电压比较器实验报告
滞回比较器电路设计实验报告
模拟电子技术课程设计报告专业:班级:级班姓名:学号:指导老师:XX学院日期: 年月教师评语：目录一、设计任务和要求 (1)二、比较器参数计算 (1)三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 (3)1、滞回比较器部分 (3)2、窗口电压比较器部分 (3)（1）窗口比较器 (3)（2）窗口比较器的限幅 (4)3、直流稳压电源部分 (4)4、 LM317可调稳压电源 (5)5、总电路图 (5)6、仿真测试 (6)四、实体电路制作 (7)1、元件清单 (7)2、直流稳压电源改装 (8)3、电路元件焊接 (8)4、实体电路测试 (9)五、总结与体会 (10)一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V 内输出电平不变；小于2V 输出低电平，大于5V 输出高电平。
2、高电平为+3V ，低电平为-3V ；3、参考电压U REF 自行设计；4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
二、比较器参数计算在任意电平比较器中，如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反馈，就可以构成滞回比较器，如图（2-1) 所示。
它的门限电压随着输出电压的大小和极性而变。
从图（2-2）中可知，它的门限电压为： REF REF o C U R R R U u u U ++-==++211)(2121R R R U R u REF o +⋅+⋅= （1）而u o = ±U OM ，根据上式可知，它有两个门限电压（比较电平），分别为上门限电压U H 和下门限电压U L ，两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。
即：△U=U H – U L （2） 当集成运放的输出为+U OM 时，通过正反馈支路加到同相输入端的电压为：OM U R R R 211+则同相输入端的合成电压为： REF OM U R R R U R R R U 212211+++=+ = U H （上门限电压） （3）当u i 由小到大，达到或大于上门限电压U H 的时刻，输出电压u o 才从+U OM跃变到-U OM ，并保持不变。
北京邮电大学电子电路基础实验报告
电子电路基础实验报告——晶体管β值检测电路的设计2012211117班2012210482号信通院17班01号张仁宇一、摘要：晶体管β值测量电路的功能是利用晶体管的电流分配特性，将放大倍数β值的测量转化为对晶体管电流的测量，同时实现用发光二极管显示出被测晶体管的放大倍数β值。
该电路主要由晶体管类型判别电路、β-V转换电路、晶体管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路及电源电路六个基本部分组成。
首先通过LED发光二极管的亮灭实现判断三极管类型，并将β值的变化转化为电压的变化从而利用电压比较器及LED管实现β值档位(＜150、150～200、200～250、＞250)的判断与显示、并在β＞250时通过LED管闪烁报警。
二、关键字：β值；晶体管；档位判断；闪烁报警三、实验目的1、加深对晶体管β值意义的理解2、了解掌握电压比较器的实际使用3、了解发光二极管的使用4、提高电子电路综合设计能力四、设计任务要求1、基本要求设计一个简易的晶体管放大倍数β值检测电路，该电路能够实现对放大倍数β值大小的初步测定1）电路能够测出NPN,PNP三极管的类型2）电路能将NPN晶体管的β值分别为大于250，大于200小于250，大于150小于200和小于150共四个档位进行判断3）用发光二极管指示被测三极管的放大倍数β值在哪一个档位4）在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小5）当β值大于250时可以光闪报警2、扩展要求1）电路能将PNP晶体管的β值分别为大于250，大于200小于250，大于150小于200和小于150共四个档位进行判断在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小。
2）NPN,PNP三极管β值的档位的判断可以通过手动或自动切换3）用PROTEL软件绘制该电路及其电源电路的印制电路版图。
五、设计思路与总体结构框图晶体管类型判别电路β-V转换电路放大倍数档位判断电路显示电路报警电路电源电路三极管类型判别电路的功能是利用NPN 型和PNP 型三极管的电流流向相反的特性判别晶体管的类型。
窗口比较器
实验五 通用窗口比较器一. 实验目的1. 学习运算放大器构成窗口电压比较器的工作原理。
2. 利用示波器对波形进行定量分析，判断实验结果。
二. 实验原理1. 过零比较器电路如图1.5.1（a）所示为加限幅电路的过零比较器，D Z 为限幅稳压管。
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U i ＞0时，输出U O ＝-(U Z +U D )，当U i ＜0时，U O ＝+(U Z +U D )。
其电压传输特性如图1.5.1（b）所示。
过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。
(a) 过零比较器 (b) 电压传输特性 图1.5.1 过零比较器2. 滞回比较器图1.5.2（a）为具有滞回特性的过零比较器。
过零比较器在实际工作时，如果u i 恰好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，u O 将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。
为此， 就需要输出特性具有滞回现象。
如图1.5.2所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路到同相输入端，若u o 改变状态，∑点也随着改变电位，使过零点离开原来位置。
当u o 为正（记作U+） ++=∑U R R R U 2f 2，则当u i ＞U ∑后，u O 即由正变负（记作U -），此时U ∑变为－U ∑。
故只有当u i 下降到－U ∑以下，才能使u O 再度回升到U +，于是出现图1.5.2(b)中所示的滞回特性。
－U ∑与U ∑的差别称为回差。
改变 R 2的数值可以改变回差的大小。
(a) 电路图 (b) 传输特性图1.5.2 滞回比较器3. 窗口（双限）比较器在元件选择与分类，或对生产现场进行监视与控制时，窗口比较器是很有用的。
图1.5.3所示即是一典型的窗口比较器电路。
其中UH 为上限电压，UL 为下限电压，Vi 为输入电压；当Vi>UH 或Vi<UL 时，运算放大器A1 或A2 输出高电平,三极管T 饱和导通，输出V0≈0V .当UL<Vi<UH 时，运算放大器A1和A2均输出低电平，三极管T 截止，输出V0=5V .电路中A1、A2的输入端所加的双向嵌位二极管，起保护作用。
波形发生电路实验报告
波形发生电路实验报告班级姓名学号一、实验目的1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。
2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。
3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。
二、实验内容1. 正弦波发生电路（1）实验参考电路见图1。
（2）缓慢调节电位器R W，观察电路输出波形的变化，完成以下测试：①R W为0Ω 时的u O的波形；②调整R W使电路刚好起振，记录u O的幅值、频率及R W的阻值；③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大，记录u O幅值、频率及R W的阻值；④将两个二极管断开，观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。
2. 方波- 三角波发生电路（1）实验参考电路见图2。
（2）测试滞回比较电路的电压传输特性将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路，在输入端输入合适的测试信号，用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。
（3）测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。
3．矩形波- 锯齿波发生电路修改电路图2，使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。
要求锯齿波的逆程（电压下降）时间大约是正程时间的20%，记录u O1、u O2的幅值、周期。
三、实验要求1. 实验课上搭建硬件电路，记录各项测试数据。
2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路，并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。
四、预习计算1．正弦波振荡电路起振条件为|A|略大于3，刚起振时幅值较小，认为二极管还未导通，即R4+R WR2+1略大于3，即R W略大于10kΩ时刚好起振，随着R W的增大，振幅会增大，当R W过大时波形会出现失真。
振荡频率由RC串并联选频网络决定，f0=12πR1C1≈106.1Hz2．方波- 三角波发生电路滞回比较器的阈值电压±U T=±R2R1U Z=±2.9V，测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开，改接输入信号（三角波为宜）。
集成运放的比较器设计 实验报告
集成运放的比较器设计实验报告集成运放的比较器设计实验报告
引言
本实验旨在设计一个集成运放的比较器电路，并进行实际的测试和验证。
比较器是一种重要的电子元件，用于比较两个电压的大小，并输出相应的电平信号。
通过本实验，我们将研究和掌握集成运放比较器电路的设计原理和操作方法。
实验过程
1. 准备工作：收集所需的元件和仪器，并进行检查和测试。
2. 搭建电路：根据设计原理，使用集成运放和其他必要的元件搭建比较器电路。
3. 调试设备：连接电源和信号源，并根据实验指导进行设备的调试和校准。
4. 测试比较器：输入不同的电压信号，并观察比较器输出的电平变化。
5. 记录实验数据：记录每次实验的输入电压和比较器输出的状态。
6. 分析实验结果：根据实验数据，分析比较器的性能和特点，并进行相应的讨论。
实验结果
在实验过程中，我们成功搭建了集成运放的比较器电路，并进行了多次测试。
实验结果表明，比较器能够准确地判断输入电压的大小，并输出相应的电平信号。
此外，我们还观察到比较器在输入信号变化过程中的响应速度和稳定性。
结论
通过本实验，我们深入了解了集成运放的比较器电路的设计原理和操作方法。
实验结果证实了该比较器的有效性和可靠性。
这项实验不仅提高了我们在电子电路设计方面的实践能力，还为日后相关领域的研究和应用奠定了基础。
参考文献
[引用相关文献]。
实验报告-可燃气体报警器
实验报告可燃气体报警器的制作姓名李志伟学号***********一、实验目的（1）了解可燃气体传感器的工作原理。
（2）了解使用运算放大器作电压比较器。
（3）掌握可燃气体报警器时基电路的设计制作，并进行性能测试。
二、实验原理气敏传感器是一种对一定种类气体敏感的半导体传感器，实际上它是一种气敏电阻器，其电阻阻值随检测气体的浓度和成分而变化，因而能将被测气体的浓度或成分信息转变为相应的电信号。
气敏传感器由金属氧化物半导体材料制成，根据取材和掺杂的不同可分为N型和P型两种类型。
根据制作工艺的不同，气敏传感器可以制成具有气体选择性的传感器。
对于可燃气体传感器，在一定的温度条件下，当遇到可燃气体时，金属氧化物半导体的电阻值将会变得很小。
反之，当无可燃气体时，传感器电阻值将变大。
常见的气敏器件如QM-N5型，常用于检测天然气、煤气、液化石油气、氢气、一氧化碳、烷类、烯类。
可燃气体报警器的原理：器皿装置根据可燃气体产生相应电压，电压经比较器比较，然后接入负载电路。
气敏装置用QM-N5。
电压比较器用LM393芯片。
负载装置用三极管、蜂鸣器和LED灯。
实验原理图如图:由原理图我们可知，电源电压为5V，LM393的2脚为反相输入端，该处电压值恒为2.5V，调节电位器W1的阻值，使LM393的3脚（同相输入端）的电压刚好小于2.5V。
此时，LM393的1脚（输出脚）输出电压值较低，无法使三极管T1、T2（均为NPN管）导通，负载电路未工作。
当可燃气体到来时，QM-N5的4脚的电压升高，同时LM393的3脚的电压也升高。
当它大于2.5V时，电压比较器输出端输出较高电压值，使T1、T2两个三极管导通，驱动LED 灯亮，驱动蜂鸣器工作。
其中蜂鸣器为长声有源蜂鸣器。
电路中C1的作用是延时。
当报警器刚加电源时，由于QM-N5一开始电阻较小，需要一段时间电阻才会变大。
这个时间段内会使负载电路工作而产生误报。
为此加上电容C1，在刚通电的时候，把LM393的3脚电压拉低。
波形发生电路实验报告
姓名: 学号：班级：实验十波形发生电路实验目的1.掌握波形发生电路的结构特点和分析、计算、测试方法2.熟悉波形发生器的设计方法实验仪器双踪示波器数字万用表交流毫伏表直流电源预习要求1．分析下图中电路的工作原理，并根据电路参数画出输出Uo和Uc的波形。
2．图5-10-2电路如何使输出波形占空比变大？画出电路原理图。
实验原理非正弦波产生电路，一般由电子开关（电压比较器），外加反馈网络构成闭环电路形成。
常用的波形发生电路有方波、三角波、锯齿波发生器等。
1．方波发生器电路如图所示，集成运放和电阻R2、R3、R4构成滞回电压比较器，作为电子开关使用，R1、C相串联作为具有延迟作用的反馈网络，整个电路是一个闭环电路。
设电路刚加电时，Uc=0，且滞回比较器的输出电压为Uz,则集成运放同相输入端此时的电位为U﹢=R2*Uz/(R2+R3)同时Uz通过R1向C充电，Uc由零逐渐上升，当Uc﹥U+时，Uo从Uz跳变为-Uz，则U+=-R2*Uz/(R2+R3)同时，电容C通过R1放电，使Uc逐渐下降，小于U+时，Uo又跳变为Uz，回到初始状态，如此周而复始，产生振荡，输出方波。
该方波发生器输出的方波振荡周期 T=2R1*C*㏑（1+2R2/R3）2．占空比可调的矩形波发生电路通常将矩形波高电平的时间与周期时间之比称为占空比。
方波的占空比为50%。
如果需要产生占空比小于或大于50%的矩形波，则应设法使方波发生电路中电容的充电时间常数与放电时间常数不相等。
下图电路中利用二极管的单向导电性可以构成占空比可调的矩形波发生电路。
该电路发生的矩形波振荡周期 T=（Rw +2R1）C㏑(1+2R2/R3)占空比T1/T=（R′w+R1）/（ Rw+2R1）调节电位器Rw可使输出矩形波的占空比变化。
3．三角波发生电路上述方波发生器中Uc的波形近似三角形，但其线性度比较差。
下图电路可以产生线性度比较高的三角波，它包含两部分电路，前一部分为滞回电压比较器，后一部分为积分电路。
比较器
实验十电压比较器的安装与测试一．实验目的1．了解电压比较器的工作原理。
2．安装和测试四种典型的比较器电路：过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器。
二．预习要求1．预习过零比较器、电平检测器、滞回比较器和窗口比较器的工作原理。
2．预习使用示波器测量信号波形和电压传输特性的方法。
三．实验原理电压比较器的基本功能是能对两个输入电压的大小进行比较，判断出其中那一个比较大。
比较的结果用输出电压的高和低来表示。
电压比较器可以采用专用的集成比较器，也可以采用运算放大器组成。
由集成运算放大器组成的比较器，其输出电平在最大输出电压的正极限值和负极限值之间摆动，当要和数字电路相连接时，必须增添附加电路，对它的输出电压采取箝位措施，使它的高低输出电平，满足数字电路逻辑电平的要求。
下面讨论几种常见的比较器电路。
基本过零比较器（零电平比较器）过零比较器主要用来将输入信号与零电位进行比较，+15V以决定输出电压的极性。
电路如图1所示：u i 2 7放大器接成开环形式，信号u i从反向端输入，同µA7416u o相端接地。
当输入信号u i< 0时，输出电压u o为正极限34值U OM；由于理想运放的电压增益A u→∞，故当输-15V入信号由小到大，达到u i = 0 时，即u -= u + 的时刻，输出电压u o 由正极限值U OM 翻转到负极限值-U OM。
图 1 反向输入过零比较器当u i >0时输出u o为负极限值-U OM。
因此，输出翻转的临界条件是u + = u - = 0。
即：+U OM u i< 0u o = （1）-U OM u i >0其传输特性如图2（a）所示。
所以通过该电路输出的电压值，就可以鉴别输入信号电压u i是大于零还是小于零，即可用做信号电压过零的检测器。
u i u i(a）理想运放（增益A→∞）（b）实际运放（增益A≠∞）图2 基本过零比较器的传输特性对于实际运算放大器，由于其增益不是无u i限大，输入失调电压U OS不等于零，因此，输出状态的转换不是突然的，其传输特性如图2 t （b）所示，存在线性区。
电压比较器
•uo
•+Uz
•UT2 •0
•-Uz
•UT1 •ui
•特点：输出端从高电平跳变到低电平对应的阈值电 压与从低电平跳变到高电平对应的阈值电压不同！
•例:设输入为正弦波, 画出输出的波形。
•1、电路构成
•uO
•UOH
•uI •URL •URH
• 窗口比较器的特点是ui单方向变化时可以使uo 产生两次跳变。其电压传输特性如图。
• 该电路由 两个单门限比 较器接成同相 、反相输入形 式构成的。
• 图中使uRH>uRL，D1、D2作用是防止电流回流
损坏运放，电阻、稳压管为限流和电平匹配设置。
•三、滞回比较器（施密特触发器）
• 单门限电压比较器结构简单，灵敏度高。但抗 干扰能力差，如输入电压在uT附近时会造成uo反复 跳动，造成比较器工作不稳定。
• 为解决这一问题，可将比较器设置两个阈值， 只要干扰信号不超过这两个阈值比较器就不会跳变， 从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设计出 来的电压比较器称为滞回比较器。或称施密特触发器
电压比较器
2020年4月29日星期三
一、概述
1、概念及构成
• 通过对两输入电压的相对比较，在输出 端得到高电平或低电平结果的电路器件。
•+Uo •vo
m
•0 •VREF•vi
•-Uom •uo与ui的函数关系uo=f(ui)称为电压传输特性。 •引起uo发生跳变得参考电压称为阈值电压（ 或门槛电压），记为uT。
若•只U有i >一U个T 阈时值，电VO压=uVTO的H比较器，传输曲线•v如o 图。
电压比较器数据处理
电压比较器、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 、实验原理 1、集成运算放大器简介：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 +V 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U j 'U REF 时，u o =+ u om （ + U o m 为正输出饱和电压）；当U j ：：： U REF 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 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通道观察输岀电压波形。
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）实验数据处理反相输入瑞U-—i.集成运算放大器符号 电压传输特性2、理想运放的主要性能指标: A ouU dU j--u +R — : , RO — 0。
同相输入端山七%输出端国内符号U实际特性 理想特性-U om = -5.2V 。
由上图可以看出，输出的幅值为 • u om =3.8V ，-u om - -5.2V ，输出电压状态转换时U i 的幅值为1.00V 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电压比较器实验报告
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。
仪器设备
1. 双踪示波器；
2. 函数信号发生器；
3. 数字万用表；
4. 模拟电路实验箱。
预习要求
1. 分析图4.1电路，弄清以下问题
（1）比较器是否要调零？原因何在？
（2）比较器两个输入端电阻是否要求对称？为什么？
（3）运放两个输入端电位差如何估计？
2. 分析图4.2电路，计算：
（1）使Vo由+Vom变为-Vom的Vi临界值。
（2）使Vo由-Vom变为+Vom的Vi临界值。
（3）若由Vi输入有效值为1V正弦波，试画出Vi—Vo波形图。
3. 分析图
4.3电路，重复2的各步。
4. 按实习内容准备记录表格及记录波形的坐标纸。
实验内容
1. 过零比较器
实验电路如图4.1所示。
图4.1过零比较器
（1）图接线Vi悬空时测Vo电压。
（2）Vi输入500Hz峰峰值为3Vp-p的正弦波，观察Vi—Vo波形并记录。
（3）改变Vi幅值，观察Vo
2. 反相滞回比较器
实验电路如图4.2所示。
图4.2反相滞回比较器
（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峰峰值3Vp-p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
实验电路为图4.3所示
图4.3 同相滞回比较器
（1）参照（二）自拟实验步骤及方法。
（2）将结果与（二）相比较。
实验报告
1. 整理实验数据及波形图，并与预习计算值相比较。
总结几种比较器特点。