滞回比较器设计

模拟电子技术课程设计报告专业:班级:级班姓名:学号:指导老师:XX学院日期: 年月教师评语：目录一、设计任务和要求 (1)二、比较器参数计算 (1)三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 (3)1、滞回比较器部分 (3)2、窗口电压比较器部分 (3)（1）窗口比较器 (3)（2）窗口比较器的限幅 (4)3、直流稳压电源部分 (4)4、 LM317可调稳压电源 (5)5、总电路图 (5)6、仿真测试 (6)四、实体电路制作 (7)1、元件清单 (7)2、直流稳压电源改装 (8)3、电路元件焊接 (8)4、实体电路测试 (9)五、总结与体会 (10)一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V 内输出电平不变；小于2V 输出低电平，大于5V 输出高电平。

2、高电平为+3V ，低电平为-3V ；3、参考电压U REF 自行设计；4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。

二、比较器参数计算在任意电平比较器中，如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反馈，就可以构成滞回比较器，如图（2-1) 所示。

它的门限电压随着输出电压的大小和极性而变。

从图（2-2）中可知，它的门限电压为： REF REF o C U R R R U u u U ++-==++211)(2121R R R U R u REF o +⋅+⋅= （1）而u o = ±U OM ，根据上式可知，它有两个门限电压（比较电平），分别为上门限电压U H 和下门限电压U L ，两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。

即：△U=U H – U L （2） 当集成运放的输出为+U OM 时，通过正反馈支路加到同相输入端的电压为：OM U R R R 211+则同相输入端的合成电压为： REF OM U R R R U R R R U 212211+++=+ = U H （上门限电压） （3）当u i 由小到大，达到或大于上门限电压U H 的时刻，输出电压u o 才从+U OM跃变到-U OM ，并保持不变。

模拟电路课程设计报告设计课题：滞回比较电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：滞回比较器电路设计一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V内输出不变；小于2V 输出低电平，大于5V输出高电平。

2、高电平为+3V，低电平为-3V；3、参考电压UREF自行设计；4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

二、方案设计与论证电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路。

其基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平电压，据此来判断输入信号的大小和极性。

输出电平在最大输出电压的正极限值和负极线值之间摆动。

此次课程设计要求做一个输入小于2V时输出-3V，输入大于5V时输出3V，输入2V-5V时输出不变得滞回比较器电路。

总体思路如下：1．方案设计方案一：被测信号从同相输入端输入，输出端用稳压管稳压，参考电压用电位器分压取得通过电压跟随器与反相输入端相连。

运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。

方案一原理图如图2-1所示图2-1 方案一原理图方案二，被测信号从反相输入端输入，输出端用稳压管稳压，再接一个反相比例运算电路，使其比例系数为-1。

参考电压由电位器分压获得，通过电压跟随器与同相输入端相连。

运用滞回比较器基本原理实现要求的功能。

方案二原理图如图2-2所示Ui图2-2 方案二原理图2.方案论证方案一：电路相对简单，焊接比较简单，所需元器件较少且容易获得。

方案二：电路结构相对复杂，焊接比较繁琐，需要的元器件相对较多。

我的选择：方案一。

理由：所用元件较少，焊接比较简单，价格较便宜，性能也不相上下。

故较方案二要好一些。

三、单元电路设计与参数计算1．滞回比较电路--方案一因 V U Z 3= 322R R =得VU REF 37=令则KR R R R R 31032321=+⨯=因此，当输入信号在2V-5V 内输出不变；当小于2V 时输出低电平-3V ，大于5V 时输出高电平+3V 。

基于multisim的滞回电压比较器的设计及其应用滞回电压比较器是一种基于反馈的电路，用于将一个输入信号与固定的阈值进行比较，从而产生一个二进制数字输出。

multisim是一种电路模拟软件，是设计和测试电路的理想工具。

本文将介绍基于multisim的滞回电压比较器的设计方法及其应用。

一、设计原理滞回电压比较器的核心部件是用于放大和反馈的比较器。

以下是滞回电压比较器的工作原理：- 输入信号被传入比较器。

- 如果输入信号的幅度大于阈值电平，则比较器将二极管 D1 导通并输出高电平。

- 当输出电压达到某个阈值时，反馈回路会给放大器提供强反馈，并将逆向比较器输入电压引至零。

这导致比较器关闭。

- 在输入信号下降到低于阈值电平之前，输出保持高电平，无论输入信号的变化如何。

二、电路设计滞回电压比较器可以用多种电子元件构建。

在此，我们将使用multisim软件来构建一个基于操作放大器的滞回电压比较器电路。

以下是电路的设计步骤：1、进入multisim软件，选择“新建电路”开始新建电路。

2、选择工具栏中的“元件”按钮，找到所需的元件并将其放置到电路中。

3、选择操作放大器（op-amp）元件，放置在电路中。

4、添加滞回电阻。

将一个滞回电阻放置在比较器的输入端，另一个放在反馈电路中。

5、添加比较电阻。

将两个比较电阻连接在操作放大器的输入端和接地点之间。

6、添加稳压二极管。

将稳压二极管 D1 放置在电路的输出端，用于产生固定的阈值电平。

7、连接电路的各个部分，以使它们能够正常工作。

三、应用滞回电压比较器可以用于许多应用，例如：1、电子开关：当输入信号达到设定阈值时，比较器将输出一个稳定的高电平，使得电路器件可以接通/断开。

2、电池充电：当电池充电电压达到设定阈值时，比较器将控制充电器结构的开关，以保护电池免受过度充放电的影响。

3、电压稳定器：比较器可以监测电压并调整输出电压，以保持其稳定。

总之，滞回电压比较器是一种实用的电路，可大大简化和方便电路设计及各种电子设备的使用，是电子工程师必备的一种工具和技能。

模电自主设计实验—同相滞回电压比较器的研究报告实验目的：通过实验研究同相滞回电压比较器的工作原理和性能，加深对其内部电路结构和特性的理解，提高电路设计和分析能力。

实验原理：同相滞回电压比较器是一种常见的模拟电路，用于对两个输入电压进行比较，输出高电平或低电平。

其基本原理是通过对输入电压进行放大，然后与一个参考电压进行比较，根据比较结果输出高电平或低电平。

实验器材与材料：1.同相滞回电压比较器芯片（LM393）2.电源（+12V，-12V）3.示波器4.信号源5.电阻、电容等元件实验步骤：1.将同相滞回电压比较器芯片（LM393）连接到电源并接地，根据数据手册连接芯片的引脚。

2.将输入电压源和参考电压源连接到芯片的输入引脚，并设置合适的电压值。

3.连接示波器到芯片的输出引脚，以观察输出信号波形。

4.调整输入电压源的电压值，逐步改变输入电压，观察示波器上的波形。

5.记录不同输入电压下的输出电平，分析其特点和变化规律。

6.比较实验结果与理论预期，检验实验结果的准确性。

实验结果与讨论：通过对同相滞回电压比较器的实验研究，我们观察到与输入电压和参考电压的关系对输出电压有明显影响。

当输入电压高于参考电压时，输出为高电平；当输入电压低于参考电压时，输出为低电平。

在输入电压接近参考电压附近时，输出会出现翻转现象，即输入电压经过比较后产生切换效应。

与理论预期相比，实验结果基本一致。

在进行实验时，我们还发现了一些实际电路中的问题，如杂散电容和电源波动等对电路性能的影响。

结论：通过本次实验，我们深入了解了同相滞回电压比较器的工作原理和性能。

实验结果与理论预期基本一致，验证了同相滞回电压比较器的准确性和可靠性。

此外，还发现了实际电路中可能存在的问题，为电路设计和优化提供了一定的参考。

改进方向：在今后的实验中，我们可以进一步研究同相滞回电压比较器的性能参数，如响应时间、功耗等，以及对其进行电路优化和性能提升。

此外，可以与其他电路进行组合，实现更复杂的功能。

滞回比较器设计模拟电子技术课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN题是抗干扰能力差。

为克服这个缺点，可以采用具有滞回特性的比较器。

沈阳大学3、设计方案论证设计的电路图与参数计算图 1滞回比较器电路图V U R R R U R R R U Z F REF F F T 662001001006200100200222=⨯++⨯+=+++=+V U R R R U R R R U Z F REF F F T 262001001006200100200222=⨯+-⨯+=+-+=-V U U U T T T 426=-=-=∆-+沈 阳 大 学图 2滞回比较器的传输特性图滞回比较器基本工作原理在本电路中，当集成运放反相输入端与同相输入的电位差相等，即+-=u u 时，输出端发生跳变。

其中1u u =-，+u 则由参考电压REF U 及输出电压0u 二者共同决定，而0u 有两种可能的状态：+Z U 或-Z U 。

由此可见，使输出电压由+Z U 跳变为-Z U ，以及由-Z U 跳变+Z U 所需的输入电压值是不同的。

也就是说这种比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。

利用叠加原理可求得同相输入端的电位为0222u R R R U R R R u FREF F F +++=+沈 阳 大 学沈阳大学图 3滞回比较器原理电路图5、滞回比较器仿真分析利用Multisim的瞬态分析功能，测得其输入，输出波形。

再选择起始时间上，由于输入电压的频率为50HZ,则其周期为，为了便于观察，其终止时间选择为。

以上完成后，观察其输入，输出波形。

其图如下：图 4滞回比较器输入输出波形沈阳大学观察波形可知：当1u 增大时，在V u 61≈时0u 发生跳变，当1u 减小时V u 21≈时发生跳变，即滞回比较器的门限电平为V U T 6≈+ V U T 2≈-其传输特性如下图。

图 5滞回比较器传输特性误差分析：1.人眼观测数据时会估读，不可避免会由误差 2.机器本身不可避免的会有误差沈 阳 大 学沈阳大学课程设计任务书的主要问题是抗干扰能力差。

模拟电子技术课程设计报告专业:班级:级班姓名:学号:指导老师:XX学院日期: 年月教师评语：目录一、设计任务和要求 (1)二、比较器参数计算 (1)三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 (3)1、滞回比较器部分 (3)2、窗口电压比较器部分 (3)（1）窗口比较器 (3)（2）窗口比较器的限幅 (4)3、直流稳压电源部分 (4)4、 LM317可调稳压电源 (5)5、总电路图 (5)6、仿真测试 (6)四、实体电路制作 (7)1、元件清单 (7)2、直流稳压电源改装 (8)3、电路元件焊接 (8)4、实体电路测试 (9)五、总结与体会 (10)一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路；被测信号在2V-5V 内输出电平不变；小于2V 输出低电平，大于5V 输出高电平。

2、高电平为+3V ，低电平为-3V ；3、参考电压U REF 自行设计；4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。

二、比较器参数计算在任意电平比较器中，如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反馈，就可以构成滞回比较器，如图（2-1) 所示。

它的门限电压随着输出电压的大小和极性而变。

从图（2-2）中可知，它的门限电压为： REF REF o C U R R R U u u U ++-==++211)(2121R R R U R u REF o +⋅+⋅= （1）而u o = ±U OM ，根据上式可知，它有两个门限电压（比较电平），分别为上门限电压U H 和下门限电压U L ，两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。

即：△U=U H – U L （2） 当集成运放的输出为+U OM 时，通过正反馈支路加到同相输入端的电压为：OM U R R R 211+则同相输入端的合成电压为： REF OM U R R R U R R R U 212211+++=+ = U H （上门限电压） （3）当u i 由小到大，达到或大于上门限电压U H 的时刻，输出电压u o 才从+U OM跃变到-U OM ，并保持不变。

Proteus滞回比较器电路设计1.引言比较器是一种常见的电子元件，用于将输入信号与一个基准值进行比较，并输出对应的逻辑电平。

滞回比较器是一种特殊类型的比较器，其输出状态在输入信号经过基准值时会发生突变，从而产生滞回现象。

本文将介绍如何在P ro te us软件中设计一个滞回比较器电路。

2.硬件设计2.1元件选择在设计滞回比较器电路时，我们需要选择合适的元件。

以下是一些常用的元件：-运算放大器（O p-Am p）：用于放大输入信号，并产生滞回效应；-电阻：用于设置滞回比较器的阈值；-二极管：用于限制电压范围；-耦合电容：用于隔离直流偏置。

2.2电路连接在P ro te us中，我们可以使用V i rt ua lI ns tr um ent(VI)&PC BD es ig n软件来进行电路设计和仿真。

1.打开Pr ot eu s软件，并创建一个新的工程文件。

2.在C om po ne nt s栏中选择合适的元件，并将其拖放到工作区。

3.连接元件的引脚以构建滞回比较器电路。

-运算放大器的非反馈输入端连接到输入信号源，反馈输入端与输出端连接。

-通过电阻将反馈输入端与滞回比较器的阈值连接。

-使用二极管和耦合电容对输入信号进行限制和隔离。

4.完成电路设计后，保存并命名文件。

3.电路仿真3.1设置仿真参数在P ro te us中进行电路仿真前，需设置仿真参数以确保正确的模拟结果。

1.在工具栏中选择"P r ot eu sV SM Si mu lat i on"。

2.在仿真设置对话框中，设置仿真时长、采样频率和仿真步长等参数。

3.2运行仿真1.在工具栏中选择"R u nS im ul at io n"按钮，开始执行电路仿真。

2.检查仿真结果，观察滞回比较器的输出变化。

4.仿真结果分析通过Pr ot eu s仿真得到的结果可以帮助我们对滞回比较器电路的性能进行评估和优化。

课程设计说明书课程名称：电子技术课程设计设计题目：滞回比较器电路设计专业：电气工程及其自动化班级：电气1502班*名：***学号： ************ 指导教师：设计时间： 2017年6月19日—2017 年6月30日目录1 . 概述 (1)2 . Multisim单元电路设计、仿真及原理介绍 (1)2.1.电源设计 (1)2.2.滞回比较器 (2)2.3.窗口比较器电压部分 (4)3.2.1窗口比较器 (4)3.2.1窗口比较器的限幅 (5)3.2.1总电路图 (5)3. 仿真测试 (6)4. 设计心得体会 (7)5. 参考文献 (9)6. 附录 (10)1 概述压比较器可以看作是放大倍数接近"无穷大"的运算放大器。

电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系): 当"+"输入端电压高于"-"输入端时，电压比较器输出为高电平; 当"+"输入端电压低于"-"输入端时，电压比较器输出为低电平。

电压比较器的作用:它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。

利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此人们就要对它进行改进。

改进后的电压比较器有:滞回比较器和窗口比较器。

运放，是通过反馈回路和输入回路的确定"运算参数"，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。

而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。

电压比较器输入是线性量，而输出是开关(高低电平)量。

一般应用中，有时也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。

可用作电压比较器的芯片:所有的运算放大器。

常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。