实验七-电压比较器的设计与调试.pptVIP

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实验七 电压比较器的设计与调试 一、实验目的 1. 进一步理解由集成运放组成的电压比较器的工作原理; 2. 掌握电压比较器的电路构成及临界特点; 3. 学习自行设计和调测电压比较器的方法。 二、实验原理 电压比较器广泛用于信号处理、测量、自动控制系统以及波形发生电路中。它的功能是比较两个电压的大小,通常是将输入信号Vi与参考电压VR进行比较,图6-1是简单电压比较器原理图。 Vi加在反相端,称为反相电压比较器,如图7-1(b)所示,Vi加在同相端,称为同相电压比较器,如图7-1(a)。 为了提高比较器的灵敏度和响应速度,比较器中的运放均工作于开环或正反馈状态,其电压放大倍数很高,而输出电压Vo为跳变的高、低电平,高、低电平的幅值由所加电源电压及运放的最大输出电压幅值所决定。如图6-1(a)所示同相电压比较器中,当Vi VR时,输出为高电平,即+Vom。 如将参考电压VR接地,使VR=0,则输入信号每经过一次零值时,输出电压就会发生跳变,这种比较器称为“过零比较器”,如图7-2所示。 在简单电压比较器中引入正反馈,即构成迟滞比较器,如图7-3(a)所示。该比较器有两个数值不同的门限电压(或阈值),传输特性如图7-3(b)所示。 实验内容及步骤: 1.首先将放大器调零; 2.按试验电路图接线路,注意以下几点: 模拟电路实验箱的用法 双电源的连接: 电路元件的连接: 电路的输入: 电路的输出: 限幅电路的选择: 三、实验内容及步骤 (1).过零电压比较器 1.反相输入过零电压比较器: 电路如图7-2所示。 ① 输入端悬空,用数字万用表测量VO的值。 ② 正弦信号VI=1v,f=500Hz,信号从反相端输入,观察输入与输出电压波形的相位关系,测量输出信号电压的幅值,绘制波形图。 ③ 改变正弦信号电压的幅值,观察输出信号电压的变化。 2. 同相输入过零电压比较器: 实验电路如图8-2所示。 自行设计同相输入过零电压比较器,正弦信号VI=1v,f=500Hz,且信号从同相端输入; 用示波器观察输入与输出电压波形的相位关系,且用示波器测量输出信号电压V0的幅值,分别绘制输入与输出电压的波形图。 (2).滞回电压比较器: 1.反相输入滞回电压比较器: 用信号发生器调节一个正弦信号VI=1v,f=500Hz,信号从反相端输入,观察输入与输出电压波形的相位关系,测量输出信号电压的幅值,绘制波形图。 VI接直流信号源,分别测出VO由+VOM~-VOM ,以及由-VOM~+VOM时,VI的临界值(阀值)。 画出反相输入滞回电压比较器的电压传输特性。 2.同相输入滞回电压比较器 自行设计同相输入滞回电压比较器,正弦信号VI=1v,f=500Hz,且信号从同相端输入,用示波器观察输入与输出电压波形的相位关系,且用示波器测量输出信号电压V0的幅值,分别绘制输入与输出电压的波形图。画出同相输入滞回电压比较器的电压传输特性。 (3)窗口比较器 自己设计并验证一窗口比较器,要求: 画出电路图, 测出门限电压, 绘制电压传输特性曲线图. * 图7-1 简单电压比较器及其传输特性 (a) 同相电压比较器 (b) 反相电压比较器 (c) 电压比较器传输特性 图7-2 过零比较器及其传输特性 (a) 反相输入过零比较器 (b) 同相输入过零比较器 (c)过零比较器传输特性 图7-3 同相输入滞回比较器电路(a)及传输特性(b) *

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