电压比较器实验.docx

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电压比较器实验

电压比较器实验

专业：

姓名：

学号：

_

日期：

_

地点：

实验报告

课程名称：

___模拟电子技术实验____________指导老师：

_____成绩：

__________________

实验名称：

________实验类型：

_EDA___________同组学生姓名：

____

一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

装订线

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

1.过零电压比较器

●

●

●正基准电压的单电源比较器电路

上述三种电路都是将基准电压连接至反相输入端，并将信号电压连接至同相输入端，利用两输入端子之间的差动输入电压动作，因此信号电压与基准电压即使任意互换，除了输出的动作会反相外，对电路并不会造成任何问题。

●迟滞比较器电路

迟滞比较器的同相输入端接输入电压，反相输入端接参考电压时，输入电压从低值达到超过上门限电压VTH时，比较器输出从低的VOL到高的VOH翻转，称为同相滞后比较器，或称为上行迟滞比较器；反之，反相输入端接输入电压，同相输入端接参考电压，称为反相滞后比较器，或称为下行迟滞比较器

四.实验内容和步骤

实验一：

采用LM393做比较器，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，并测量输出方波的上升时间与下降时间。

●接线图如图所示：

输出波形为：

测得上升时间

为30us。

下降时间0.0030ms。

实际操作得出波形图：

传输特性曲线

上升时间为2.64us，下降时间小于1us。

实际的上升下降时间和仿真得到的理论值有一定的出入。

仿真的上升下降曲线为线性，实际的波形图为非线性曲线。

原因应该是示波器有一定的电容值，对输出波形造成了影响，电容充放电的过程造成了上升为非线性曲线。

实验二：

采用LM358做比较器，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，并测量输出方波的上升时间与下降时间。

接线图：

输出波形为

得到上升时间：

0.1ms；下降时间为：

0.13ms。

实际的输出波形为：

上升时间为：

12.8us下降时间为14.4us。

转移特性曲线如图

与393芯片相比，上升下降时间明显增大了不少，可见比较器与实际的运放的响应速度还是有差别的；与第一个实验类似，仿真值与实际值有一定的出入，同样是示波器的电容影响。

实验三：

采用LM393做比较器，设计单门限比较器电路，反相输入端接一可调输入电压Uin，同相输入端接1kHz、5V三角波信号，测量并绘制输出方波占空比与输入电压Uin的关系，理解PWM的生成原理。

接线图如下

Uin为1.5V时。

输出波形：

在研究输出方波占空比与输入电压Uin的关系时，与同组同学合作，得到以下的波形图。

0.5V0.6V0.8V

1.05V1.3V1.5V

2V2.5V3V

3.4V4V4.5V

5V5.5V7V

在此基础上，对其进行曲线拟合。

得到占空比与Vsin的关系图。

这是一条非线性的曲线。

实验四：

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。

接线图如下：

仿真输出波形如下：

仿真得到的转移特性曲线：

实际得到的输出波形为方波转移特性曲线

实验五：

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。

接线图：

仿真输出波形：

传输特性曲线：

实际的输出波形与转移特性曲线：