電壓比較器數(shù)據(jù)處理

1、電壓比較器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及工作原理2、掌握電壓比較器參數(shù)的測(cè)量方法二、 實(shí)驗(yàn)原理1、集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介：2、 理想運(yùn)放的主要性能指標(biāo)：3、 集成運(yùn)放在非線性應(yīng)用：運(yùn)放在非線性應(yīng)用時(shí)必須工作于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)（虛短已不適用），輸出電壓只有高、低兩種狀態(tài)。若u+u，則uo=uom（uOm為正輸出飽和電壓）；若u+u，則uo=uom（uOm為負(fù)輸出飽和電壓）。電壓比較器是運(yùn)放的典型非線性應(yīng)用，其功能是將輸入電壓與參考電壓uREF相比較。三、 實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理1. 單限電壓比較器：（1）原理圖一、單限反相電壓比較器原理圖分析：當(dāng)時(shí)，uo=uom（uOm為正輸出飽和電壓）；

2、當(dāng)時(shí)，uo=uom（uOm為負(fù)輸出飽和電壓）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟及方法a) 電源電壓Ec=±5V（由實(shí)驗(yàn)箱提供），參考電壓uREF+=+1V（由GDP-3303D直流穩(wěn)壓電源）。b) 輸入信號(hào)ui（三角波）：峰峰值upp=5V，頻率=200Hz（ui由DSO-x 2014A示波器提供）。c) 用示波器1、2通道同時(shí)觀測(cè)輸入、輸出電壓波形。1通道觀察輸入電壓波形（作觸發(fā)源），2通道觀察輸出電壓波形。示波器水平時(shí)基歸零和垂直位移歸零。用示波器X-Y模式測(cè)量電壓傳輸特性曲線。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理圖二、單限電壓比較器輸入、輸出電壓波形和電壓傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為

3、，。圖三、單限電壓比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)ui的幅值為1.00V。2. 滯回電壓比較器（反相滯回電壓比較器）（1）原理圖四、滯回比較器原理圖原理分析：電路引入了負(fù)反饋，使參考電壓在電壓變化的不同方向上值不相同：當(dāng)uo=+uom時(shí)，當(dāng)uo=uom時(shí)， （2）實(shí)驗(yàn)步驟及方法參考電壓uREF=0，測(cè)試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理圖五、滯回比較器輸入輸出特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為，。圖六、滯回比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)ui的幅值為1.7V和-2.3V。圖六、滯回比較器傳輸

4、特性曲線3. 窗口電壓比較器（1）原理圖七、窗口比較器原理圖原理分析：本實(shí)驗(yàn)電路可以限制輸入電壓在某一范圍時(shí)才輸出高電壓，其余都是低電壓，因此叫做雙限電壓比較器，傳輸特性曲線很像古時(shí)候窗口的形狀，因此又叫做窗口電壓比較器（個(gè)人理解）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟及方法參考電壓uREF=±1V，測(cè)試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由于實(shí)驗(yàn)儀器中有一只二極管壞了，造成實(shí)驗(yàn)的波形只有一半，輸出波形中頻率增大了一倍，如下圖：圖八、儀器損壞時(shí)得到的圖像由于實(shí)驗(yàn)最后時(shí)間倉(cāng)促（發(fā)現(xiàn)電路儀器損壞的時(shí)間已是21：20），使用另外的一個(gè)電路箱測(cè)量時(shí)并未重新連接該電路，因此，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的有關(guān)窗口比較

5、器的圖像并未得到。4. 三態(tài)電壓比較器 （1）原理圖九、三態(tài)電壓比較器原理圖（2）實(shí)驗(yàn)步驟及方法參考電壓uREF=±1V，測(cè)試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理圖十、三態(tài)電壓比較器輸入輸出特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為，。圖十一、三態(tài)電壓比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)ui的幅值為1.00V和-1.00V。四、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、雙限比較器（窗口比較器）和三態(tài)比較器，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)可以看出單限反相電壓比較器是最基本的實(shí)驗(yàn)電路，其他的比較器都是在單限比較器的基礎(chǔ)上另外加一些原件來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的功能。另外，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者認(rèn)識(shí)到運(yùn)算放大器不僅在工作在非飽和區(qū)時(shí)有很好的應(yīng)用，工作在飽和區(qū)時(shí)也有很重要的應(yīng)用。五、 思考題1、畫(huà)出步驟1中參考電壓uREF=0V時(shí)的電壓傳輸特性曲線。答：如下圖圖十二、思考題12、計(jì)算步驟2中的回差電壓u=u+u-。答：由圖六可知，u+=1.7V,u-=-2.3V,u=u+u-=1.7+2.3V=4.0V3、 在步驟3中，如果將