电压比较器实验(1).ppt

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1、电压比较器及其应用实验一、实验目的了解电压比较器与运算放大器的性能区别；掌握比较器在电路设计中的应用。掌握电压比较器电压传输特性的测试方法；掌握电压比较器的结构及特点；实验仪器、设备GPD-3303D直流稳压电压SDG5112信号源DSO-X2014A数字存储示波器THD-1型数字电路实验箱TL082集成运放一个2DW231双向稳压二极管一个电阻、电容、开关二极管等若干输入电压是模拟信号；三.实验原理电压比较器的基本功能—比较电压的大小使输出电平产生跃变的输入电压值称为门限（阈值）电压。比较结果由输出端的高、低电平表示；比较器的描述方法:电压传输特性uo＝f(

2、ui)传输特性的三个要素：输出高、低电平（值）跃变的方向。门限（阈值）电压；开环电压放大倍数Aud→∞；理想运放的主要性能指标输入电阻rid→∞；输出电阻rod→0。集成运放的电压传输特性集成运算放大器集成运算放大器的两个工作区线性工作区—运放引入深度负反馈“虚短”：u+=u－“虚断”：i+=i－≈0非线性工作区—运放开环或引入正反馈当u＋>u－时，输出正饱和电压，即uo=＋Uom。当u＋

3、：确定输出电压的跃变方向ui变化时，根据u+与u―大小决定uo的正负。确定输出高、低电平值由输出端外电路决定输出高、低电平值。五.常见电压比较器单限比较器；窗口比较器。滞回比较器；过零比较器单限比较器—只有一个门限电压。输出电平：uo＝±Uom跃变方向：ui<0，uo＝＋Uomui>0，uo＝－Uom门限电压：UT＝0一般单限比较器反相单限比较器输出电平：uo＝±Uom；跃变方向：uiUREF，uo＝－Uom；门限电压：UT＝UREF；滞回比较器：具有滞回特性；抗干扰能力强。输出电平：uo=±Uom门限电压：设ui＜UT2，则

4、u－＜u+，uo＝+Uom。此时u+＝UT1，增大ui，直至UT1，再增大，uo从+Uom跃变为－Uom。设ui＞UT1，则u－＞u+，uo＝－Uom。此时u+＝UT2，减小ui，直至UT2，再减小，uo从－Uom跃变为+Uom。跃变方向3.滞回比较器应用—方波发生器R=R1=R2=Rf=RF=10K,C=0.01μF,UZ=±6V。工作原理：假设接通电源时,uC=0,uo=+UZ,,C充电，uC上升，至时,uo=－UZ,,C放电，uC下降至,uo=+UZ,C充电,···。4.窗口比较器—两个门限电平，且URH>URL当ui>URH时，uo1=－uo2=Uom

5、，D1导通，D2截止；uo=Uom。当URL

6、压URH=－URL=5V；输入信号ui=12VPP；测量并绘制输入、输出波形和电压传输特性曲线。滞回比较器实验步骤：VCC=±15V；UREF=0，输入信号ui=12VPP；测量并绘制输入、输出波形和电压传输特性曲线；UREF=+5V，重复步骤③；UREF=－5V，重复步骤③。R=R1=R2=Rf=10K滞回比较器应用—方波发生器R1=R2=10K，Rf=RF=10K，C=0.01μF实验步骤：VCC=±15V；记录如下波形图。tuot00uc5.选做题已知窗口比较器的电压传输特性，设计电路并实现。思考题已知窗口比较器的电压传输特性，设计电路并分析。将实验中一

7、般单限比较器的同相端接信号，反相端接参考电压。画出原理电路图和电压传输特性曲线。TL082引脚图