电压比较器数据处理
实验五 电压比较器 一、实验目的二、实验原理三、实验内容四、实验报告要求
一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容 四、实验报要求
单门限（简单）电压比较器
过零比较器
滞回比较器
窗口（双限）比较器
三、实验内容
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UO值。 (3) ui输入500Hz、幅值为2V的正弦信号，
(4) 将分压支路100K电阻改为200K，重复 上述实验，测定传输特性。
３、窗口比较器
设计一个迟滞比较器使Uo≈±4V， VT+=+12V， VT- =-12V，△V=4V。
自拟实验步骤和方法测定其传输特性。
四、实验报告要求
1、整理实验数据，绘制各类比较器的传 输特性曲线。
2、总结几种比较器的特点，阐明它们的 应用。
观察ui→uO波形并记录。 (4) 改变ui幅值，测量传输特性曲线。
２、滞回比较器
(1) 按图接线，ui接＋5V可调直流电源， 测出uO由＋Uomcx→－Uomcx时ui的临界 值。
(2) 同上，测出uO由－Uomcx→＋Uomcx时 ui的临界值。
(3) ui接500Hz，峰值为2V的正弦信号， 观察并记录 ui→uO波形。
电压比较器实验报告
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：电压比较器及其应用实验类型：电子电路实验同组学生姓名：一、实验目的二、实验内容三、主要仪器设备四、实验数据记录、处理与分析五、思考题及实验心得一、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、实验内容及原理实验内容1．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。
2．设计单门限电压比较器电路，同相输入端接1V直流电压，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量3．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。
4．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。
5．设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角波信号，设置参考电压Vref1为1V直流电压，参考电压Vref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。
6．设计三态电压比较器电路，输入电压信号Vin为1kHz、5V三角波信号，当输入Vin<Vref2时，输出Vout=VOL；Vin<Vref1时，输出Vout=VOH。
实验原理电压比较器（简称为比较器）是对输入信号进行鉴幅和比较的集成器件，它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。
可用作模拟电路和数字电路的接口，也可用作波形产生和变换电路等。
比较器看起来像是开路结构中的运算放大器，但比较器和运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处。
运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但比较器的响应速度比运算放大器快，传输延迟时间比运算放大器小，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS等数字集成电路。
但在要求不高情况下也可以考虑将某些运算放大器（例如：LM324、LM358、μA741、TL081、OP07、OP27等）当作比较器使用。
数字式设置,基准电压为0.1~9.9V的比较器解析
数字式设置，基准电压为0.1~9.9V的
比较器
电路的功能比较电路的基准电压大多是用电阻把电源电压分压后得到，这种方法适用于基准电压一旦选定就无须调整的情况。
如果基准电压能从外部通过数字信号来改变，应用起来将会更方便。
本电路是基准电压从同相输入端输入的比较器，其基准电压可以0.1V为一档，在0.1V~9.9V范围内变化。
适用于带CPU接口的模拟电路。
电路工作原理本电路是比较器与D-A转换器组合的电路，用两个BCD信号进行数据选择只要进行一下二-十进制换算，二进制数据
电路的功能
比较电路的基准电压大多是用电阻把电源电压分压后得到，这种方法适用于基准电压一旦选定就无须调整的情况。
如果基准电压能从外部通过数字信号来改变，应用起来将会更方便。
本电路是基准电压从同相输入端输入的比较器，其基准电压可以0.1V为一档，在0.1V~9.9V范围内变化。
适用于带CPU接口的模拟电路。
电路工作原理
本电路是比较器与D-A转换器组合的电路，用两个BCD信号进行数据选择只要进行一下二-十进制换算，二进制数据就可变成十进制用。
在比较电路中，由R5、R6组成的分压电路产生滞后电压。
为了使电路工作在定时状态。
加了选通输入，不用时可去掉。
什么是电路中的比较器它们有什么作用
什么是电路中的比较器它们有什么作用什么是电路中的比较器？它们有什么作用在电子电路中，比较器（Comparator）被广泛应用于各种电路设计中，用于比较两个电压（或电流）的大小，并产生相应的输出信号。
比较器的作用是将输入的电信号与参考电平相比较，并输出高电平或低电平的信号，用于控制其他电路的运行或实现特定的功能。
比较器是一种重要的电子元件，其应用涵盖了各个领域。
一、比较器的基本原理比较器通常由一个差分放大器组成，其输入为被比较的电压信号Vin和参考电压信号Vref，输出为比较结果Vout。
比较器的核心功能是将输入信号与参考信号进行比较，通过对输入电压进行放大并产生对应的输出信号。
二、比较器的作用1. 电压比较：比较器最常见的作用是将输入电压与参考电压进行比较，并输出相应的高低电平信号。
这种比较常用于触发器、开关和电路保护等应用中。
2. 数字信号处理：在数字电路中，比较器可以将模拟电压转化为数字信号，用于数字系统中的逻辑运算和数据处理。
3. 信号控制：比较器可以对输入信号进行放大和滤波，用于控制电路的工作条件，例如控制功率开关、变换器和驱动器等。
4. 模拟信号处理：在模拟电路中，比较器可以用于幅度、相位、频率和波形的比较，用于实现信号选择、调节和改变等功能。
5. 模拟-数字转换：比较器可用于模拟信号的采样和数字化，将连续模拟信号转换为离散数字信号，广泛应用于模数转换器中。
三、比较器的应用领域1. 通信系统：比较器在通信系统中被广泛应用，例如差分比较器用于数字电视、无线通信、雷达和手机等设备中。
2. 传感器控制：比较器可用于传感器控制电路，将传感器信号与阈值进行比较，用于检测、测量和控制等应用中。
3. 电源管理：比较器在电源管理电路中起着重要作用，用于检测电池的电压、电流等参数，并采取相应的措施，例如充电、放电和保护等。
4. 工业自动化：比较器广泛应用于工业自动化领域，用于控制和监测各种工业设备和系统，例如自动化生产线、机器人和仪器等。
电子元件型号LM339N电压比较器基础知识
电子元件型号LM339N电压比较器基础知识电子元件型号LM339N电压比较器基础知识电子元器件种类繁多，每一个都有自己的专属型号。
LM339N为四路电压比较器，采用双列直插14脚封装，最高工作电压为±18V，功耗为265mW,应用在电磁炉等产品中。
兼容或代换参考型号：LM339、IR2339、μA339PC，μPC339C、TA75339。
LM339N引脚功能及实测数据：
引脚号引脚功能工作电压（V）在路电阻值（KΩ）
1电压取样输出端48.5
2电压取样输出端08.5
3电源输入端54
4电压取样反相输入端 1.24
5电压取样同相输入端0.810.5
6电子开关启动端110.5
7电压取样同相输入端 1.211
8电压取样反相输入端 1.29.5
9PG信号同相控制端 1.211
10电压取样反相输入端 1.410
11电压取样同相输入端 1.611.5
12地00
13PG信号输出端4 3.6
14电压取样输出端 1.89.5
很多人都想问电压比较器LM339与LM339N的区别，下面就来为大家解释一下。
1、LM339共模范围非常大，为0v到电源电压减1.5v；LM339N电源电压范围宽，单电源为2--36V，双电源电压为正负1V--正负18V；
2、LM339电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，LM339是很常见的集成电路。
利用LM339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。
电子元件型号LM339N电压比较器基础知识。
电压比较器实验报告
电压比较器实验报告电压比较器实验报告引言：电压比较器是一种常见的电子元件，用于比较两个电压信号的大小，并输出相应的逻辑电平。
在本次实验中，我们将学习并掌握电压比较器的基本原理、工作方式以及应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作，深入了解电压比较器的工作原理，掌握其在电路中的应用。
二、实验原理1. 电压比较器的基本原理电压比较器是一种电子元件，用于比较两个电压信号的大小。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器负责放大输入信号，并将放大后的信号与参考电压进行比较，然后输出相应的逻辑电平。
2. 电压比较器的工作方式电压比较器的工作方式可以分为两种：开环比较器和闭环比较器。
开环比较器的输出直接由差分放大器输出，其输出电平取决于输入电压与参考电压的大小关系。
闭环比较器在开环比较器的基础上加入反馈电路，通过反馈调节放大器的增益，使输出电平更稳定。
三、实验步骤1. 搭建电压比较器电路根据实验要求，选择合适的电压比较器芯片，并根据其引脚连接图搭建电路。
注意正确连接电源和地线，以及输入和输出信号的接入。
2. 调节参考电压使用可调电阻或电位器，调节参考电压的大小。
可以通过示波器观察到参考电压与输入信号的关系。
3. 测试输入信号使用信号发生器产生不同幅值和频率的输入信号，并接入电压比较器。
观察输出信号的变化，并记录实验数据。
四、实验结果与分析根据实验数据，我们可以观察到电压比较器在不同输入信号下的输出情况。
当输入信号大于参考电压时，输出为高电平；当输入信号小于参考电压时，输出为低电平。
这验证了电压比较器的工作原理。
此外，我们还可以通过改变参考电压的大小，观察输出信号的变化。
当参考电压增大时，输出信号的高电平部分会变得更长，低电平部分则会变得更短。
反之，当参考电压减小时，输出信号的高低电平部分相应变化。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电压比较器的基本原理、工作方式以及应用。
电压比较器在电子电路中有广泛的应用，如电压检测、开关控制等。
电压比较器
讨论三
已知各电压比较器的电压传输特性如图所示，说出它 们各为哪种电压比较器；输入电压为5sinωt(V)，画出各 电路输出电压的波形。
反相输入 滞回比较器
窗口 比较器
同相输入 单限比较器
你能分别组成具有图
示电压传输特性的电压 比较器电路吗？
讨论四：求解图示各电路的电压传输特性。
uI
A
UREF
uo
两只特性相同而又制 作在一起的稳压管
输出限幅电路
uO＝± UZ
1) 集成运放的净输入电压和净 输入电流均近似为零，保护了 输入级； 2) 集成运放没有工作到非线性 区，加速集成运放状态的转换
电压比较器的分析方法：
1、写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； 2、根据输出端限幅电路决定输出的高、低电平；
U OM U OM U OM U OM
当uI>URH时，uO1= － uO2= UOM，D1导通， D2截止； uO= UZ。
当uI<URH时，uO2= － uO1= UOM，D2导通， D1截止； uO= UZ 。
当URL<uI< URH时， uO1= uO2= －UOM，D1、 D2均截止； uO= 0。
UH
t
UL
ui
R
－
+
uo
ui
+
Uom
t
R1
R2
-Uom
例：R1=10k，R2=20k ，的波形。
ui 10V
5V
t
0
ui R
UR R1
－
+
+
R2
uo
Uom uo
UL
电压比较器的研究实验报告
电压比较器的研究实验报告一、实验目的1. 熟练掌握电压比较器的基本概念和工作原理。
2. 理解电压比较器的功能及应用。
3. 学会使用实验仪器和设备进行实验操作。
二、实验原理电压比较器是一种电子元件，它能够对两个电压信号进行比较，并输出高电平或低电平信号。
电压比较器通常用来检测信号是否具有特定的电平或达到某个预定阈值。
电压比较器的常用类型有两种：基本电压比较器和差分电压比较器。
基本电压比较器通常由一个运放、一个反馈电阻和一个比较电阻组成。
差分电压比较器则由两个输入端口和一个输出端口组成。
当两个输入信号的差距超过阈值时，输出端口会产生一个电压信号。
在实际应用中，电压比较器广泛用于检测和控制电子设备的运行状态，例如测量温度、湿度、压力等物理量，以及反馈控制系统、功率转换器等领域。
三、实验仪器和设备1. 示波器2. 功能信号发生器3. 电压比较器芯片4. 电阻箱5. 实验电路板四、实验步骤1.根据实验原理接线图，搭建实验电路并连接所需仪器和设备。
2.将功能信号发生器的输出端口分别接入电压比较器的两个输入端口。
3.将示波器的探针连接到电压比较器的输出端口并打开示波器。
4.依次调整功能信号发生器的频率和幅度，观察比较器输出端口的电压变化，并记录数据。
5.根据实验结果分析电压比较器对信号的比较和判断功能，得出结论。
五、实验结果经过实验测试和数据分析，得到以下结论：1.在功能信号发生器输出方波信号时，电压比较器的输出端口产生一个高电平和一个低电平信号。
2.当输入信号幅度相同时，电压比较器输出的电平受频率影响；频率越高，输出电平越短。
4.通过观察电压比较器输出端口的电压变化，可以判断输入信号的大小和是否达到设定的阈值。
3. 根据实验结果，电压比较器对输入信号的幅度和频率具有一定的敏感性，需要进行精确的调整和控制。
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电压比较器
一、实验目的
1、 掌握电压比较器的电路构成及工作原理
2、 掌握电压比较器参数的测量方法 二、实验原理
1、集成运算放大器简介：
2、 理想运放的主要性能指标：A 0o o
i o id ou u u R R u u u ==→∞→∞→i-–，，。
i ＋
3、 集成运放在非线性应用：
运放在非线性应用时必须工作于开环或正反馈状态（虚短已不适用），输出电压只有高、低两种状态。
若u +＞u －，则u o =＋u om （＋u O
m 为正输出饱和电压）；若u +＜u －，则u o =－u om （－u O
m 为负输出饱和电压）。
电压比较器是运放的典型非线性应用，其功能是将输入电压与参考电压u REF 相比较。
三、实验步骤及数据处理 1. 单限电压比较器： （1）原理
图一、单限反相电压比较器 原理图分析：
当REF i u u >时，u o =＋u om （＋u O
m 为正输出饱和电压）；
当REF i u u <时，u o =－u om （－u O
m 为负输出饱和电压）。
（2）实验步骤及方法
a) 电源电压Ec=±5V （由实验箱提供），参考电压u REF +=
+1V （由GDP-3303D 直流稳压电源）。
b) 输入信号u i （三角波）：峰峰值u pp =5V ，频率=200Hz （u i 由DSO-x 2014A 示波器提供）。
c) 用示波器1、2通道同时观测输入、输出电压波形。
1通道观察输入电压波形（作触发源），2通道观察输出电压波形。
示波器水平时基归零和垂直位移归零。
用示波器X -Y 模式测量电压传输特性曲线。
（3）实验数据处理
图二、单限电压比较器输入、输出电压波形和电压传输特性曲线
由上图可以看出，输入电压的幅值为
V V
43.22
86.4=，输出的幅值为V u om 8.3=+，V u om 2.5-=-。
图三、单限电压比较器传输特性曲线
由上图可以看出，输出的幅值为V u om 8.3=+，V u om 2.5-=-，输出电压状态转换时u i 的幅值为1.00V 。
2. 滞回电压比较器（反相滞回电压比较器） （1）原理
图四、滞回比较器原理图 原理分析：
电路引入了负反馈，使参考电压在电压变化的不同方向上值不相同：
当u o =+ u om 时，
12
1212
()om REF R R u u u u R R R R ∑∑++==
+++
当u o =－u om 时，
121212
()om REF R R u u u u R R R R ∑∑-
-==+++ （2）实验步骤及方法
参考电压u REF =0，测试步骤、方法同前b ）、c ）、d ）。
（3）实验数据处理
图五、滞回比较器输入输出特性曲线
由上图可以看出，输入电压的幅值为
V V
41.22
82.4=，输出的幅值为V u om 8.3=+，V u om 4.4-=-。
图六、滞回比较器传输特性曲线
由上图可以看出，输出的幅值为V u om 8.3=+，V u om 4.4-=-，输出电压状态转换时u i 的幅值为1.7V 和-2.3V 。
图六、滞回比较器传输特性曲线
3. 窗口电压比较器 （1）原理
图七、窗口比较器原理图
原理分析：本实验电路可以限制输入电压在某一范围时才输出高电压，其余都是低电压，因此叫做双限电压比较器，传输特性曲线很像古时候窗口的形状，因此又叫做窗口电压比较器（个人理解）。
（2）实验步骤及方法
参考电压u REF =±1V ，测试步骤、方法同前b ）、c ）、d ）。
（3）实验数据处理
由于实验仪器中有一只二极管坏了，造成实验的波形只有一半，输出波形中频率增大了一倍，如下图：
图八、仪器损坏时得到的图像
由于实验最后时间仓促（发现电路仪器损坏的时间已是21：20），使用另外的一个电路箱测量时并未重新连接该电路，因此，实验需要测量的有关窗口比较器的图像并未得到。
4.三态电压比较器
（1）原理
图九、三态电压比较器原理图
（2）实验步骤及方法
参考电压u REF=±1V，测试步骤、方法同前b）、c）、d）。
（3）实验数据处理
图十、三态电压比较器输入输出特性曲线
由上图可以看出，输入电压的幅值为
V V
43.22
86.4=，输出的幅值为V u om 64.3=+，V u om 28.3-=-。
图十一、三态电压比较器传输特性曲线
由上图可以看出，输出的幅值为V u om 64.3=+，V u om 28.3-=-，输出电压状态
转换时
u
的幅值为1.00V和-1.00V。
i
四、实验总结
本次实验测试的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、双限比较器（窗口比较器）和三态比较器，通过本次实验可以看出单限反相电压比较器是最基本的实验电路，其他的比较器都是在单限比较器的基础上另外加一些原件来实现需要的功能。
另外，通过本次实验，实验者认识到运算放大器不仅在工作在非饱和区时有很好的应用，工作在饱和区时也有很重要的应用。
五、思考题
1、画出步骤1中参考电压u REF=0V时的电压传输特性曲线。
答：如下图
图十二、思考题1
2、计算步骤2中的回差电压△u=u∑+－u∑-。
答：由图六可知，u∑+=1.7V, u∑-=-2.3V,△u=u∑+－u∑-=1.7+2.3V=4.0V
3、在步骤3中，如果将两个二极管反接，应如何修改电路。
画出电路图以及电压传
输特性曲线。
答：电路图如下左图
图十三、思考题3
对应的电压传输特性曲线（若不考虑二极管击穿，认为二极管是理想二极管）为上右图。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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