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。
模电课件电压比较器
减小失调电压与失调电流
失调电压与失调电流是电压比较器的重要参数，减小失调电压与失调电 流可以提高比较器的性能。
通过优化工艺和版图设计，可以减小失调电压与失调电流。例如，采用 对称的结构设计、优化器件尺寸和比例等措施，都可以减小失调电压与 失调电流。
在实际应用中，可以通过校准和补偿技术，对失调电压与失调电流进行 补偿，提高比较器的性能。
在传感器信号处理中的应用
模拟-数字转换
01
电压比较器在传感器信号处理中用于模拟-数字转换，将模拟信
号转换为数字信号，便于计算机处理和传输。
阈值感器的输出信号是否超过预设阈值，从
而触发相应的动作或报警。
数据采集与处理
03
电压比较器在传感器数据采集系统中用于比较和筛选数据，确
未来电压比较器的研究和发展需要关 注环保和可持续发展，推广绿色电子 技术，减少对环境的影响。
THANKS
感谢观看
较大的失调电压和失调电流会影响电压比较器的精度和性能。
响应时间与带宽
响应时间
带宽与响应时间的关系
电压比较器对输入信号的响应速度， 即输出电压从一种状态跳变到另一种 状态所需的时间。
带宽越宽，响应时间越短；带宽越窄， 响应时间越长。
带宽
描述了电压比较器的频率响应特性， 即电压比较器能够处理的最高频率信 号。
03
电压比较器的电路实现
差分输入的电压比较器
差分输入电压比较器是一种常见的电压比较器，其特点是输入信号为差分信号， 可以有效地抑制共模干扰。
差分输入电压比较器通常由运算放大器组成，其工作原理是将差分信号输入到运 放的反相输入端和同相输入端，通过运放的放大作用，将差分信号转换为单端信 号，并进行比较。
变电站的实习报告
变电站的实习报告有关变电站的实习报告3篇变电站的实习报告篇1一、实习的目的意义、大纲的要求及接受实习任务。
（一）本实习的目的。
让学生熟悉变电站所的组成和工艺布置，了解变电站所生产工艺流程，熟悉变电站所生产操作规范，认识变电站所一次回路和二次回路主要设备，加深对理论课程的理解，获得变电站所基本实践技能。
通过实习，学会观察，搜集资料，调查研究，整理报告的方法，提高分析问题和解决问题的能力。
（二）实习动员，安全教育，参观重庆陈家桥变电站、重庆科技学院变配电所：1、了解实习单位的先进技术应用情况和先进的管理体制以及安全规章制度。
2、了解500kv/220kv/110kv及10kv/0。
4kv供配电系统中各种型号设备的结构、功能及其操作规程。
3、了解实习单位供配电系统主接线方案应用情况。
4、了解实习单位二次回路方案及实施情况。
5、了解实习单位变配电室值班岗位职责及操作规章制度。
6、做好实习记录，撰写实习报告。
二、实习的基本情况。
（一）第一天，开了动员会，学习了电业安全工作规程和电力供电安全教育，并且将整个专业按教学班顺序分成2个大组，第一组75人，第二组75人右，由小组负责人负责全组的安全与管理，到现场后根据变电站的实际情况再分成几个小组，分配到各个配电所进行参观实习。
进厂前由该厂进行安全教育。
到图书馆查阅相关资料，为实习做准备。
（二）第二天，参观重庆科技学院变配电所。
9：10从学校逸夫科技大楼出发前往重庆科技学院变配电所。
根据具体情况分成几个小组轮流参观10/0.4kv变电站的供电情况。
1、变配电所的类型。
3类型变配电所（以下简称变电所）根据变压器的功能分为升压变电所和降压变电所。
根据变电所在系统中所处的地位分为枢纽变电所、中间变电所、终端变电所。
根据变电所所在电力网的位置分为区域变电所、地方变电所。
变电所还可分为户内式、户外式和组合式等三种基本类型。
常见变电所有独立式、附设式、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式变电所。
高电压技术实验实验报告(二)
高电压技术实验实验报告(二)----高电压技术实验报告高电压技术实验报告学院电气信息学院专业电气工程及其自动化实验一．介质损耗角正切值的测量一．实验目的学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。
二．实验项目1．正接线测试2．反接线测试三．实验说明绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。
用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷：绝缘介质的整体受潮；绝缘介质中含有气体等杂质；浸渍物及油等的不均匀或脏污。
测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。
目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1型西林电桥。
这种电桥工作电压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操作方法简介如下：⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮⑽．检流计电源插座 ⑾．接地⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线1）工作原理：原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N（一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。
高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。
由电桥平衡原理有：BDCBAD CA U U U U = 即： BDCB ADCAZ Z Z Z=（式2-1）各桥臂阻抗分别为：XX XX CA R C j R Z Z ⋅+==ϖ1 44441R C j R Z ZBD⋅+==ϖ33R Z Z AD == NN CBC j Z Zϖ1==将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得：34R R C C N X ⋅= 44R Ctg ⋅⋅=ϖδ （式2-2）在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此：QS1西林电桥面板图QS1西林电桥面板图tgδ= C4（μf）（式2-3）即在C4电容箱的刻度盘上完全可以将C4的电容值直接刻度成tgδ值（实际上是刻度成tgδ（%）值），便于直读。
用电压比较器实现模拟信号火灾报警
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十
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一
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图三
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系 统框 图
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由火 灾 现 场传来 的温 度参数 采 集 温 度变化值 送器去
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经过 温 度传感 器
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铸 即
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图二
模 拟 信 号 火 灾 报警 线路 图
并将其 转 换成徽 弱电信 号 送 到 变 变送 器 则 将传感 器 送 来的徽弱 的非标准信 号放大 并转换成标准 信 号 后 箱 入 到模 拟 信号报警 器 中 去 这 样就 完成 了 信号的箱 入 而 报警 则 由模 拟 信号报警 器 来完成 框图中虚线部分 为光 电转换 器 在 实 际 的 监控 环 境 中 不 仅有 光 的 变化 而 且 还 有 温度 烟粒子 ( 浓度 ) 气体浓度等的变化 我们 可 以 根据 需 要 对 这些 参数 同 样 可 以 采 取 上 述 方 法 从 而 实现 对 现 场的 光 热 烟 浓 度 以 及 易嫩 易姆场所 的 火 灾监 控 四 对该报 , 责的 评估 2 页) 该报 警 器 使 用 了 电 压 比 较 电路 ( 下 转 3
运放
。
CA
组 成 一 个 电压 比 较 器
、
R3
R。
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v
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第8章电压比较器学习教案
R ui
－
+
+
R1
R2
uo
R
ui
uo
－
+
UZ +
R1
R2
思考题：如何计算(jìsuàn)上下限？
第26页/共27页
第二十七页，共27页。
(6-27)
RF
R1
ui
–
+ A
+
运放处于线性状态，但外围电路有非 线性元 件( yuánjiàn)— —稳压 二极管 。
DZ双向 稳压管
R：限流
电阻
(diànzǔ)
。一般
ui
取100 。 R
u
o
DZ
u
UZo
-UZ
第5页/共27页
第六页，共27页。
t t
(6-6)
另一种形式(xíngshì)的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。 ui
R
uo
－
+
+
> u+ 当 u- =0 时, uo= +UOM
ui
u <+ 当 u- =0时, uo= -UOM
R1
R2
u+=0 时翻转，可以求出上下门限( ménxiàn) 电压。
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
0
R2 R1 R2
ui
R1 R1 R2
U om
0
第22页/共27页
ui
ui
+
+
u
o
+
+
u
ui
o
+UOM ui
电压比较器工作原理及电路图分析
工作原理及电路图分析
目录
01
电压比较器简介
02
电压比较器工作原理
03
电压比较器电路图浅析
01
电压比较器简介
一. 电压比较器简介
电压比较器可以说是集成运放非线性应用电路，通常应用于各种 电子设备中，那么什么是电压比较器呢？下面让我们来对其进行简单 的了解。 在工作状态下，电压比较器会将一个模拟量电压信号和一个参考 固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相 应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用 于模拟与数字信号转换等领域。总的来说，电压比较器是对输入信号 进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。 常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电 压比较器等。 并且，电压比较器可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用 作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频 率的方波或矩形波。 在一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的 情况下，构成电压比较器来使用。我们知道，运放是通过反馈回路和 输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的 电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输 入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。 电压比较器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。
工博士商城
02
电压比较器工作
原理
二. 电压比较器工作原理
电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。可 用来比较两个电压的大小(用输出电压的输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输 出为高电平；当”+”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出 为低电平；可工作在线性工作区和非线性工作区。工作在线性工作区时 特点是虚短，虚断；工作在非线性工作区时特点是跳变，虚断； 由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态，所以其中的集成 运放常工作在非线性区。从电路结构上看，运放常处于开环状态，又是 为了使比较器输出状态的转换更加快速，以提高响应速度，一般在电路 中接入正反馈。下面让我们来看看详细的电压比较器原理分析。
电压比较器
电压比较器电压比较器，三端元件（两输入端，一输出端），输入为模拟信号，输出为数字信号。
一、基本电路和相关定义1、电压（电平）比较器的身份定义电压比较器是一种用来比较两个或两个以上模拟电平，并给出比较结果（可用数字量的1、0来表示）的功能部件。
可作为模拟电路和数字电路之间接口的一种电路，即模拟－数字转换器。
所有运算放大器，均处于负反馈的闭环状态之下。
一旦处于开环，因其无穷大电压放大倍数之故，势必使其输出级处于“饱和”或“截止”的两个极端状态，而不再具备放大器的特征。
但在某些应用场合，恰恰需要利用放大器开环时输出级所表现出的这种极端状态，如将两个或两个以上模拟量输入量进行比较，将两者（或两者以上）的大小分别用高电平（逻辑1）和低电平（逻辑0）表示，以完成将电平差转换为数字表的转换。
其输入、输出已不存在线性关系。
如果有一种器件，是专业从事输入电压比较而输出开关量信号的，该器件就叫做电压比较器。
因而该类器件既不归属于线性（模拟）电路类别，也不归属于数字电路类别。
从输入看，尚具备线性电路特点；从输出看，已为典型的数字电路特点。
其身份尴尬：非线性模拟电路（又是一个矛盾性定义，既为模拟，又何来非线性？）。
比较器有模拟和数字电路的两重特性，是集成了二者之长吗？与二者相比，各有什么特点？它们能否相互替代呢？12+-ININO UTVREFO UT+-INVREFO UT321321RPN1N2RPa 、反相器b 、运放电路c 、比较器电路图1-1 比较器和数字电路、运放电路1）反相器以数字电路中的TTL 产品中的反相器为例。
反相器是如何识别输入信号的高、低电平呢？肯定有一个潜在的比较基准。
器件典型供电Vcc 为+5V ，当输入电压低于1.5V （30%Vcc 以下，比较基准之一）时，为输入低电平信号，此时输出端为高电平状态；当输入电压高于3.5V （60%Vcc 以上，比较基准之二）时，为高电平信号输入，此时输出端为代电平状态；当输入信号在低于3.5V 高于1.5V 的范围之内，会引起识别混乱或无法识别，从而不能确定输出状态（因此这一输入电压范围也被称为非法信号）。
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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 o
i o
id
ou
u u
R R
u 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-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。
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-Y
f)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，
12
1212
()
om REF
R R
u u u u
R R R R
∑∑+
+
==+
++
当uo=－uom 时，12
1212
()om REF
R 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 =±5
V
4.
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.。
实验三：
当输入电压在-5.0V ~5.0V 之间时上下两个都是输出正电压，那么二极管无法导通，即输出电压就是稳压 5.0V ；当电压大于 5.0V 时，上端输出负电压U −=-9.16V ，下端输出正电压U +=9.16V ，上端二极管导通，下端截止，那么输出电压U O =U −+0.7=-8.16V 实验结果：V U V U REF REF .94,.94-=-=+；而V U V U om om -8.2,0.5==-+ 说明理论和实验很符合 实验四：
当输入电压在-5.0V~5.0V 之间时上下两个都是输出正电压，两个二极管都是截止的，输出电压为0，当电压大于5.0V 时，上面导通，下面二极管截止，输出电压为正，约为8.2V ；当电压小于-5.0V 时，上面截止，下面导通，电压输出为负，约为-8.2V 。
实验结果是：V U V U REF REF .05,.05-=-=+V U V U om om 5.78,5.78-==-+ 理论与结果也是很接近。
七、思考题：
1.画出步骤1中参考电压V U REF 0=时的电压传输特性曲线.？
答：如果将参考电压变为0V ，那么电压传输特性曲线也只是突变点会发生变化，其形状不会变化。
参考电压V U REF 0=时的电压传输特性曲线：
2计算步骤2中的回差电压-∑+∑-=∆u u u 。
答：V U R R R u om 5.4211=+=
++∑，V U R R R u om 5.42
11
-=+=--∑；
所以V u u u 9=-=∆-∑+∑
3.在步骤3中，如果将两个二极管反接，应该如何修改电路。
画出电路以及电压传输特性曲
线。
答：只要把上拉电阻变为下拉电阻即可。
即是，二极管通过10K Ω电阻接地。