实验七-电压比较器的设计与调试

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1、实验七电压比较器的设计与调试一、实验目的1.进一步理解由集成运放组成的电压比较器的工作原理；2.掌握电压比较器的电路构成及临界特点；3.学习自行设计和调测电压比较器的方法。二、实验原理电压比较器广泛用于信号处理、测量、自动控制系统以及波形发生电路中。它的功能是比较两个电压的大小，通常是将输入信号Vi与参考电压VR进行比较，图6-1是简单电压比较器原理图。Vi加在反相端，称为反相电压比较器，如图7-1(b)所示，Vi加在同相端，称为同相电压比较器，如图7-1(a)。图7-1简单电压比较器及其传输特性(a)同相电压比较器(b)反相电压比较器(c)电压比较

2、器传输特性为了提高比较器的灵敏度和响应速度，比较器中的运放均工作于开环或正反馈状态，其电压放大倍数很高，而输出电压Vo为跳变的高、低电平，高、低电平的幅值由所加电源电压及运放的最大输出电压幅值所决定。如图6-1(a)所示同相电压比较器中，当Vi>VR时，输出为高电平，即+Vom。如将参考电压VR接地，使VR=0，则输入信号每经过一次零值时，输出电压就会发生跳变，这种比较器称为“过零比较器”，如图7-2所示。图7-2过零比较器及其传输特性(a)反相输入过零比较器(b)同相输入过零比较器(c)过零比较器传输特性在简单电压比较器中引入正反馈，即构成迟滞比较

3、器，如图7-3(a)所示。该比较器有两个数值不同的门限电压（或阈值），传输特性如图7-3(b)所示。图7-3同相输入滞回比较器电路（a）及传输特性（b）实验内容及步骤：1.首先将放大器调零;2.按试验电路图接线路,注意以下几点:模拟电路实验箱的用法双电源的连接：电路元件的连接：电路的输入：电路的输出：限幅电路的选择：三、实验内容及步骤（1）．过零电压比较器1.反相输入过零电压比较器：电路如图7-2所示。①输入端悬空，用数字万用表测量VO的值。②正弦信号VI=1v，f=500Hz，信号从反相端输入，观察输入与输出电压波形的相位关系，测量输出信号电压的幅

4、值，绘制波形图。③改变正弦信号电压的幅值，观察输出信号电压的变化。2.同相输入过零电压比较器：实验电路如图8-2所示。自行设计同相输入过零电压比较器,正弦信号VI=1v，f=500Hz，且信号从同相端输入；用示波器观察输入与输出电压波形的相位关系，且用示波器测量输出信号电压V0的幅值，分别绘制输入与输出电压的波形图。（2）.滞回电压比较器：1.反相输入滞回电压比较器：用信号发生器调节一个正弦信号VI=1v，f=500Hz，信号从反相端输入，观察输入与输出电压波形的相位关系，测量输出信号电压的幅值，绘制波形图。VI接直流信号源，分别测出VO由+VOM～

5、-VOM，以及由-VOM～+VOM时，VI的临界值（阀值）。画出反相输入滞回电压比较器的电压传输特性。2.同相输入滞回电压比较器自行设计同相输入滞回电压比较器,正弦信号VI=1v，f=500Hz，且信号从同相端输入,用示波器观察输入与输出电压波形的相位关系，且用示波器测量输出信号电压V0的幅值，分别绘制输入与输出电压的波形图。画出同相输入滞回电压比较器的电压传输特性。（3）窗口比较器自己设计并验证一窗口比较器,要求:画出电路图,测出门限电压,绘制电压传输特性曲线图.