電壓比較器實(shí)驗(yàn)

1、專業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)：_日期：_ 地點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)_指導(dǎo)老師：_ _ _成績：_實(shí)驗(yàn)名稱：_實(shí)驗(yàn)類型：_EDA_同組學(xué)生姓名：_ _一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得裝 訂 線 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電壓比較器與運(yùn)算放大器的性能區(qū)別；2掌握電壓比較器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；3掌握電壓比較器電壓傳輸特性的測試方法；4學(xué)習(xí)比較器在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .過零電壓比較器2 .單門限電壓比較器3 .滯回電壓比較器4 .窗口電壓比較器5 .三態(tài)電壓比

2、較器 三實(shí)驗(yàn)原理比較器的輸出結(jié)構(gòu) 集電極開路輸出比較器 集電極/發(fā)射極開路輸出比較器 漏極開路輸出比較器 推挽式輸出比較器 l 過零電壓比較器電路 :過零電壓比較器是電壓比較電路的基本結(jié)構(gòu)，它可將交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為同頻率的雙極性矩形波。常用于測量正弦波的頻率相位等。當(dāng)輸入電壓 時(shí)，輸出 ；反之，當(dāng)輸入電壓 時(shí)，輸出 。l 基本單門限比較器電路 單門限比較器的輸入信號(hào)Vin 接比較器的同相輸入端，反相輸入端接參考電壓Vref（門限電平） 。當(dāng)輸入電壓Vin>Vref 時(shí)，輸出為高電平VOH；當(dāng)輸入電壓Vin<Vref 時(shí)，輸出為低電平VOL。 l 正基準(zhǔn)電壓的單電源比較器電路 上述三種電

3、路都是將基準(zhǔn)電壓連接至反相輸入端，并將信號(hào)電壓連接至同相輸入端，利用兩輸入端子之間的差動(dòng)輸入電壓動(dòng)作，因此信號(hào)電壓與基準(zhǔn)電壓即使任意互換，除了輸出的動(dòng)作會(huì)反相外，對電路并不會(huì)造成任何問題。l 遲滯比較器電路 遲滯比較器的同相輸入端接輸入電壓，反相輸入端接參考電壓時(shí)，輸入電壓從低值達(dá)到超過上門限電壓VTH時(shí)，比較器輸出從低的VOL 到高的VOH 翻轉(zhuǎn)，稱為同相滯后比較器，或稱為上行遲滯比較器；反之，反相輸入端接輸入電壓，同相輸入端接參考電壓，稱為反相滯后比較器，或稱為下行遲滯比較器四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)一：采用LM393做比較器，設(shè)計(jì)過零電壓比較器電路，反相輸入端接地，同相輸入端接1kHz、1V

4、正弦波信號(hào)，測量并繪制輸出波形和電壓傳輸特性曲線，并測量輸出方波的上升時(shí)間與下降時(shí)間。 l 接線圖如圖所示：輸出波形為：測得上升時(shí)間為30us。下降時(shí)間0.0030ms。實(shí)際操作得出波形圖： 傳輸特性曲線上升時(shí)間為2.64us，下降時(shí)間小于1us。實(shí)際的上升下降時(shí)間和仿真得到的理論值有一定的出入。仿真的上升下降曲線為線性，實(shí)際的波形圖為非線性曲線。原因應(yīng)該是示波器有一定的電容值，對輸出波形造成了影響，電容充放電的過程造成了上升為非線性曲線。實(shí)驗(yàn)二：采用LM358做比較器，設(shè)計(jì)過零電壓比較器電路，反相輸入端接地，同相輸入端接1kHz、1V正弦波信號(hào)，測量并繪制輸出波形和電壓傳輸特性曲線，并測量輸

5、出方波的上升時(shí)間與下降時(shí)間。接線圖：輸出波形為得到上升時(shí)間：0.1ms；下降時(shí)間為：0.13ms。實(shí)際的輸出波形為：上升時(shí)間為：12.8us 下降時(shí)間為14.4us。轉(zhuǎn)移特性曲線如圖與393芯片相比，上升下降時(shí)間明顯增大了不少，可見比較器與實(shí)際的運(yùn)放的響應(yīng)速度還是有差別的；與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)類似，仿真值與實(shí)際值有一定的出入，同樣是示波器的電容影響。實(shí)驗(yàn)三：采用LM393做比較器，設(shè)計(jì)單門限比較器電路，反相輸入端接一可調(diào)輸入電壓Uin，同相輸入端接1kHz、5V三角波信號(hào)，測量并繪制輸出方波占空比與輸入電壓Uin的關(guān)系，理解PWM的生成原理。 接線圖如下Uin為1.5V時(shí)。輸出波形：在研究輸出方波占空比與輸入電壓Uin的關(guān)系時(shí)，與同組同學(xué)合作，得到以下的波形圖。0.5V 0.6V 0.8V1.05V 1.3V 1.5V 2V2.5V 3V 3.4V4V 4.5V 5V 5.5V 7V在此基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行曲線擬合。得到占空比與Vsin的關(guān)系圖。這是一條非線性的曲線。實(shí)驗(yàn)四：設(shè)計(jì)反相輸入（下行）滯回電壓比較器，反相輸入端接1kHz、1V正弦波信號(hào)，測量并繪制輸出波形和電壓傳輸特性曲線。 接線圖如下：仿真輸出波形如下：仿真得到的轉(zhuǎn)移特性曲線：實(shí)際得到的輸出波形為方波 轉(zhuǎn)移特性曲線實(shí)驗(yàn)五：設(shè)計(jì)窗口電壓比較器電路，輸入為1kHz、5V三角