电压比较器实验.docx
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电压比较器实验.docx
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电压比较器实验
电压比较器实验
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过零电压比较器是电压比较电路的基本结构,它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。
常用于测量正弦波的频率相位等。
当输入电压时,输出;反之,当输入电压时,输出。
●基本单门限比较器电路
单门限比较器的输入信号Vin接比较器的同相输入端,反相输入端接参考电压Vref(门限电平)。
当输入电压Vin>Vref时,输出为高电平VOH;当输入电压Vin ●正基准电压的单电源比较器电路 上述三种电路都是将基准电压连接至反相输入端,并将信号电压连接至同相输入端,利用两输入端子之间的差动输入电压动作,因此信号电压与基准电压即使任意互换,除了输出的动作会反相外,对电路并不会造成任何问题。 ●迟滞比较器电路 迟滞比较器的同相输入端接输入电压,反相输入端接参考电压时,输入电压从低值达到超过上门限电压VTH时,比较器输出从低的VOL到高的VOH翻转,称为同相滞后比较器,或称为上行迟滞比较器;反之,反相输入端接输入电压,同相输入端接参考电压,称为反相滞后比较器,或称为下行迟滞比较器 四.实验内容和步骤 实验一: 采用LM393做比较器,设计过零电压比较器电路,反相输入端接地,同相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线,并测量输出方波的上升时间与下降时间。 ●接线图如图所示: 输出波形为: 测得上升时间 为30us。 下降时间0.0030ms。 实际操作得出波形图: 传输特性曲线 上升时间为2.64us,下降时间小于1us。 实际的上升下降时间和仿真得到的理论值有一定的出入。 仿真的上升下降曲线为线性,实际的波形图为非线性曲线。 原因应该是示波器有一定的电容值,对输出波形造成了影响,电容充放电的过程造成了上升为非线性曲线。 实验二: 采用LM358做比较器,设计过零电压比较器电路,反相输入端接地,同相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线,并测量输出方波的上升时间与下降时间。 接线图: 输出波形为 得到上升时间: 0.1ms;下降时间为: 0.13ms。 实际的输出波形为: 上升时间为: 12.8us下降时间为14.4us。 转移特性曲线如图 与393芯片相比,上升下降时间明显增大了不少,可见比较器与实际的运放的响应速度还是有差别的;与第一个实验类似,仿真值与实际值有一定的出入,同样是示波器的电容影响。 实验三: 采用LM393做比较器,设计单门限比较器电路,反相输入端接一可调输入电压Uin,同相输入端接1kHz、5V三角波信号,测量并绘制输出方波占空比与输入电压Uin的关系,理解PWM的生成原理。 接线图如下 Uin为1.5V时。 输出波形: 在研究输出方波占空比与输入电压Uin的关系时,与同组同学合作,得到以下的波形图。 0.5V0.6V0.8V 1.05V1.3V1.5V 2V2.5V3V 3.4V4V4.5V 5V5.5V7V 在此基础上,对其进行曲线拟合。 得到占空比与Vsin的关系图。 这是一条非线性的曲线。 实验四: 设计反相输入(下行)滞回电压比较器,反相输入端接1kHz、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 接线图如下: 仿真输出波形如下: 仿真得到的转移特性曲线: 实际得到的输出波形为方波转移特性曲线 实验五: 设计窗口电压比较器电路,输入为1kHz、5V三角波信号,设置参考电压Vref1为1V直流电压,参考电压Vref2为4V直流电压,测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 接线图: 仿真输出波形: 传输特性曲线: 实际的输出波形与转移特性曲线:
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