實(shí)驗(yàn)十二--電壓比較器

1、實(shí)驗(yàn)十二 電壓比較器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)。2. 學(xué)會(huì)測(cè)試比較器的方法。二、實(shí)驗(yàn)器材1. 雙蹤示波器2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3. 交流毫伏表4. 數(shù)字萬(wàn)用表 5. 電子線路實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)（帶A3模塊）三、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)教材中有關(guān)電壓比較器的內(nèi)容。2. 過(guò)零比較器中，如果要改變輸出電壓的幅度，應(yīng)該電路中哪個(gè)元件的參數(shù)？四、實(shí)驗(yàn)原理 電壓比較器可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成二值信號(hào)，即只有高電平和低電平兩種狀態(tài)的離散信號(hào)，可以完成對(duì)輸入信號(hào)的鑒幅與比較，是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路，在測(cè)量和控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在電壓比較器電路中，集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)，即輸出電壓和輸入電壓不再

2、是線性關(guān)系。表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線稱(chēng)為傳輸特性曲線。常見(jiàn)的比較器有過(guò)零比較器、滯回比較器，窗口比較器等。1過(guò)零比較器（如圖3-12-1） (a) 電路圖 (b) 傳輸特性 (c) 輸出波形圖3-12-1 過(guò)零比較器 其閾值電壓UT0V。集成運(yùn)放工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，其輸出電壓為。當(dāng)輸入電壓在閾值電壓附近的任何微小變化，都將引起輸出信號(hào)的躍變，不管這種微小變化是來(lái)源于輸入信號(hào)還是外部干擾。因此，抗干擾能力差。 2反相滯回比較器 (a) 電路圖 (b) 傳輸特性 (c) 輸出波形圖3-12-2 反相滯回比較器如圖3-12-2所示，從輸出端通過(guò)電阻連到同相輸入端P，以實(shí)現(xiàn)正反饋，若改變狀

3、態(tài)，P點(diǎn)也隨著改變電位，使過(guò)零點(diǎn)離開(kāi)原來(lái)位置。當(dāng)時(shí)，輸出為正，則當(dāng)后，即由正變成負(fù)，這時(shí)將稱(chēng)為門(mén)限電壓或轉(zhuǎn)折電壓；變成負(fù)后，。故只有當(dāng)下降到以下，才能使再度回升到。上下門(mén)限電壓和之差稱(chēng)為門(mén)限寬度（或稱(chēng)為回差）。圖3-12-2中，改變的數(shù)值可以改變回差的大小。3同相滯回比較器 (a) 電路圖 (b) 傳輸特性 (c) 輸出波形圖3-12-3 同相滯回比較器當(dāng)時(shí)，比較器輸出為高電平，運(yùn)放同相輸入端電位，當(dāng)減小到使時(shí)，輸出就從高電平跳變?yōu)榈碗娖?。?dāng)輸出為低電平時(shí)，運(yùn)放同相輸入端電位,當(dāng)增大到使時(shí)，輸出就又從低電平跳變?yōu)楦唠娖健?. 窗口（雙限）比較器窗口比較器是由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成，它能指示出值是否

4、處于和之間，如，窗口比較器的輸出電壓等于運(yùn)放的正飽和輸出電壓，如果或，則輸出電壓等于運(yùn)放的負(fù)飽和輸出電壓。 (a)電路圖 (b)傳輸特性 (a)電路圖 (b)傳輸特性圖3-12-4 窗口比較器五、內(nèi)容與步驟1過(guò)零比較器（1） 按圖3-12-1連線。（2） 在輸入信號(hào)加入峰峰值為2V，頻率為500Hz的正弦波信號(hào)，用示波器觀察輸入輸出U0的波形并記錄到表3-12-1中。表3-12-1波形頻率f幅度Up-pUi、Uo處波形正弦波500Hz 2V（3）在輸入信號(hào)加入峰峰值為2V，頻率為1kHz的三角波信號(hào)，用示波器觀察輸入輸出U0的波形并記錄到表3-12-2中。表3-12-2波形頻率f幅度Up-pU

5、i、Uo處波形三角波 1kHz 2V2反相滯回比較器（1）按圖3-12-2連線。（2）將Rf調(diào)為100k，Ui接直流電壓源，分別測(cè)出輸出信號(hào)UO由UomUom和由-Uom+Uom時(shí)Ui的臨界值，數(shù)據(jù)記入表3-12-3。表3-12-3Uom/VUom/VUomUom 時(shí)Ui的臨界值UomUom 時(shí)Ui的臨界值UO6.0-6.0Ui-0.550.550.55-0.55（3）在Ui處接上500Hz，峰峰值為2V的正弦信號(hào)，用示波器觀察并記錄輸入輸出波形。*（4）將電路中的Rf調(diào)為200k，重復(fù)上述步驟（1）（2）（3）。3.同相滯回比較器（1） 按圖3-12-3連線，（2） 將Rf調(diào)為100k，Ui

6、接直流電壓源，分別測(cè)出UO由UomUom和由-Uom+Uom時(shí)Ui的臨界值。數(shù)據(jù)記入表3-12-4表3-12-4Uom/VUom/VUomUom 時(shí)Ui的臨界值UomUom 時(shí)Ui的臨界值UO/V5.538-5.540Ui/V0.725-0.725-0.7210.710 （3）在Ui處接上500Hz，峰峰值為2V的正弦信號(hào)，觀察并記錄輸入輸出波形。*（4）將電路中的Rf調(diào)為200k，重復(fù)上述步驟（1）（2）（3）。1 窗口比較器（選做） 自擬實(shí)驗(yàn)步驟和方法測(cè)定其傳輸特性。用示波器測(cè)傳輸特性曲線。六、注意事項(xiàng)1. 電阻R3起到限流作用，防止穩(wěn)壓二極管損壞。2. 調(diào)輸入電壓幅度的時(shí)候，應(yīng)緩慢增大。3. 輸出電壓V/div=5v七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出各電路的幅頻特性曲線圖，分析與