实验十二-电压比较器

实验十二--电压比较器PAGEPAGE1————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 实验十二电压比较器一、实验目的掌握比较器的电路构成及特点。学会测试比较器的方法。二、实验器材双踪示波器函数信号发生器交流毫伏表数字万用表电子线路实验学习机（带A3模块）三、预习要求复习教材中有关电压比较器的内容。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(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UT＝0V。集成运放工作在开环状态，其输出电压为。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(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，从输出端通过电阻连到同相输入端P，以实现正反馈，若改变状态，P点也随着改变电位，使过零点离开原来位置。当时，输出为正，，则当后，即由正变成负，这时将称为门限电压或转折电压；变成负后，。故只有当下降到以下，才能使再度回升到。上下门限电压和之差称为门限宽度（或称为回差）。图3-12-2中，改变的数值可以改变回差的大小。3．同相滞回比较器(a)电路图(b)传输特性(c)输出波形图3-12-3同相滞回比较器当时，比较器输出为高电平，运放同相输入端电位，当减小到使时，输出就从高电平跳变为低电平。当输出为低电平时，运放同相输入端电位,当增大到使时，输出就又从低电平跳变为高电平。4.窗口（双限）比较器窗口比较器是由两个简单比较器组成，它能指示出值是否处于和之间，如，窗口比较器的输出电压等于运放的正饱和输出电压，如果或，则输出电压等于运放的负饱和输出电压。(a)电路图(b)传输特性(a)电路图(b)传输特性图3-12-4窗口比较器五、内容与步骤1．过零比较器按图3-12-1连线。在输入信号加入峰峰值为2V，频率为500Hz的正弦波信号，用示波器观察输入输出U0的波形并记录到表3-12-1中。表3-12-1波形频率f幅度Up-pUi、Uo处波形正弦波500Hz2V（3）在输入信号加入峰峰值为2V，频率为1kHz的三角波信号，用示波器观察输入输出U0的波形并记录到表3-12-2中。表3-12-2波形频率f幅度Up-pUi、Uo处波形三角波1kHz2V2．反相滞回比较器（1）按图3-12-2连线。（2）将Rf调为100k，Ui接直流电压源，分别测出输出信号UO由＋Uom→－Uom和由-Uom→+Uom时Ui的临界值，数据记入表3-12-3。表3-12-＋Uom/V－Uom/V＋Uom→－Uom时Ui的临界值－Uom→＋Uom时Ui的临界值UO6.0-6.0Ui＜-0.55＞0.550.55-0.55（3）在Ui处接上500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用示波器观察并记录输入输出波形。*（4）将电路中的Rf调为200k，重复上述步骤（1）（2）（3）。3.同相滞回比较器按图3-12-3连线，（2）将Rf调为100k，Ui接直流电压源，分别测出UO由＋Uom→－Uom和由-Uom→+Uom时Ui的临界值。数据记入表3-12-4表3-12-＋Uom/V－Uom/V＋Uom→－Uom时Ui的临界值－Uom→＋Uom时Ui的临界值UO/V5.538-5.540Ui/V＞0.725＜-0.725-0.7210.710（3）在Ui处接上500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，观察并记录输入输出波形。*（4）将电路中的Rf调为200k，重复上述步骤（1）（2）（3）。窗口比较器（选做）自拟实验步骤和方法测定其传输特性。用示波器测传输特性曲线。六、注意事项电阻R3起到限流作用，防止稳压二极管损坏。调输入电压幅度的时候，应缓慢增大。输出电压V/div=5v七、实验