電壓比較器數(shù)據(jù)處理

1、電壓比較器一、 實驗目的1、掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及工作原理2、掌握電壓比較器參數(shù)的測量方法二、 實驗原理1、集成運算放大器簡介：2、 理想運放的主要性能指標：3、 集成運放在非線性應用：運放在非線性應用時必須工作于開環(huán)或正反饋狀態(tài)（虛短已不適用），輸出電壓只有高、低兩種狀態(tài)。若u+u，則uo=uom（uOm為正輸出飽和電壓）；若u+u，則uo=uom（uOm為負輸出飽和電壓）。電壓比較器是運放的典型非線性應用，其功能是將輸入電壓與參考電壓uREF相比較。三、 實驗步驟及數(shù)據(jù)處理1. 單限電壓比較器：（1）原理圖一、單限反相電壓比較器原理圖分析：當時，uo=uom（uOm為正輸出飽和電壓）；

2、當時，uo=uom（uOm為負輸出飽和電壓）。（2）實驗步驟及方法a) 電源電壓Ec=±5V（由實驗箱提供），參考電壓uREF+=+1V（由GDP-3303D直流穩(wěn)壓電源）。b) 輸入信號ui（三角波）：峰峰值upp=5V，頻率=200Hz（ui由DSO-x 2014A示波器提供）。c) 用示波器1、2通道同時觀測輸入、輸出電壓波形。1通道觀察輸入電壓波形（作觸發(fā)源），2通道觀察輸出電壓波形。示波器水平時基歸零和垂直位移歸零。用示波器X-Y模式測量電壓傳輸特性曲線。（3）實驗數(shù)據(jù)處理圖二、單限電壓比較器輸入、輸出電壓波形和電壓傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為

3、，。圖三、單限電壓比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時ui的幅值為1.00V。2. 滯回電壓比較器（反相滯回電壓比較器）（1）原理圖四、滯回比較器原理圖原理分析：電路引入了負反饋，使參考電壓在電壓變化的不同方向上值不相同：當uo=+uom時，當uo=uom時， （2）實驗步驟及方法參考電壓uREF=0，測試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實驗數(shù)據(jù)處理圖五、滯回比較器輸入輸出特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為，。圖六、滯回比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時ui的幅值為1.7V和-2.3V。圖六、滯回比較器傳輸

4、特性曲線3. 窗口電壓比較器（1）原理圖七、窗口比較器原理圖原理分析：本實驗電路可以限制輸入電壓在某一范圍時才輸出高電壓，其余都是低電壓，因此叫做雙限電壓比較器，傳輸特性曲線很像古時候窗口的形狀，因此又叫做窗口電壓比較器（個人理解）。（2）實驗步驟及方法參考電壓uREF=±1V，測試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實驗數(shù)據(jù)處理由于實驗儀器中有一只二極管壞了，造成實驗的波形只有一半，輸出波形中頻率增大了一倍，如下圖：圖八、儀器損壞時得到的圖像由于實驗最后時間倉促（發(fā)現(xiàn)電路儀器損壞的時間已是21：20），使用另外的一個電路箱測量時并未重新連接該電路，因此，實驗需要測量的有關(guān)窗口比較

5、器的圖像并未得到。4. 三態(tài)電壓比較器 （1）原理圖九、三態(tài)電壓比較器原理圖（2）實驗步驟及方法參考電壓uREF=±1V，測試步驟、方法同前b）、c）、d）。（3）實驗數(shù)據(jù)處理圖十、三態(tài)電壓比較器輸入輸出特性曲線由上圖可以看出，輸入電壓的幅值為，輸出的幅值為，。圖十一、三態(tài)電壓比較器傳輸特性曲線由上圖可以看出，輸出的幅值為，輸出電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時ui的幅值為1.00V和-1.00V。四、 實驗總結(jié)本次實驗測試的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、雙限比較器（窗口比較器）和三態(tài)比較器，通過本次實驗可以看出單限反相電壓比較器是最基本的實驗電路，其他的比較器都是在單限比較器的基礎(chǔ)上另外加一些原件來實現(xiàn)需要的功能。另外，通過本次實驗，實驗者認識到運算放大器不僅在工作在非飽和區(qū)時有很好的應用，工作在飽和區(qū)時也有很重要的應用。五、 思考題1、畫出步驟1中參考電壓uREF=0V時的電壓傳輸特性曲線。答：如下圖圖十二、思考題12、計算步驟2中的回差電壓u=u+u-。答：由圖六可知，u+=1.7V,u-=-2.3V,u=u+u-=1.7+2.3V=4.0V3、 在步驟3中，如果將