实验15电压比较器

实验报告

课程名称:__电路与电子技术实验___ 指导老师:__________成绩:________________

实验名称:__ _模拟电压比较器_______实验类型:__模电______________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

一、实验目的和要求

1.了解模拟电压比较器的基本工作原理。

2.掌握典型比较器芯片的结构、及其与运算放大器的性能区别。

3.学会比较器典型应用电路的分析、组建、调试与相关参数测试。

4.学习一些比较器的实用型应用电路。

二、实验内容和原理

实验内容:

基本使用:过零比较器、单门限比较器。

典型应用:窗口比较器、三态比较器。

实用电路:滞回比较器、非正弦波发生器。

参数分析、电路调试。

实验原理:

模拟电压比较器:

根据对两个输入的模拟信号大小比较,使电路的输出在两个极限电平 +Vom和–Vom之间转换。 模拟电压比较器:非线性,响应快,延迟小,可直接驱动数字电路;

运算放大器:以负反馈条件工作为主,线性、稳定。

模拟电压比较器输出原理:

集电极开路(OC)输出需外接上拉电阻R;输出高电平受VCC1控制。(方便与各类逻辑器件连接) (线与功能)

单门限比较器(同向):

(特性曲线)

过零比较器(同向):

滞回比较器(同向):

非正弦波发生器

A、R1、R2:反向滞回比较器; R、C:电容充放电回路;R0、DZ1、DZ2:双向限幅电路。

基本振荡原理:输出电压v ORC电路积分;利用电容C上的充放电电压v C取代外加的输入信号 v S;v S与v +比较后,产生振荡。

三、主要仪器

实验箱 导线 LM358 LM393 信号发生器 示波器 万用表

四、操作方法和实验步骤

1.检查实验箱元件是否完整,元件能否正常工作

2.设计实验电路所需参数

3.按照电路图完成电路的连接。

4.用示波器观察波形

5.调整电路得到正确的参数得到结果

五、实验数据记录和处理

1.单门限比较器(R=20kΩ,f=1kHz,VREF=1V)

输入正弦波,可以发现当信号瞬时值超过1V时,输出端为高电平,而小于1V时,则为低电平。与理论情况相同,实验成功。

2.过零比较器(R=20kΩ,f=1kHz)

输入正弦波,可以发现同相时,输出高电平,反相时,输出低电平,同理论一致。实验

成功。输出特性曲线如下图

当增大输入信号频率时,输出波形会出现失真的情况。(17kHz)

出现了相位差和波形失真的情况。

3.窗口比较器(R1=R3=20kΩ,R2=10kΩ,f=50Hz,VRH=3V,VRL=1V)

由图可以看出,输入电压较大时,输出高电平,输入较小时,也是高电平,而在中间部分则是低电平 输出特性曲线:

符合理论,实验成功

4.三态比较器

和理论一样输出了三种状态,输出特性曲线也比较正确。

5.滞回比较器

输入正弦波信号,输出的是方波信号。具有一定的相位偏移。而改变VREF的值,则会改变比较器的回差电压。

非正弦波发生器

通过自激振荡,输入了方波信号,而输出了锯齿波的信号

实验参数:C=1uf R=10kΩ R1=10kΩ,R2=200kΩ

参数分析:f=525Hz,实际情况为457Hz,相差不大,主要原因可能是出在导线电阻上。选用的导线都比较长。

六、实验结果与分析

实验任务基本完成,实验比较成功。具体参数分析在实验数据中已经分析了

七、思考与讨论

实验中出现了几个问题

(1)在使用LM393时,输出信号需要接一个上拉电阻,开始时没有接,导致输出的结果与理论不一致。原因是线与结构。

(2)使用LM358构建窗口比较器时,频率要低,100Hz一下才行,因为LM358的压摆率太低,频率过高的话无法转换,无法得到结果。所以输入信号的频率一定要低,大概100Hz一下才能得到正确的波形。

(3)非正弦波发生器可以从波形上看出来产生的方波存在一定的失真,猜测可能的原因时由于频率设计得太大。

实验报告

课程名称:__电路与电子技术实验___ 指导老师:__________成绩:________________

实验名称:__ _模拟电压比较器_______实验类型:__模电______________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

一、实验目的和要求

1.了解模拟电压比较器的基本工作原理。

2.掌握典型比较器芯片的结构、及其与运算放大器的性能区别。

3.学会比较器典型应用电路的分析、组建、调试与相关参数测试。

4.学习一些比较器的实用型应用电路。

二、实验内容和原理

实验内容:

基本使用:过零比较器、单门限比较器。

典型应用:窗口比较器、三态比较器。

实用电路:滞回比较器、非正弦波发生器。

参数分析、电路调试。

实验原理:

模拟电压比较器:

根据对两个输入的模拟信号大小比较,使电路的输出在两个极限电平 +Vom和–Vom之间转换。 模拟电压比较器:非线性,响应快,延迟小,可直接驱动数字电路;

运算放大器:以负反馈条件工作为主,线性、稳定。

模拟电压比较器输出原理:

集电极开路(OC)输出需外接上拉电阻R;输出高电平受VCC1控制。(方便与各类逻辑器件连接) (线与功能)

单门限比较器(同向):

(特性曲线)

过零比较器(同向):

滞回比较器(同向):

非正弦波发生器

A、R1、R2:反向滞回比较器; R、C:电容充放电回路;R0、DZ1、DZ2:双向限幅电路。

基本振荡原理:输出电压v ORC电路积分;利用电容C上的充放电电压v C取代外加的输入信号 v S;v S与v +比较后,产生振荡。

三、主要仪器

实验箱 导线 LM358 LM393 信号发生器 示波器 万用表

四、操作方法和实验步骤

1.检查实验箱元件是否完整,元件能否正常工作

2.设计实验电路所需参数

3.按照电路图完成电路的连接。

4.用示波器观察波形

5.调整电路得到正确的参数得到结果

五、实验数据记录和处理

1.单门限比较器(R=20kΩ,f=1kHz,VREF=1V)

输入正弦波,可以发现当信号瞬时值超过1V时,输出端为高电平,而小于1V时,则为低电平。与理论情况相同,实验成功。

2.过零比较器(R=20kΩ,f=1kHz)

输入正弦波,可以发现同相时,输出高电平,反相时,输出低电平,同理论一致。实验

成功。输出特性曲线如下图

当增大输入信号频率时,输出波形会出现失真的情况。(17kHz)

出现了相位差和波形失真的情况。

3.窗口比较器(R1=R3=20kΩ,R2=10kΩ,f=50Hz,VRH=3V,VRL=1V)

由图可以看出,输入电压较大时,输出高电平,输入较小时,也是高电平,而在中间部分则是低电平 输出特性曲线:

符合理论,实验成功

4.三态比较器

和理论一样输出了三种状态,输出特性曲线也比较正确。

5.滞回比较器

输入正弦波信号,输出的是方波信号。具有一定的相位偏移。而改变VREF的值,则会改变比较器的回差电压。

非正弦波发生器

通过自激振荡,输入了方波信号,而输出了锯齿波的信号

实验参数:C=1uf R=10kΩ R1=10kΩ,R2=200kΩ

参数分析:f=525Hz,实际情况为457Hz,相差不大,主要原因可能是出在导线电阻上。选用的导线都比较长。

六、实验结果与分析

实验任务基本完成,实验比较成功。具体参数分析在实验数据中已经分析了

七、思考与讨论

实验中出现了几个问题

(1)在使用LM393时,输出信号需要接一个上拉电阻,开始时没有接,导致输出的结果与理论不一致。原因是线与结构。

(2)使用LM358构建窗口比较器时,频率要低,100Hz一下才行,因为LM358的压摆率太低,频率过高的话无法转换,无法得到结果。所以输入信号的频率一定要低,大概100Hz一下才能得到正确的波形。

(3)非正弦波发生器可以从波形上看出来产生的方波存在一定的失真,猜测可能的原因时由于频率设计得太大。


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