电压比较器数据处理

1、电压比较器、实验目的1、掌握电压比较器的电路构成及工作原理2、掌握电压比较器参数的测量方法 、实验原理1、集成运算放大器简介：反相输入瑞U-i.同相输入端山七%输出端国内符号Uo实际特性理想特性集成运算放大器符号电压传输特性2、理想运放的主要性能指标:AouUdUj-u+R : , RO 0。53、集成运放在非线性应用：运放在非线性应用时必须工作于开环或正反馈状态（虚短已不适用），输出电压只有高、低两种状态。若 U + U,则Uo= + Uom （ + Uom为正输出饱和电压）；若U+V U,则 uo= uom （ Uom为负输出饱和电压）。电压比较器是运放的典型非线性应用，其功能是将输入电压

2、与参考电压Uref相比较。三、实验步骤及数据处理1.单限电压比较器：（1）原理图一、单限反相电压比较器原理图分析：当Uj Uref时，uo=+ uom （ + Uom为正输出饱和电压）；当Uj ： Uref时，uo= uom （ Uom为负输出饱和电压）。（2 ）实验步骤及方法a）电源电压Ec= 5V （由实验箱提供），参考电压 Uref+= + 1V （由GDP-3303D直流稳压电 源）。b）输入信号 Ui （三角波）：峰峰值Upp=5V ,频率=200Hz （U由DSO-x 2014A示波器提供）。c）用示波器1、2通道同时观测输入、输出电压波形。1通道观察输入电压波形（作触发源），2通

3、道观察输岀电压波形。示波器水平时基归零和垂直位移归零。用示波器X-Y模式测量电压传输特性曲线。（3）实验数据处理图二、单限电压比较器输入、输出电压波形和电压传输特性曲线由上图可以看出，输入电压的幅值为4.86V2-2.43V，输出的幅值为 uom 二 3.8V ，-Uom = -5.2V。1 1.00W 2 2.00V/XY1%1D%50%90%图三、单限电压比较器传输特性曲线由上图可以看出，输出的幅值为 uom =3.8V，-uom - -5.2V，输出电压状态转换时Ui的幅值为1.00V。2. 滞回电压比较器（反相滞回电压比较器）（1）原理设蜀峰峰值图四、滞回比较器原理图原理分析：电路引入

4、了负反馈，使参考电压在电压变化的不同方向上值不相同：当 Uo=+ Uom 时，RRi &(uom)eFR + &当 uo= Uom 时，U二 uz-R1(R2RR2 Uom)R R2 Uref(2 )实验步骤及方法参考电压Uref=0,测试步骤、方法同前b)、c)、d)。(3)实验数据处理图五、滞回比较器输入输出特性曲线4 82V由上图可以看出，输入电压的幅值为2.41V，输出的幅值为 Uom =3.8V ,2 Um 二 M.4V 。Agilent TechnologiesWed Step 29319454 2011n-03V/ 2 2 JQWO时舅慎式墉啟O时同泰者XY匚厂犀中图六、滞回比较

5、器传输特性曲线由上图可以看出，输出的幅值为 um =3.8V，- Uom二-4.4V，输出电压状态转换时Ui的幅值为1.7V 和-2.3V。8图六、滞回比较器传输特性曲线3. 窗口电压比较器（1）原理L1REF+图七、窗口比较器原理图原理分析：本实验电路可以限制输入电压在某一范围时才输出高电压，其余都是低电压，因此叫做双限电压比较器， 传输特性曲线很像古时候窗口的形状，因此又叫做窗口电压比较器（个人理解）。（2 ）实验步骤及方法参考电压Uref= 1V，测试步骤、方法同前 b）、c）、d）。（3）实验数据处理由于实验仪器中有一只二极管坏了，造成实验的波形只有一半，输出波形中频率增大了一倍，如下

6、图：0 0sI 0005/162.5:谜:Agilent2、惟齿疲被形遨主琵莫蛍-03V/ 2 2 JQW1頫率：395.QSHZ 倾率：199.89Hz通道DC10.0 1DC10.0:1DC1.Q0:1采集 标准慎式 2.5OMSa/s垮-呃值1|.4.86Vo 幅度僞移对秫性设盍2D0.0H?S.DDVpp0.0V50%罐輝值|刀：1.7V图八、仪器损坏时得到的图像由于实验最后时间仓促（发现电路仪器损坏的时间已是21: 20）,使用另外的一个电路箱测量时并未重新连接该电路，因此，实验需要测量的有关窗口比较器的图像并未得到。4. 三态电压比较器（1）原理图九、三态电压比较器原理图（2 ）实

7、验步骤及方法参考电压Uref= 1V，测试步骤、方法同前b）、c）、d）。（3）实验数据处理Agilent lechnologiesWed Step 29 21：27 99 20110 0sOCOs/62.5DC10AC1DQ1DCQ026触发-0M 2 1 40W奈 Agilent2.5OMSa/s199.98Hz幅率1):189.92HZ峰-峰值(1|.边苗图十、三态电压比较器输入输出特性曲线由上图可以看出，输入电压的幅值为4.86V =2.43V，输出的幅值为 um =3.647 ,2-um = -3.28V。 mAgilent TechnologiesWedsfep282i：2i62o

8、nXY輸入电压AZ-03V/ 2 1 40W奈 Agilent采拦 悵准慎式 12.5MSa/s邇道DC10.0 1AC10.0:1DC1.Q0:1DC10 0 1糾量频率0：去定兗幅率：厂罐輝値2):O时基慎式O时间護考XY厂居中水平设蜀慕亀图十一、三态电压比较器传输特性曲线由上图可以看出，输出的幅值为-Uom =3.64V，- %m二-3.28V，输出电压状态10转换时Ui的幅值为1.00V和-1.00V。四、实验总结本次实验测试的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、双限比较器（窗口比较器）和三态比较器，通过本次实验可以看出单限反相电压比较器是最基本的实验电路，其他的比较器都是在单限比较器的基础上另外加一些原件来实现需要的功能。另外，通过本次实验，实验者认识到运算放大器不仅在工作在非饱和区时有很好的应用，工作在饱和区时也有很重要的应用。五、思考题1、画出步骤1中参考电压Uref=OV时的电压传输特性曲线。答：如下图图十二、思考题12、计算步骤2中的回差电压 U=U注U-。答：由图六可知，U+=1.7V, U=-2.