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电压比较器实验--模拟电路实验箱

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、实验原理
电压比较就是将一个模拟量的电压信号去和一个参考电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，通常用于越限报警，模数转换和波形变换等场合。
1、过零比较器
如图12-1所示为反相输入方法的过零比较器，利用两个背靠背的稳压管实现限幅。集成运放处于工作状态，由于理想运放的开环差模增益

。
因此，当

<0时，

（为最大输出电压）＞

，导致上稳压管导通下稳压管反向击穿

。
当

>0时，

，导致上稳压管反向击穿，下稳压管正向导通

，其比较器的传输特性为：

2、反相滞回比较器
如图12-2所示，利用叠加原理求得同相输入端的电位为:

若原来

，当

逐渐增大时，使

从跳变到

所需的门限电平用

表示，

若原来的

，当

逐渐减小，使

从跳变

为所需的门限电平用

表示，则

上述两个门限电平之差称为门限宽度线回差，用Δ

表示

门限宽度

的值取决于

及

、

的值与参考电压

无关，改变

的大小可同时调节V_T+、V_T-的大小，滞回比较器的传输特性可左右移动，但滞回曲线的宽度将保持不变。
3、同相输入滞回比较器
如图12-3，由于

故

利用叠加原理可得：

即为阈值

滞回曲线图示：

三、仪器设备
1、双踪示波器
2、信号发生器
3、数字万用表
4、集成运算放大电路模块
四、预习要求
1、分析图l2-1电路，弄清以下问题：
(1) 比较器是否要调零?原因何在?
(2) 比较器两个输入端电阻是否要求对称?为什么?
(3) 运放两个输入端电位差如何估计?
2、分析图12-2电路，计算：
(1) 使V₀由

变为

的V_i 临界值。
(2) 使V₀由

变为

的V_i 临界值。
(3) 若由V_i输入有效值为lV正弦波，试画出V_i- V₀波形图。
3、分析图l2-3电路，重复2的各步。
4、按预习内容准备记录表格及记录波形的坐标纸。
五、实验内容
1、过零比较器
实验电路如图12-1所示

图12-1过零比较器
(1) 按图接线，V_i悬空时测V₀电压。
(2) V_i输入500Hz有效值为lV的正弦波，观察V_i-V₀波形并记录。
(3) 改变V_i幅值，观察V₀变化。
2、反相滞回比较器
实验电路如图l2-2所示

图12-2反相滞回比较器
(1) 按图接线，并将R_F调为100K， V_i接DC电压源，测出V₀由

→

时V_i的临界值。
(2) 同上，V。由

→

。
(3) V_i接500Hz有效值lV的正弦信号，观察并记录V_i- V₀波形。
(4) 将电路中R_F调为200K，重复上述实验。
3、同相滞回比较器。实验电路为图12-3所示

图12-3 同相滞回比较器
(1) 参照(二)自拟实验步骤及方法。
(2) 将结果与(二)相比较。
六、实验报告
1、整理实验数据及波形图。并与预习计算值比较。
2、总结几种比较器特点。

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