电压比较器实验(1)教学提纲

电压比较器及其应用电压比较器及其应用在最常用的简单集成电路中，电压比较器仅次于排名第一的运算放大器而排名第二。

各类教科书及相关出版物中可以经常看到关于运算放大器的理论、设计和使用方法的知识内容，而关于比较器的知识内容明显较少。

我们在中等职业技术教学中，补充了一些知识内容，弥补这些不足。

一、电压比较器简介电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。

其功能是比较两个输入电压（或者说一个基准电压和一个待比较电压）的大小，并用输出电压的高电平或低电平，表示两个输入电压比较的结果：当“＋”输入端（同相输入端，下同）电压高于“－”输入端（反向输入端，下同）时，输出为高电平；当“＋”输入端电压低于“－”输入端时，输出为低电平。

电压比较器可以用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形的产生和变换等。

利用电压比较器可将正弦波变换为同频率的方波或矩形波。

电压比较器的输入是线性量，而输出是开关量（高电平或低电平）。

一般应用中，可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。

所有的运算放大器都可用作电压比较器，例如LM324、LM358、μA741、TL081、OP27等，这些都可以做成电压比较器。

LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合。

电压比较器有的使用单电源工作，如图1所示。

有的单电源和双电源都可以使用，图2所示使用的就是双电源。

我们经常使用的四电压比较器LM339，既可使用最大值36V的单电源，也可使用±18V的双电源。

电压比较器的输出端，有的自身可以输出高电平及低电平，例如输出级采用推挽式结构的；而有的电压比较器输出级是一只集电极开路的三极管，称作集电极开路输出，参见图3。

也有场效应管漏极开路输出型，与集电极开路输出型类似。

对于集电极开路输出和漏极开路输出的电压比较器，使用时要连接上拉电阻R，输出端才可能有高电平，如图4所示。

电压比较器L
M3 93
综合设计能力的提高。

【教学目标】
仁知识与技能
(1) 初步学会识读集成电路LM393的内部结构和引脚图。

(2) 理解电压比较器在电路中的作用和接入电路的方法。

(3) 学会用集成电路LM393设计制作简单的电子作品。

2、过程与方法
(1) 共同探讨电压比较器接入电路的方法，选择合适电子元器件在电子实验板上搭建验证电路，探究电压比较器电路的工作原理。

(2) 联系生活实际，通过分析、设计、制作、调试“光控照明电路",进一步了解电
压比较器在实际电路中的作用，提高分析问题、解决问题的能力。

3、情感态度与价值观
(1) 通过电压比较器电路分析、在电子实验板上组装与实验调试，达到
“理论一实践一理论”相结合，激发学习兴趣，增强创新意识，合作意识。

(2) 通过“光控照明电路”的设计和制作，感悟数字技术对改善生活的作用，激发学习科学技术、应用科学技术的热情。

【教学重点与难点】
仁重点：电压比较器电路的工作原理
2、难点：电压比较器接入电路的方法
【教学器材】
教具：多媒体课件、多媒体实物投影
学具：面包板、电池（电池夹）、导线若干、电阻、可变电阻、光敏电阻、集成块LM393发光二极管
【教学流程图】
新课导入一＞探究分析f实践验证—巩固提高f交流拓展【教学过程】
附录：板书设计
U N >U P, Uo 二“0? LED 不亮# U N <U P, U°=r 2 LED亮*。

电压比较器的研究实验报告一、实验目的1. 熟练掌握电压比较器的基本概念和工作原理。

2. 理解电压比较器的功能及应用。

3. 学会使用实验仪器和设备进行实验操作。

二、实验原理电压比较器是一种电子元件，它能够对两个电压信号进行比较，并输出高电平或低电平信号。

电压比较器通常用来检测信号是否具有特定的电平或达到某个预定阈值。

电压比较器的常用类型有两种：基本电压比较器和差分电压比较器。

基本电压比较器通常由一个运放、一个反馈电阻和一个比较电阻组成。

差分电压比较器则由两个输入端口和一个输出端口组成。

当两个输入信号的差距超过阈值时，输出端口会产生一个电压信号。

在实际应用中，电压比较器广泛用于检测和控制电子设备的运行状态，例如测量温度、湿度、压力等物理量，以及反馈控制系统、功率转换器等领域。

三、实验仪器和设备1. 示波器2. 功能信号发生器3. 电压比较器芯片4. 电阻箱5. 实验电路板四、实验步骤1.根据实验原理接线图，搭建实验电路并连接所需仪器和设备。

2.将功能信号发生器的输出端口分别接入电压比较器的两个输入端口。

3.将示波器的探针连接到电压比较器的输出端口并打开示波器。

4.依次调整功能信号发生器的频率和幅度，观察比较器输出端口的电压变化，并记录数据。

5.根据实验结果分析电压比较器对信号的比较和判断功能，得出结论。

五、实验结果经过实验测试和数据分析，得到以下结论：1.在功能信号发生器输出方波信号时，电压比较器的输出端口产生一个高电平和一个低电平信号。

2.当输入信号幅度相同时，电压比较器输出的电平受频率影响；频率越高，输出电平越短。

4.通过观察电压比较器输出端口的电压变化，可以判断输入信号的大小和是否达到设定的阈值。

3. 根据实验结果，电压比较器对输入信号的幅度和频率具有一定的敏感性，需要进行精确的调整和控制。

电压比较器讲义幻灯片1尊敬的各位专家评委，上午好！我试讲的内容为模拟电子技术中的电压比较器一节。

下面我可以我的本次试讲幻灯片2在上一节课中我们分析了一阶、二阶有源滤波器的工作原理、幅频特性以及有源滤波器在实际中的应用，那么在本次课中，我们学习模拟电子技术中另一类比较重要而且应用很广泛的电路-电压比较器。

我们将从三个方面阐述本次课的内容：1、简单的电压比较器；2、滞回电压比较器；3、集成电压比较器。

幻灯片3在讲述本节课内容之前，我们来思考这样的一个问题？在实际工业应用中，某些大功率器件如晶闸管、功率MOS、GTO等器件，它们在工作时都要产生大量的热量，如果不及时散发出去将会导致功率器件损坏，通常，我们采用散热片和散热风扇来保证它们的正常工作，那么这就涉及到一个问题，如何设计简单可行的散热风扇自动控制电路呢？通过本节课的学习我相信大家会有对此设计有一个更深入的认识和理解。

幻灯片4首先我们了解一下电压比较器的几个基本理论电压比较器的作用时用来比较两个输入电压的大小关系，它是通过输出电压的高电平或低电平；来表示两个输入电压的大小关系。

电压比较器的输入电压通常是模拟信号，一般有两路，一路为参考电压信号，一路为要比较的输入电压信号，它的输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。

我们看电压比较器的输入时模拟信号而输出时表示高低电平的数字信号，那么它就可以用来作为模拟信号与数字信号转换的基本电路，作为模拟电路和数字电路的接口，广泛应用于模拟信号/数字信号变换、数字仪表、自动控制和检测技术领域，另外也是波形产生和变换的基本单元电路。

电压比较器可以由集成运放及其附加电路组成，在实际上也可以采用专用的集成电压芯片。

下面我们看一下组成电压比较器的集成运放具有哪些特性?幻灯片5组成电压比较器的集成运放假定它工作在理想状态，它一般工作在非线性区，满足以下的三个关系：当集成运放的同相端的电压大于反相端的电压的时候，集成运放输出为高电平，集成运放趋向于正向饱和，当集成运放的同相端的电压等于反相端的电压的时候，这时集成运放的输出状态是不定的，它要发生状态上的跳转，或者从低电平跳变到高电平，或者从高电平跳变到低电平，那么，同相端电压等于反相端电压比较器状态发生跳转，此时，是我们分析电压比较器的状态变化的重要依据。

电压比较器实验报告
实验目的：
1.了解电压比较器的基本原理；
2.掌握电压比较器的实际应用；
3.学会使用示波器观察电压比较器输出信号。

实验仪器与器件：
1.电压比较器集成电路LM311
2.电源
3.电阻、电容、开关等元器件
4.示波器
实验原理：
电压比较器是一种用于实现电压比较功能的模拟电路。

它根据输入电压的大小，输出高电平或低电平信号。

电压比较器通常由一个差动放大器和一个输出级组成。

实验步骤：
1.将电压比较器集成电路LM311连接到电路板上。

将正极接入正电源，负极接地。

2.连接一个可调电阻和电容，以便调节输入电压。

3.将示波器的探头分别连接到比较器的输入端和输出端。

4.调节可调电阻和电容，改变输入电压，并观察输出信号的变化。

5.记录实验结果。

实验结果与分析：
根据实验观察，当输入电压大于参考电压时，输出为高电平；当输入电压小于参考电压时，输出为低电平。

通过调节可调电阻和电容，可以改变输入电压的大小，从而改变输出信号的状态。

实验结论：
通过实验，我们了解了电压比较器的基本原理和实际应用。

电压比较器可以根据输入电压的大小来输出不同的信号，常用于比较电压大小、触发器、开关等电路中。

同时，我们也学会了使用示波器观察电压比较器输出信号，并能根据实验结果进行分析。

电压比较器实验报告【实验目的】1.了解电压比较器的基本原理和工作方式；2.掌握电压比较器的基本电路连接方法；3.学会使用示波器测量电压比较器输出波形。

【实验仪器】示波器、电源、电阻、变阻器、电容、集成电路LM358等。

【实验原理】电压比较器是一种广泛应用于电子电路中的重要器件，它常用于信号比较和开关控制等场合。

基本原理是比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。

常见的电压比较器有比较输入电压与参考电压的大小关系，然后输出高电平或低电平信号。

常见的电压比较器有LM358、LM393等。

【实验步骤】1.接线：将示波器、电源和电阻、电容正确连接，接入比较器的正、负输入端口和输出端口。

2.调节电源：设置电源的输出电压，确保输入端口的电压在适当的范围内。

3.调节变阻器：通过调节变阻器的阻值，来控制比较器的参考电压。

4.测量输出波形：将示波器的输入端口接入比较器的输出端口，打开示波器并设置合适的测量参数，观察输出波形。

【实验数据】1. 测量输出波形的时间周期：T = 2ms。

2. 测量输出波形的峰峰值：Vpp = 4.8V。

3. 设定的参考电压：Vref = 2.4V。

【实验分析】1. 根据实验数据，输出波形的时间周期为2ms，说明电压比较器的工作频率较高。

2.输出波形的峰峰值为4.8V，说明输出信号的幅度较大。

3.参考电压设定为2.4V，当输入电压高于2.4V时，输出信号为高电平；反之，输出信号为低电平。

【实验结论】通过本次实验，我们学习了电压比较器的基本原理和工作方式，并成功地实验了电压比较器的基本电路连接方法。

通过调节参考电压和输入电压，我们可以控制比较器的输出信号。

实验结果符合基本原理，验证了电压比较器的工作准确性和稳定性。

【实验总结】本次实验通过实际操作和测量，使我们更加深入地了解了电压比较器的原理和工作方式。

同时，我们也学会了如何使用示波器来测量输出波形，加深了对电子电路测量的认识。