实验15 电压比较器.doc

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：_ _模拟电压比较器_实验类型：_模电_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、装 订 线实验目的和要求1.了解模拟电压比较器的基本工作原理。2.掌握典型比较器芯片的结构、及其与运算放大器的性能区别。3.学会比较器典型应用电路的分析、组建、调试与相关参数测试。4.学习一些比较器的实用型应用电路。二、实验内容和原理实验内容：基本使用：过零比较器、单门限比较器。典型应用：窗口比较器、三态比较器。实用电路：滞回比较器、非正弦波发生器。参数分析、电路调试。实验原理：模拟电压比较器：根据对两个输入的模拟信号大小比较，使电路的输出在两个极限电平 +Vom和Vom之间转换。模拟电压比较器：非线性，响应快，延迟小，可直接驱动数字电路；运算放大器：以负反馈条件工作为主，线性、稳定。模拟电压比较器输出原理：集电极开路（OC）输出需外接上拉电阻R；输出高电平受VCC1控制。（方便与各类逻辑器件连接）（线与功能）单门限比较器（同向）：（特性曲线）过零比较器（同向）：滞回比较器（同向）：非正弦波发生器A、R1、R2：反向滞回比较器； R、C：电容充放电回路；R0、DZ1、DZ2：双向限幅电路。基本振荡原理：输出电压v ORC电路积分；利用电容C上的充放电电压v C取代外加的输入信号v S；v S与v +比较后，产生振荡。三、主要仪器实验箱 导线 LM358 LM393 信号发生器 示波器 万用表四、操作方法和实验步骤1.检查实验箱元件是否完整，元件能否正常工作2.设计实验电路所需参数3.按照电路图完成电路的连接。4.用示波器观察波形5.调整电路得到正确的参数得到结果五、实验数据记录和处理1.单门限比较器（R=20k，f=1kHz，VREF=1V）输入正弦波，可以发现当信号瞬时值超过1V时，输出端为高电平，而小于1V时，则为低电平。与理论情况相同，实验成功。2.过零比较器（R=20k，f=1kHz）输入正弦波，可以发现同相时，输出高电平，反相时，输出低电平，同理论一致。实验成功。输出特性曲线如下图当增大输入信号频率时，输出波形会出现失真的情况。（17kHz）出现了相位差和波形失真的情况。3.窗口比较器（R1=R3=20k，R2=10k，f=50Hz，VRH=3V，VRL=1V）由图可以看出，输入电压较大时，输出高电平，输入较小时，也是高电平，而在中间部分则是低电平输出特性曲线：符合理论，实验成功4.三态比较器和理论一样输出了三种状态，输出特性曲线也比较正确。5.滞回比较器输入正弦波信号，输出的是方波信号。具有一定的相位偏移。而改变VREF的值，则会改变比较器的回差电压。非正弦波发生器通过自激振荡，输入了方波信号，而输出了锯齿波的信号实验参数：C=1uf R=10k R1=10k，R2=200k参数分析：f=525Hz，实际情况为457Hz,相差不大，主要原因可能是出在导线电阻上。选用的导线都比较长。六、实验结果与分析实验任务基本完成，实验比较成功。具体参数分析在实验数据中已经分析了七、思考与讨论实验中出现了几个问题（1）在使用LM393时，输出信号需要接一个上拉电阻，开始时没有接，导致输出的结果与理论不一致。原因是线与结构。（2）使用LM358构建窗口比较器时，频率要低，100Hz一下才行，因为LM358的压摆率太低，频率过高的话无法转换，无法得到结果。所以输入信