电压比较器实验报告电压比较器实验报告.doc

实验九 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 实验仪器 1、双踪示波器；2、数字万用表 三 实验原理 1、图9-1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，输入电压Ui加在反相输入端。图9-1（b）为（a）图比较器的传输特性。 图9-1 电压比较器 当UiUR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝为在稳压管的稳定电压Uz，即：Uo=Uz。 当UiUR时，运放输出低电平，Dz正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即：Uo=-UD。 因此，以UR为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映两种状态。高电位和低电位。 2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称Schmitt触发器）、双限比较器（又称窗口比较器）等。 图9-2为简单过零比较器 图9-2 过零比较器 图9-3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刚好好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，Uo将会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9-3： 图9-3 有滞回特性的过零比较器 从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端，若Uo改变状态，U点也随着改变点位，使过零点离开原来位置。当Uo为正（记作U），则当UD U后,Uo再度回升到UD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。- U与U的差别称为回差。改变R2的数值可以改变回差的大小。 窗口（双限）比较器 图9-4 两个简单比较器组成的窗口比较器 简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui比参考电压UR高或低的情况，窗口比较电路是由两个比较器组成，如图9-4所示，它能指示出Ui值是否处于和之间。 四、实验内容 1、过零电压比较器 （1）如图9-5所示在运放系列模块中正确连接电路，打开直流开关，用万用表测量Ui悬空时的Uo电压。 （2）从Ui输入500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—Uo波形。 图9-5 过零比较器 实验结果：（1）Ui悬空时Uo=6.82V； （2）Uimm=2.083V f=499.8HZ 时，Uomm=13.8V；Ui-Uo波形如下： 2、反相滞回比较器 图9-6 反相滞回比较器 （1）如图9-6所示正确连接电路，打开直流开关，调好一个-4.2V~+4.2V可调直流信号源作为Ui，用万用表测量出Ui由+4.2V~-4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。 （2）同上，测出Ui由-4.2V~+4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。 （3）把Ui改为接500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—Uo波形。 实验结果： （1）Ui的临界值为-0.63V Ui（V） 3.27 0.49 -0.63 -1.32 -3.22 Uo（V） -6.87 -6.87 6.87 6.87 6.87 ）Ui的临界值为：0.63V Ui（V） -3.55 -0.19 0.63 1.23 3.25 Uo（V） 6.82 6.82 -6.82 -6.82 -6.82 Uimm=2.08V f=500HZ时，Uomm=13.9V；Ui—Uo波形如下： 3、同相滞回比较器 图9-7 同相滞回比较器 如图9-7所示正确连接电路，打开直流开关，调好一个-4.2V~+4.2V可调直流信号源作为Ui，用万用表测量出Ui由+4.2V~-4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。同上，测出Ui由-4.2V~+4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。把Ui改为接500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—Uo波形。 （2）将结果与2相比较 实验结果： Ui由+4.2V~-4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值为-0.71V，具体数据如下： Ui（V） 3.25 0.25 -0.71 -2.32 -3.56 Uo（V） 6.87 6.87 -6.87 -6.87 -6.87 Ui由-4.2V~+4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值为0.71V，具体数据如下： Ui（V） -3.22 -0.80 0.73 2.55 3.34 Uo（V） -6.87 -6.87 6.82 6.82 6