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。
电压比较器实验报告.doc
电压比较器实验报告.doc
本次实验采用了MC1458、NE555及其搭配的电感、电容，以及几根导线组成了一只电压比较器，在两路电压输入之后，如果高电压输入大于低电压输入，就会将状态置为高；若低电压输入大于高电压输入，就会将状态置为低。
实验现场，首先将两个电压源（4V与7V）接入电压比较器的VCC端，随后以多次调节条件分别测量状态端的电压，从而可以发现：当输入的高电压大于低电压时，状态端的电压为高电平，为VCC，可见在电压比较器的动作下，它的放大贴片继续作用，从而使状态端的电压保持在VCC的状态；当输入的低电压大于高电压时，状态端的电压为低电平，在此情况下电压比较器不再工作，直接将状态端的电压放在OC端口位置上。
在实验中，调节电压源可以使状态端改变，而NE555的放大贴片接收到改变后将电压放大给状态端，以维持状态，可见电压比较器的动作的确起到了应有的作用。
回顾本实验，用MC1458、NE555及其搭配的电感、电容搭建的电压比较器工作状态稳定，响应精准，符合实验要求。
这次实验让我对电压比较器有了进一步的了解，也巩固了基础电子学知识。
电压比较器实验总结
电压比较器实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建电压比较器电路来研究和了解电压比较器的基本原理和特性，并通过实验验证和观察电压比较器在不同条件下的工作情况和输出结果。
2. 实验原理电压比较器是一种基础的电子元件，主要用于将输入的模拟电压与参考电压进行比较，并根据比较结果产生相应的输出信号。
一般情况下，电压比较器的输出是一个二进制信号，即高电平和低电平。
在本实验中，我们使用了一个基本的运算放大器来实现电压比较器的功能。
电压比较器的工作原理基于运算放大器的反馈作用。
比较器的输入端连接两个电压源，其中一个为输入电压Vin，另一个为参考电压Vref。
当Vin大于Vref时，比较器的输出为高电平；当Vin小于或等于Vref时，比较器的输出为低电平。
3. 实验材料和设备•运算放大器电路板•电压源•示波器•多用途实验箱•电压源线缆•接线板•电压表4. 实验步骤4.1 搭建电压比较器电路根据实验要求，使用示波器观察电压比较器的输入和输出波形。
首先，将运算放大器电路板连接到示波器和电压源上。
接着，使用接线板和电压源线缆将输入电压源和参考电压源分别连接到运算放大器的输入端。
4.2 设置输入和参考电压调节输入电压源和参考电压源的输出值，分别设置不同的输入电压和参考电压。
确保它们的变化范围适用于运算放大器。
4.3 观察输入和输出波形通过将示波器的探头连接到运算放大器输出处，可以实时观察和记录输入和输出波形。
记录波形的变化情况以及不同输入和参考电压下的输出结果。
5. 实验数据记录与分析在实验过程中，我们记录了不同输入电压和参考电压下的输出结果，并将其整理成表格和图表。
根据数据分析，我们得出以下结论：•当输入电压大于参考电压时，输出为高电平；当输入电压小于或等于参考电压时，输出为低电平。
•输入和参考电压的差异越大，输出电平的变化越明显。
•随着参考电压的变化，输出电平也相应变化，但变化的趋势与输入电压和参考电压的关系有关。
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。
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和工作方式；2.掌握电压比较器的基本电路连接方法；3.学会使用示波器测量电压比较器输出波形。
【实验仪器】示波器、电源、电阻、变阻器、电容、集成电路LM358等。
【实验原理】电压比较器是一种广泛应用于电子电路中的重要器件，它常用于信号比较和开关控制等场合。
基本原理是比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。
常见的电压比较器有比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。
常见的电压比较器有LM358、LM393等。
【实验步骤】1.接线：将示波器、电源和电阻、电容正确连接，接入比较器的正、负输入端口和输出端口。
2.调节电源：设置电源的输出电压，确保输入端口的电压在适当的范围内。
3.调节变阻器：通过调节变阻器的阻值，来控制比较器的参考电压。
4.测量输出波形：将示波器的输入端口接入比较器的输出端口，打开示波器并设置合适的测量参数，观察输出波形。
【实验数据】1. 测量输出波形的时间周期：T = 2ms。
2. 测量输出波形的峰峰值：Vpp = 4.8V。
3. 设定的参考电压：Vref = 2.4V。
【实验分析】1. 根据实验数据，输出波形的时间周期为2ms，说明电压比较器的工作频率较高。
2.输出波形的峰峰值为4.8V，说明输出信号的幅度较大。
3.参考电压设定为2.4V，当输入电压高于2.4V时，输出信号为高电平；反之，输出信号为低电平。
【实验结论】通过本次实验，我们学习了电压比较器的基本原理和工作方式，并成功地实验了电压比较器的基本电路连接方法。
通过调节参考电压和输入电压，我们可以控制比较器的输出信号。
实验结果符合基本原理，验证了电压比较器的工作准确性和稳定性。
【实验总结】本次实验通过实际操作和测量，使我们更加深入地了解了电压比较器的原理和工作方式。
同时，我们也学会了如何使用示波器来测量输出波形，加深了对电子电路测量的认识。
电压比较器的分析与设计实验报告
电压比较器的分析与设计实验报告篇一：东南大学模电实验报告_比较器东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：第 6 次实验实验名称：比较器电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验六比较器电路一、实验目的1、熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合；2、掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法，研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响；3、了解集成电压比较器LM311的使用方法，及其与由运放构成的比较器的差别；4、进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。
二、实验原理三、预习思考1、用运算放大器LM741设计一个单门限比较器，将正弦波变换成方波，运放采用双电源供电，电源电压为±12V，要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10，请根据LM741数据手册提供的参数，计算输入正弦波的最高频率可为多少。
答：查询LM74的数据手册，可得转换速率为0.5V/us,电源电压为?10V左右，计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求，方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 2、画出迟滞比较器的输入输出波形示意图，并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。
答：Ch1接输入信号，ch2接输出信号，两通道接地，分别调整将两个通道的零基准线，使其重合。
用示波器的游标功能，通道选择ch1,功能选择电压，测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。
4、完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。
答：1）LM741构成单门限电压比较器：2）LM311构成单门限电压比较器： 3）迟滞电压比较器：四、实验内容1、单门限电压比较器：(I) 用LM741构成一个单门限电压比较器，基准电平为0V，要求输出高低电平为±6V，供电电压为±12V，输入频率为１KHZ的正弦波，用示波器观察输入、输出信号波形，并用坐标纸定量记录（提示：可以使用稳压管）。
模电实验报告电压比较器
实验十电压比较器一、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、仪器设备1、双踪示波器2、信号发生器3、数字万用表三、预习要求电压比较器的功能是比较两个电压的大小。
例如，将一个信号电压Ui和另一个参考电压Ur进行比较，在Ui>Ur和Ui<Ur两种不同情况下，电压比较器输出两个不同的电平，即高电平和低电平。
常用的电压比较器有简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。
1、过零比较器过零比较器是将信号电压Ui与参考电压零进行比较。
电路由集成运放构成，对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏置电流、失调电压都很小。
若按理想情况考虑时，则集成运放开环工作时当Ui>0时，Uo为低电平Ui<0时，Uo为高电平电压传输特性曲线2、滞回电压比较器滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，Ui为信号电压，Ur为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±Uz。
电压传输特性曲线可以看出，当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压时，Uo会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。
阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。
四、实验内容1、过零比较器实验电路如图10-1所示(1)按图接线Vi悬空时测Vo的电压。
实验测得Vi悬空时测Vo的电压为5.83V。
(2) Vi输入500HZ有效值为1V的正弦波，观察Vi和Vo波形并记录。
输出电压：Uo=6.622 V(3)改变Vi幅值，观察Vo变化。
增大Vi值测得Vi和Vo波形如下：当Ui<0时，由于集成运放的输出电压Uo’=+Uom，使稳压管D2工作在稳压状态，所以输出电压Uo=Uz；当Ui>0时，由于集成运放的输出电压Uo’=-Uom，使稳压管D1工作在稳压状态,所以输出电压Uo=-Uz。
2、反相滞回比较器实验电路如图10-2所示(1)按图接线，并将R P1调为100K，Vi接DC电压源，测出Vo由+Vom→- Vom 时Vi的临界值。
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线 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： 装 订 线
放大观察抖动的具体波形
李萨茹图形：
P． 11
P． 12
④ 【三态比较器】
实验原理图： 装 订 线
采用 R1=R2=R3=10k Ω， R=R=20K Ω 实测结果图：
李萨如图：
P． 13
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
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 ?i?n ≤ ?o?ut 时，输出 ??out = ?O?L ；反之，当输入电压 ?i?n ≥ ??out 时，输 出??out = ?O?H 。 实验仿真 : 装 订 线
P．3
（输入正弦波 50Khz ）
（输入正弦波 100KHZ ）
P．8
改用运放 LM358 ：
装 订 线
（输入正弦波 500KHZ ） （输入正弦波 1KHZ ）
（输入正弦波 2KHZ ）
P．9
（输入正弦波 20KHZ ） 装 订 线
（输入正弦波 50KHZ ）
（输入正弦波 100KHZ ）
P． 10
装
订 85
线
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 。
multism 对该电路进行了仿真。在仿真时我
装 选取了 C=0.01uF
订 实验仿真
线
P． 14
（得到的仿真波形图） 装 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：
订
线
（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
（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 装 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
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实 习 报 告
单位： 姓名： 时间：
P．2
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】
实验仿真
P．4
装 订 线
实测实验记录
(未接上拉电阻）
．5
（接了上拉电阻） 装 订 线
（电压传输特性曲线）
（改变比较电压 Vref=2.52V ）
P．6
(改变边角电压 Vref=-2.52V) 装 订 线
（输入方波）
（放大）
改变输入正弦波的频率进行测量：
P．7
（输入正弦波 20KHZ ） 装 订 线
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
P． 15
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
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。
装 订 线
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，