实验十二--电压比较器

1、实验十二 电压比较器一、实验目的1. 掌握比较器的电路构成及特点。2. 学会测试比较器的方法。二、实验器材1. 双踪示波器2. 函数信号发生器3. 交流毫伏表4. 数字万用表 5. 电子线路实验学习机（带A3模块）三、预习要求1. 复习教材中有关电压比较器的内容。2. 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

2、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UT0V。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

3、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

4、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（1） 按图3-12-1连线。（2） 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500Hz 2V（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-pU

5、i、Uo处波形三角波 1kHz 2V2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UomUom和由-Uom+Uom时Ui的临界值，数据记入表3-12-3。表3-12-3Uom/VUom/VUomUom 时Ui的临界值UomUom 时Ui的临界值UO6.0-6.0Ui-0.550.550.55-0.55（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（1） 按图3-12-3连线，（2） 将Rf调为100k，Ui

6、接直流电压源，分别测出UO由UomUom和由-Uom+Uom时Ui的临界值。数据记入表3-12-4表3-12-4Uom/VUom/VUomUom 时Ui的临界值UomUom 时Ui的临界值UO/V5.538-5.540Ui/V0.725-0.725-0.7210.710 （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）。1 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1. 电阻R3起到限流作用，防止稳压二极管损坏。2. 调输入电压幅度的时候，应缓慢增大。3. 输出电压V/div=5v七、实验报告1. 整理实验数据，画出各电路的幅频特性曲线图，分析与