电压比较器实验报告
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。
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。
实验六 电压比较器
图3.5.1 电压比较器电路图及传输特性
1．过零比较器
电路如图3.5.2所示为加限幅电路的过零比较器，DZ为限幅稳压管。 所示为加限幅电路的过零比较器， 为限幅稳压管。 电路如图 所示为加限幅电路的过零比较器 信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零,从同相端输入 从同相端输入。 信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零 从同相端输入。当Ui＞ ＞ 0时，输出 ＝-(UZ+UD)，当Ui＜0时，U0＝+(UZ+UD)。其电压传输 时 输出U0＝ ， ＜ 时 ＝ 。 特性如图所示。 特性如图所示。
图3.5.2
过零比较器电路及传输特性
2．滞回比较器
为具有滞回特性的过零比较器。 图3.5.3为具有滞回特性的过零比较器。从输出端引一个电阻分压 为具有滞回特性的过零比较器 正反馈支路到同相输入端， 改变状态， 点也随着改变电位 点也随着改变电位， 正反馈支路到同相输入端，若Uo改变状态，∑点也随着改变电位，使 改变状态 过零点离开原来位置。 为正（ 过零点离开原来位置。当U0为正（记作 ）， 为正 记作U&#较电路
实验数据记录表： 实验数据记录表：
1.过零比较器 1.过零比较器
Ui悬空 悬空 Ui =1V ，f=500Hz U0波形 波形 改变Ui 改变 幅度 U0= V Ui 波形
2.反相滞回比较器 2.反相滞回比较器
情况 Rf=100K Rf=200K Ui =1V ，f=500Hz U0波形 波形 U0从－Vom ~ +Vom 从 Ui = Ui = /V /V U0从+Vom ~ －Vom 从 Ui = Ui = /V /V
U0
则当Ui＞ 即由正变负（ ），此时 则当 ＞U∑后，U0即由正变负（记作 ），此时 ∑变为－U∑。故只 即由正变负 记作U-），此时U 变为－ 有当Ui下降到 下降到－ 以下，才能使U0再度回升到 再度回升到U+， 有当 下降到－U∑以下，才能使 再度回升到 ，出现下图所示滞 回特性。 的差别称为回差。 回特性。－U∑与U∑的差别称为回差。改变 R2的数值可以改变回差的 与 的差别称为回差 的数值可以改变回差的 大小。 大小。
模电实验-电压比较器
实验九电压比较器一、实验目的1.掌握比较电路的电路构成及特点。
2.学会测试比较电路的方法。
二、实验原理电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路，就是将一个模拟电压信号去与一个参考电压信号相比较，当两者相等时，输出电压状态将发生突然跳变。
常见的比较器类型有：过零电压比较器、滞回电压比较器等。
三、实验设备与器件1.双踪示波器2.信号发生器3.数字万用表四、实验内容1.过零比较器实验电路如图9－1所示图9－1 过零比较电路(1)按图接线，Vi悬空时的测量Vo电压。
(2)Vi输入500Hz有效值为1V的正弦波，观察Vi-Vo的波形并记录。
(3)改变Vi幅值，观察Vo变化。
2.反相滞回比较电路实验电路如图9－2所示图 9－2 反相滞回比较电路(1)按图接线，并将RF调为100K，Vi接DC电压源，测出Vo由+Vom→-Vom 时Vi的临界值。
(2)同上，Vo由-Vom→+Vom(3)Vi接500Hz，有效值为1V的正弦信号，观察并记录Vi-Vo波形。
(4)将电路中RF调为200K，重复上述实验。
3.同相滞回比较器实验线路如图9－3所示图9－3 同相滞回比较电路(1)参照2自拟实验步骤及方法。
(2)将结果与2相比较。
五、实验总结1.整理实验数据及波形图，并与预习计算值比较。
2.总结几种比较电路特点。
六、预习要求1.分析图9－1电路，回答以下问题⑴．比较电路是否要调零？原因何在？⑵．比较电路两个输入端电阻是否要求对称？为什么？⑶．运放两个输入端电位差如何估计？2.分析图9－2电路，计算：⑴．使Vo由+Vom变为-Vom 的Vi临界值。
⑵．使Vo由-Vom变为+Vom的Vi临界值。
⑶．若由Vi输入有效值为1V正弦波，试画出Vi-Vo的波形图。
3.分析图9－3电路，重复2的各步。
4.按实验内容准备记录表格及记录波形的座标纸。
实验十波形发生器一、实验目的1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
实验六 电压比较器
三、实验内容
过零比较器： 1. 过零比较器： 图为反相输入单门限电压比 较器, =0V时 较器,当VREF=0V时，输出即从一 种电平变换为另为一种电平, 种电平变换为另为一种电平,这就 过零比较器。 过零比较器。 按图连接实验电路； 悬空, ①. 按图连接实验电路；Vi悬空, 分别用示波器、万用表测试V 电压。 分别用示波器、万用表测试 O电压。 输入正弦信号, =1V,f=500Hz； ②. 输入正弦信号,Vipp=1V,f=500Hz；用示波器测试输入波形 Vi、输出波形 O、以及 i —VO滞回曲线。 输出波形V 以及V 滞回曲线。 改变输入V 的电压,观察输出波形V 的变化；测出+V ③.改变输入 i的电压,观察输出波形 O的变化；测出 T /-VT 的值,画出V 曲线、波形图。 的值,画出 i —VO曲线、波形图。 保持输入信号不变, =+0.5V及 0.5V时 ④.保持输入信号不变, 取VREF=+0.5V及-0.5V时,用示波器测试 输入波形V 输出波形V 以及V 滞回曲线。 输入波形 i、输出波形 O、以及 i —VO滞回曲线。
一、实验目的
实验六 电压比较器
1. 掌握比较器的电路构成特点 2. 学会测试比较器的方法 二、实验原理 运算放大器的两个输入端电位差如何估算。 运算放大器的两个输入端电位差如何估算。 分析电路，计算： 分析电路，计算： 变为-V ⑴.使VO由+VOm变为 Om 时的V 临界值。 时的 i临界值。 变为+V ⑵.使VO由-VOm变为 Om 时的V 临界值。 时的 i临界值。 输入2伏的正弦波 伏的正弦波， ⑶.若Vi输入 伏的正弦波， 画出V 曲线、波形图。 画出 i —VO曲线、波形图。
电 压 比 较 器 实 验 报 告
电压比较器实验报告09级等离子体系姓名：夏洋洋PB09203241谢新华PB09203247一、实验题目：电压比较器二、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。
三、实验原理；1.集成运算放大器的电压传输特性；2.理想运放的主要指标：A0 o oi oidouu uR Ru u u==→∞→∞→i-–，，。
i＋3.当引入深度负反馈时，集成运放工作于线性放大状态；4.集成运放工作在开环和正反馈状态时，输出电压只有高、低两种状态。
四、实验器材;双运放TL082、GDP—3303D、DOS—x2014A、实验箱、示波器、信号发生器、连接线。
四、实验内容：1.单限电压比较器测试步骤、方法：a)电源电压Ec=±5V（由实验箱提供），参考电压uREF+=+1V（由GDP-3303D直流稳压电源）。
b)输入信号ui（推荐：三角波）：峰峰值upp=5V，频率=200Hz（ui由DSO-x2014A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。
d)用示波器X-Y模式测量电压传输特性曲线。
e)X-Y模式：按下水平（Horiz）→时基→X-Yf)绘制实验电路，输入、输出电压波形和电压传输特性曲线，标明输入、输出电压幅值以及输出电压状态转换时u i的幅值。
2.滞回电压比较器当uo=+ uom时，121212()om REFR Ru u u uR R R R∑∑++==+++当uo=－uom 时，121212()om REFR R u u u u R R R R ∑∑--==+++△u=u ∑+－u ∑-称为回差电压。
3.窗口电压比较器参考电压u REF =±5V4.三态电压比较器五、实验结果：六、实验分析： 实验一：试验中结果电压传输曲线是在参考电压U REF =5.5v （示波器测得）D 点发生越变，且U +om =9,16V U −om =−9.16V实验二：试验中结果电压传输特性曲线为滞回电压曲线，且U +om =9,0V U −om =−9.0V 而，V U 5.4==∑,V U 5.4-=-Ξ.。
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。
电压比较器实验报告
电压比较器实验报告
实验目的：
1.了解电压比较器的基本原理；
2.掌握电压比较器的实际应用；
3.学会使用示波器观察电压比较器输出信号。
实验仪器与器件：
1.电压比较器集成电路LM311
2.电源
3.电阻、电容、开关等元器件
4.示波器
实验原理：
电压比较器是一种用于实现电压比较功能的模拟电路。
它根据输入电压的大小，输出高电平或低电平信号。
电压比较器通常由一个差动放大器和一个输出级组成。
实验步骤：
1.将电压比较器集成电路LM311连接到电路板上。
将正极接入正电源，负极接地。
2.连接一个可调电阻和电容，以便调节输入电压。
3.将示波器的探头分别连接到比较器的输入端和输出端。
4.调节可调电阻和电容，改变输入电压，并观察输出信号的变化。
5.记录实验结果。
实验结果与分析：
根据实验观察，当输入电压大于参考电压时，输出为高电平；当输入电压小于参考电压时，输出为低电平。
通过调节可调电阻和电容，可以改变输入电压的大小，从而改变输出信号的状态。
实验结论：
通过实验，我们了解了电压比较器的基本原理和实际应用。
电压比较器可以根据输入电压的大小来输出不同的信号，常用于比较电压大小、触发器、开关等电路中。
同时，我们也学会了使用示波器观察电压比较器输出信号，并能根据实验结果进行分析。
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实验报告 课程名称： 电路与电子技术实验 指导老师： 周箭 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： 邓江毅 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、实验数据记录、处理与分析
① 【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V in ≤V out 时，输
出V out =V OL ；反之，当输入电压V in ≥V out 时，输出V out =V OH 。
实验仿真:
85专业：电气工程卓越
人才
姓名： 卢倚平
学号：
日期： 4.1
实测实验记录：
由于时间不足，没有做过零比较器的相关实测
②【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。
实验仿真
实测实验记录
(未接上拉电阻）
（接了上拉电阻）
（电压传输特性曲线）
（改变比较电压Vref=2.52V）
(改变边角电压Vref=-2.52V)
（输入方波）
（放大）
改变输入正弦波的频率进行测量：
（输入正弦波20KHZ）
（输入正弦波50Khz）
（输入正弦波100KHZ）
（输入正弦波500KHZ）
改用运放LM358：
（输入正弦波1KHZ）
（输入正弦波2KHZ）
（输入正弦波20KHZ）
（输入正弦波50KHZ）
（输入正弦波100KHZ）
（输入正弦波500KHZ）
分析：对比运放LM358和LM393，发现LM393对于高频段的正弦波输入有更好的输出响应（失真度远低于运放LM358）
上述两种电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。
③【窗口比较器电路】
窗口比较器又称为双限比较器。
窗口比较器的特点是当输入信号单方向变化时，可使输出电压Vout跳变两次，即窗口比较器提供了两个阈值和两种输出稳定状态可用来判断Vin是否处于上下两个门限电压之间。
实验仿真：（去掉两个二极管后）
实测结果：
放大观察抖动的具体波形
李萨茹图形：
④【三态比较器】
实验原理图：
采用R1=R2=R3=10kΩ，R=R=20KΩ
实测结果图：
李萨如图：
⑤【方波发生电路】
由比较器可构成方波振荡器，改变电容器C1的电容量可改变输出方波的频率。
在一开始调试电路的时候由于参数选择不合理得不到一个好的方波波形。
因此我用multism对该电路进行了仿真。
在仿真时我选取了C=0.01uF
实验仿真
（得到的仿真波形图）
然后我用仿真的参数进行了实测，也得到了比较好的方波波形：
（实测记录）
三、心得及实验中出现的问题
【实验心得】
（一）在做运放实验时，接线需要小心谨慎，特别是对于偏置电压的接入，一定要判断清楚恒压源的正负极才能接入。
在做窗口比较器时，我们一开始设置的VRH （-5V）< VRL（5V），实际上是接反了，没有注意到这个问题，因此我们一开始得出的波形比较奇怪。
（二）对于集成运放基本运算电路实验，在做实验前先进行软件仿真了解其基本特性是一个很好的方法。
这样能够使得自己在自己动手做实验对于实验结果有一定的预期。
在做方波发生电路时，虽然知道三要素法，也根据三要素法算出了一组数据。
但是连入实际电路中却得不到一个正弦波。
后来我就用multism对该电路进行了仿真，发现只有在输出端接上上拉电阻（这个电阻的值很随意）才能得到一个比较好的方波波形。
在实测不出结果时先进行仿真，不但可以提高做实验的效率，而且也是减小实验失误的有效方法之一。
（三）实验前应检验电路元器件，包括是否损坏，以及标称值与实际值的差异。
我们在做三态比较器时，一开始观察的波形的VPP=30V，用万用表测量发现我们的稳压管根本没有正常工作。
在换了一组稳压管后，发现出来的波形才是正确的。