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实验三 电压比较器实验
一、实验目的
1．掌握电压比较器的电路构成及特点。
2．理解电压比较器的输出与输入信号之间的关系。
3．加深理解电压比较器电路的传输特性。
二、实验原理
电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一实验三 电压比较器实验
一、实验目的
1．掌握电压比较器的电路构成及特点。
2．理解电压比较器的输出与输入信号之间的关系。
3．加深理解电压比较器电路的传输特性。
二、实验原理
电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非线性正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。
图4-1所示为一简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压Ui加在反相输入端。
图4-1 图4-2
当Ui< UR时，运放输出高电平，稳压管DZ反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即UO=UZ。
当Ui>UR时，运放输出低电平，稳压管DZ正向导通。输出端电压等于稳压管的正向压降UD，即UO=-UD。
因此，以UR为临界点，当输入电压Ui变化时，输出端反映出两种状态（高电平和低电平）
表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。图4-2为图4-1比较器的传输特性。
常用的电压比较器有过零比较器、滞回比较器、双限比较器（又称窗口比较器）等。
1．过零比较器
电路如图4-3所示为过零比较器，信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零，从同相输入端输入。当Ui>0时，输出Uo=-U，当Ui<0时，Uo=+U。其电压传输特性如图4-4所示。
过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。
图4-3 过零比较器 图4-4 传输特性曲线
2．滞回比较器
图4-5为具有滞回特性的过零比较器
过零比较器在实际工作时，如果Ui恰好在过零点附近，则由于零点漂移的存在，UO将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。为此，就需要输出特性具有滞回现象。如图4-5所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路到同相输入端，若U
O改变状态，U+端电位也随着改变，使临界点离开原来位置，于是出现如图4-6所示
的滞回特性曲线。滞回比较器的两个门限电压分别为UTH1，UTH2。且，，UZ为U0经稳压管DZ的稳压电压。
图4-5 滞回比较器 图4-6 传输特性曲线
3．窗口（双限）比较器
简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui比参考电压UR高和低的情况。窗口比较电路是由两个简单比较器组成，如图4-7所示，它能指示Ui值是否处URH和URL之间。如果URL<Ui<URH，窗口比较器的输出电压UO为低电平UOL；如果Ui< URL或Ui>URH，则输出电压Uo为高电平UOH。其传输特性如图4-8所示。
图4-7 窗口（双限）比较器