姓名： 学号 ：2009118125 班级：电工2班
实验十二 电压比较器
试验目的
1. 掌握电压比较电路的分析及计算 2. 学会测试比较器的方法 试验仪器
1. 双踪示波器 2. 信号发生器 3. 数字万用表 4. 直流电源 预习要求
1. 复习电压比较器的工作原理 2. 计算图5-12-1试验电路的阀值
3. 分析各试验电路，画出当输入为正弦波时的输出图形 4. 根据试验内容自拟试验数据记录表格
实验原理
电压比较器（通常称为比较器）的功能时比较两个电压的大小。例如：将一个信号电压Ui 和另一参考电压UR 进行比较，在Ui>UR和Ui
过零比较器是将信号电压Ui 与参考电压零进行比较。图5-12-1（a ）所示，电路由集成运放构成。对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏置电流、失调电压都很小。若按理想情况（Aod= ∞ ，IIB=0，UIo=0）考虑时，则集成运放开环工作时，
当 Ui>0时 ， Uo 为低电平 当 Ui
集成运放的高低电平值一般为最大输出正负电压值Uom
图5-12-1 过零电压比较器
2. 滞回电压比较器
滞回电压比较器时由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，如图5-12-2所示。Ui 为信号电压，UR 为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±Uz 。可以看出，此电路形成的反馈为正反馈电路。
图 5-12-2 反馈滞回电压比较器
电压比较器的特性可以用电路的传输特性来描述，它是指输出电压与输入电压的关系曲线，如同哦5-12-1（b ）为过零比较器的电压传输特性曲线。
可以看出，当输入电压才能够低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压是，Uo 会从一个点平跳变到另一个点平时对应的输入电压值。
滞回电压比较器的电压传输特性曲线如图5-12-2（b ）所示。
曲线表明，当输入电压由低向高变化，经过阀值UTH1时，输出电平由高电平（Uz ）跳变位低电平（-Uz ）。
当输入从高向低变化经过阀值UTH2时，输出电压由低电平跳变为高电平， 3. 电压比较器的测试
测试过零比较器时，可以用一个低频的正弦信号输入至比较器中，直接用双踪示波器监视输出和输入波形，当输入信号幅度适中时，可以发现输入电压大于零、小于零时，输出的高、低电平变化波形，即将正弦波变换为方波。
滞回电压比较器测试时也可以用同样的方法，但在示波器上读取上、下阀值时，误差较大。采用直流输入信号的方案较好，调节输入信号变化，测出输出电平跳变时对应的输入电压值即为阀值。
试验内容 1. 过零比较器
（1）连接图5-12-1（a ）试验电路，检查无误后，接通±12V 直流电源。 （2）测量当Ui 悬空时，Uo 的值。 Uo=6.443V
（3）调节信号源，使输出频率为100Hz ，有效值为1V 的正弦波信号，并输入至Ui 端，用示波器观察比较器的输入Ui 和输出Uo 波形并记录。
（4）改变信号发生器的输入电压Ui 幅值，用示波器观察Uo 变化，测出电压传输
特性曲线。 2. 反相滞回比较器
（1）连接图5-12-2（a ）所示试验电路，接通直流电压源，测出Uo 有高电平变为低电平时的阀值。
（2）同上，测出Uo 由低电平跳变为高电平时的阀值。 阀值为：+0.545V ，-0.545V
（3）将信号发生器接入Ui ，并使之输出频率为500Hz ，电压有效值为1V 的正弦信号，用示波器观察并记录Ui 和Uo 波形。
3. 同相滞回比较器
（1）连接图5-12-3所示试验电路，参照反相滞回比较器的测试方法自拟试验步骤及方法。
图5-12-3同相滞回电压比较器
（2）将试验结果与反相滞回比较器的理论分析结果进行比较，分析误差产生原因。
结果分析
理论上同相滞回比较器与反向滞回比较器的结果应该相反, 但是试验结果与理论结果之间存在一定的误差. 误差原因如下: 1. 人为读取数据时存在一定的误差
2. 由于实验条件的限制, 所得实验结果不可能完全准确. 3. 仿真时使用的不是理想元器件。
姓名： 学号 ：2009118125 班级：电工2班
实验十二 电压比较器
试验目的
1. 掌握电压比较电路的分析及计算 2. 学会测试比较器的方法 试验仪器
1. 双踪示波器 2. 信号发生器 3. 数字万用表 4. 直流电源 预习要求
1. 复习电压比较器的工作原理 2. 计算图5-12-1试验电路的阀值
3. 分析各试验电路，画出当输入为正弦波时的输出图形 4. 根据试验内容自拟试验数据记录表格
实验原理
电压比较器（通常称为比较器）的功能时比较两个电压的大小。例如：将一个信号电压Ui 和另一参考电压UR 进行比较，在Ui>UR和Ui
过零比较器是将信号电压Ui 与参考电压零进行比较。图5-12-1（a ）所示，电路由集成运放构成。对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏置电流、失调电压都很小。若按理想情况（Aod= ∞ ，IIB=0，UIo=0）考虑时，则集成运放开环工作时，
当 Ui>0时 ， Uo 为低电平 当 Ui
集成运放的高低电平值一般为最大输出正负电压值Uom
图5-12-1 过零电压比较器
2. 滞回电压比较器
滞回电压比较器时由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，如图5-12-2所示。Ui 为信号电压，UR 为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±Uz 。可以看出，此电路形成的反馈为正反馈电路。
图 5-12-2 反馈滞回电压比较器
电压比较器的特性可以用电路的传输特性来描述，它是指输出电压与输入电压的关系曲线，如同哦5-12-1（b ）为过零比较器的电压传输特性曲线。
可以看出，当输入电压才能够低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压是，Uo 会从一个点平跳变到另一个点平时对应的输入电压值。
滞回电压比较器的电压传输特性曲线如图5-12-2（b ）所示。
曲线表明，当输入电压由低向高变化，经过阀值UTH1时，输出电平由高电平（Uz ）跳变位低电平（-Uz ）。
当输入从高向低变化经过阀值UTH2时，输出电压由低电平跳变为高电平， 3. 电压比较器的测试
测试过零比较器时，可以用一个低频的正弦信号输入至比较器中，直接用双踪示波器监视输出和输入波形，当输入信号幅度适中时，可以发现输入电压大于零、小于零时，输出的高、低电平变化波形，即将正弦波变换为方波。
滞回电压比较器测试时也可以用同样的方法，但在示波器上读取上、下阀值时，误差较大。采用直流输入信号的方案较好，调节输入信号变化，测出输出电平跳变时对应的输入电压值即为阀值。
试验内容 1. 过零比较器
（1）连接图5-12-1（a ）试验电路，检查无误后，接通±12V 直流电源。 （2）测量当Ui 悬空时，Uo 的值。 Uo=6.443V
（3）调节信号源，使输出频率为100Hz ，有效值为1V 的正弦波信号，并输入至Ui 端，用示波器观察比较器的输入Ui 和输出Uo 波形并记录。
（4）改变信号发生器的输入电压Ui 幅值，用示波器观察Uo 变化，测出电压传输
特性曲线。 2. 反相滞回比较器
（1）连接图5-12-2（a ）所示试验电路，接通直流电压源，测出Uo 有高电平变为低电平时的阀值。
（2）同上，测出Uo 由低电平跳变为高电平时的阀值。 阀值为：+0.545V ，-0.545V
（3）将信号发生器接入Ui ，并使之输出频率为500Hz ，电压有效值为1V 的正弦信号，用示波器观察并记录Ui 和Uo 波形。
3. 同相滞回比较器
（1）连接图5-12-3所示试验电路，参照反相滞回比较器的测试方法自拟试验步骤及方法。
图5-12-3同相滞回电压比较器
（2）将试验结果与反相滞回比较器的理论分析结果进行比较，分析误差产生原因。
结果分析
理论上同相滞回比较器与反向滞回比较器的结果应该相反, 但是试验结果与理论结果之间存在一定的误差. 误差原因如下: 1. 人为读取数据时存在一定的误差
2. 由于实验条件的限制, 所得实验结果不可能完全准确. 3. 仿真时使用的不是理想元器件。