U0 从－Uomax -6.838V 到＋Uomax 6.913V 时 Uth =1.4mV 2、滞回比较器 (1)实验电路如图所示，U i 接＋5V 可调直流电源，测出 U0 由＋Uomax→－Uomax时 Ui 的临界值Uth1 =635.1mV(2) 同上，测出 U0 由－Uomax→＋Uomax 时 Ui 的临界值并画出传输特性曲线Uth2 =-645.2mV－Uomax =-7.150V ＋Uomax =7.135V(3) Ui 接 500Hz，峰值为 2V 的正弦信号，观察并记录 Ui 及 U0 波形。

电工电子实验教学中心实验报告Ui 1V/格 峰峰值 2.02VU0 5V/格 峰峰值 14.5V5.实验中出现的问题及解决对策测量阈值电压时因为只有一个万用表，故不能同时测量 Ui 与 U0 的值先将电压表接在输出端，待电压刚发生跃变时，在将万用表接在输入端即可测得阈值电压6.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议第一次不依照详细的实验报告进行模电实验，对自己来说是一次很好的锻炼，希望以后有更多机会进行类似的自主设计，来提高自己的能力7．参考文献[1].模拟电子技术基础.王淑娟等.高等教育出版社[2].电工电子实验与计算机仿真.邹其洪.电子工业出版社。