模电实验报告电压比较器.doc

. 实验十电压比较器一、实验目的 1、掌握比较器的电路构成及特点。 2、学会测试比较器的方法。二、仪器设备 1、双踪示波器 2、信号发生器 3、数字万用表三、预习要求电压比较器的功能是比较两个电压的大小。例如,将一个信号电压 Ui 和另一个参考电压 Ur 进行比较,在 Ui>Ur 和 Ui<Ur 两种不同情况下,电压比较器输出两个不同的电平,即高电平和低电平。常用的电压比较器有简单电压比较器、滞回电压比较器和窗口电压比较器。 1 、过零比较器过零比较器是将信号电压 Ui 与参考电压零进行比较。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。若按理想情况考虑时,则集成运放开环工作时当 Ui>0 时, Uo 为低电平 Ui<0 时, Uo 为高电平电压传输特性曲线 2、滞回电压比较器滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路, 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。. 电压传输特性曲线可以看出,当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过 0 电压时, Uo 会从一个电平跳变为另一个电平,称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。四、实验内容 1 、过零比较器实验电路如图 10-1 所示(1) 按图接线 Vi悬空时测 Vo 的电压。实验测得 Vi悬空时测 Vo 的电压为 。(2) Vi输入 500HZ 有效值为 1V 的正弦波,观察 Vi和 Vo 波形并记录。输出电压: Uo= V . (3) 改变 Vi幅值,观察 Vo 变化。增大 Vi值测得 Vi和 Vo 波形如下: 当 Ui<0 时, 由于集成运放的输出电压 Uo ’=+Uom ,使稳压管 D 2 工作在稳压状态,所以输出电压 Uo=Uz ;当 Ui>0 时,由于集成运放的输出电压 Uo ’=-Uom ,使稳压管 D 1工作在稳压状态,所以输出电压 Uo=-Uz 。 2 、反相滞回比较器实验电路如图 10-2 所示(1) 按图接线,并将 R P1调为 100K , Vi接 DC 电压源,测出 Vo 由+Vom →- Vo m 时 Vi的临界值。实验结果: U TH1 =659mV (2) 同上, Vo 由-Vom →+ Vom 时 Vi的临界值。实验结果: U TH2=? 660mV (3) Vi接 500HZ 有效值为 1V 的正弦波信号,观察并记录 Vi和 Vo 波形。. 输出电压: Uo= V (4) 将电路中 R P1调为 200K ,重复上述实验。集成运放的反向输入端电位 U N =Ui ,同向输入端电位 U P =R 2 Uz/(R 2 +R 3),令 U N =U P 得到阈值电压? U TH=? R 2 Uz/(R 2 +R 3) 。假设 Ui<? U TH ,那么 U N 一定小于 U P, 因而 Uo=+Uz ,所以 U P =+U TH 。只有当输入电压 Ui 增大到+U TH ,再增大一个无穷小量时,输出电压 Uo 才会从+U TH 跃变为? U TH 。同理,假设 Ui>? U TH ,那么 U N 一定大于 U P,因而 Uo=? Uz,所以 U P=? U TH 。只有当输入电压