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)。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 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。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。图7-3 同相输入滞回比较器电路（a）及传输特性（b）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。 输入端悬空，用数字万用表测量VO的值。 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。 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： E 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。 E 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）。 E 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.