电压比较器实验

1、专业： 姓名： 学号：_日期：_ 地点： 实验报告课程名称：_模拟电子技术实验_指导老师：_ _ _成绩：_实验名称：_实验类型：_EDA_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、心得装 订 线 一. 实验目的1了解电压比较器与运算放大器的性能区别；2掌握电压比较器的结构及特点；3掌握电压比较器电压传输特性的测试方法；4学习比较器在电路设计中的应用。二. 实验内容1 .过零电压比较器2 .单门限电压比较器3 .滞回电压比较器4 .窗口电压比较器5 .三态电压比

2、较器 三实验原理比较器的输出结构 集电极开路输出比较器 集电极/发射极开路输出比较器 漏极开路输出比较器 推挽式输出比较器 l 过零电压比较器电路 :过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。常用于测量正弦波的频率相位等。当输入电压 时，输出 ；反之，当输入电压 时，输出 。l 基本单门限比较器电路 单门限比较器的输入信号Vin 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压Vref（门限电平） 。当输入电压Vin>Vref 时，输出为高电平VOH；当输入电压Vin<Vref 时，输出为低电平VOL。 l 正基准电压的单电源比较器电路 上述三种电

3、路都是将基准电压连接至反相输入端，并将信号电压连接至同相输入端，利用两输入端子之间的差动输入电压动作，因此信号电压与基准电压即使任意互换，除了输出的动作会反相外，对电路并不会造成任何问题。l 迟滞比较器电路 迟滞比较器的同相输入端接输入电压，反相输入端接参考电压时，输入电压从低值达到超过上门限电压VTH时，比较器输出从低的VOL 到高的VOH 翻转，称为同相滞后比较器，或称为上行迟滞比较器；反之，反相输入端接输入电压，同相输入端接参考电压，称为反相滞后比较器，或称为下行迟滞比较器四.实验内容和步骤实验一：采用LM393做比较器，设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V

4、正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线，并测量输出方波的上升时间与下降时间。 l 接线图如图所示：输出波形为：测得上升时间为30us。下降时间0.0030ms。实际操作得出波形图： 传输特性曲线上升时间为2.64us，下降时间小于1us。实际的上升下降时间和仿真得到的理论值有一定的出入。仿真的上升下降曲线为线性，实际的波形图为非线性曲线。原因应该是示波器有一定的电容值，对输出波形造成了影响，电容充放电的过程造成了上升为非线性曲线。实验二：采用LM358做比较器，设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线，并测量输

5、出方波的上升时间与下降时间。接线图：输出波形为得到上升时间：0.1ms；下降时间为：0.13ms。实际的输出波形为：上升时间为：12.8us 下降时间为14.4us。转移特性曲线如图与393芯片相比，上升下降时间明显增大了不少，可见比较器与实际的运放的响应速度还是有差别的；与第一个实验类似，仿真值与实际值有一定的出入，同样是示波器的电容影响。实验三：采用LM393做比较器，设计单门限比较器电路，反相输入端接一可调输入电压Uin，同相输入端接1kHz、5V三角波信号，测量并绘制输出方波占空比与输入电压Uin的关系，理解PWM的生成原理。 接线图如下Uin为1.5V时。输出波形：在研究输出方波占空比与输入电压Uin的关系时，与同组同学合作，得到以下的波形图。0.5V 0.6V 0.8V1.05V 1.3V 1.5V 2V2.5V 3V 3.4V4V 4.5V 5V 5.5V 7V在此基础上，对其进行曲线拟合。得到占空比与Vsin的关系图。这是一条非线性的曲线。实验四：设计反相输入（下行）滞回电压比较器，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 接线图如下：仿真输出波形如下：仿真得到的转移特性曲线：实际得到的输出波形为方波 转移特性曲线实验五：设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角