实验三 电压比较器

电压比较器实验报告实验名称：电压比较器实验实验目的：1.理解电压比较器的基本概念和工作原理；2.掌握电压比较器的实验方法和操作技巧；3.通过实验，熟悉电压比较器的应用场景和功能。

实验器材：1.电压比较器集成电路芯片；2.直流电源；3.小灯泡/发光二极管；4.电阻；5.电源线、连接线等。

实验原理：电压比较器的工作原理是利用了比较运算放大器的特性。

比较运算放大器是一种特殊的运算放大器，它的输出是根据输入电压大小而变化的。

比较运算放大器一般可以分为两个输入端：一个是非反相输入端，另一个是反相输入端。

根据输入电压的大小，当非反相输入电压大于反相输入电压时，输出接近正最大输出电平；当非反相输入电压小于反相输入电压时，输出接近负最大输出电平。

电压比较器常用于模拟电路中的电压比较、触发等应用。

实验步骤及操作：1.将电压比较器芯片连接到实验板上，并连接电源线；2.将参考电压连接到反相输入端，并通过电阻与正极相连；3.将待比较的电压连接到非反相输入端；4.将输出端连接到小灯泡或发光二极管，并通过电阻与负极相连；5.打开电源，调整参考电压和待比较的电压，观察输出端的电平变化；6.增加或减小待比较电压，观察输出端的变化。

实验结果及分析：通过实验，可以得到以下结论：1.当待比较电压大于参考电压时，输出端的电平为高电平；2.当待比较电压小于参考电压时，输出端的电平为低电平。

实验现象及原因分析：在实验中，我们可以观察到输出端的电平变化，这是由于电压比较器根据输入电压的大小来判断并输出相应的电平。

当待比较电压大于参考电压时，反相输入端电压小于非反相输入端电压，输出端的电平为高电平；当待比较电压小于参考电压时，反相输入端电压大于非反相输入端电压，输出端的电平为低电平。

实验应用：1.温度控制：可用于温度测量、温度比较和温度控制等方面；2.电池管理：可用于电池电量检测和电池保护等方面；3.液位控制：可用于液位传感和液位监测等方面。

专业：电气工程卓越人才`实验报告课程名称：电路与电子技术实验指导老师：周箭成绩：实验名称：电压比较器及其应用实验类型：电子电路实验同组学生姓名：邓江毅一、实验目的二、实验内容三、主要仪器设备四、实验数据记录、处理与分析五、思考题及实验心得一、实验目的1．了解电压比较器与运算放大器的性能区别；2．掌握电压比较器的结构及特点；3．掌握电压比较器电压传输特性的测试方法；4．学习比较器在电路设计中的应用。

二、实验数据记录、处理与分析①【过零电压比较器电路】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V in≤V out时，输出V out=V OL；反之，当输入电压V in≥V out时，输出V out=V OH。

实验仿真:85实测实验记录：由于时间不足，没有做过零比较器的相关实测②【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<Vref 时，输出为低电平VOL。

实验仿真实测实验记录(未接上拉电阻）（接了上拉电阻）（电压传输特性曲线）（改变比较电压Vref=2.52V）(改变边角电压Vref=-2.52V)（输入方波）（放大）改变输入正弦波的频率进行测量：（输入正弦波20KHZ）（输入正弦波50Khz）（输入正弦波100KHZ）（输入正弦波500KHZ）改用运放LM358：（输入正弦波1KHZ）（输入正弦波2KHZ）（输入正弦波20KHZ）（输入正弦波50KHZ）（输入正弦波100KHZ）（输入正弦波500KHZ）分析：对比运放LM358和LM393，发现LM393对于高频段的正弦波输入有更好的输出响应（失真度远低于运放LM358）上述两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。

接地
+12V
接地
测量对应Ui记入表2 测量Uo记入表2 -12V 继续减小Ui 测量Up到略小于0 接地
数值记录在中间位置
补充测量中间值填入表中。注意：转 折电压附近的两个点相隔越近越好。
六、实验报告要求
1．画出电路图，标明参数值。 2．将比较器翻转时ui的实测值与理论计算值进 行比较，并分析产生误差的原因。 3．绘出比较器的电压传输特性，标明参数值。
二、实验原理说明
uo U Z时， R3 R2 up ui U Z uN 0 R2 R3 R2 R3 R3 UT U Z 0.5U Z 3V R2
二、实验原理说明
R3 UT U Z 0.5U Z 3V R2 UT UT (UT ) 2UT 6V U OH U Z 6V , U OL U Z 6V
1、连接电路； 2、测量正向电压传输特性； 3、测量反向电压传输特性。
连接电路
+12V 接地
-12V
直流信号源 接地
测量正向 传输特性
接地
+12V
测量Uo记入表1 -12V
调到-5V
接地
+12V 接地 测量对应Ui记入表1 测量Uo记入表1 -12V 增大Ui 测量Up到略小于0
接地
+12V
接地
测量对应Ui记入表1 测量Uo记入表1 -12V 继续增大Ui 测量Up到略大于0 接地
数值记录在中间位置
补充测量中间值填入表中。注意：转 折电压附近的两个点相隔越近越好。
测量反向 传输特性
接地
+12V
测量Uo记入表2 -12V
调到+5V

电压比较器实验报告.doc
本次实验采用了MC1458、NE555及其搭配的电感、电容，以及几根导线组成了一只电压比较器，在两路电压输入之后，如果高电压输入大于低电压输入，就会将状态置为高；若低电压输入大于高电压输入，就会将状态置为低。

实验现场，首先将两个电压源（4V与7V）接入电压比较器的VCC端，随后以多次调节条件分别测量状态端的电压，从而可以发现：当输入的高电压大于低电压时，状态端的电压为高电平，为VCC，可见在电压比较器的动作下，它的放大贴片继续作用，从而使状态端的电压保持在VCC的状态；当输入的低电压大于高电压时，状态端的电压为低电平，在此情况下电压比较器不再工作，直接将状态端的电压放在OC端口位置上。

在实验中，调节电压源可以使状态端改变，而NE555的放大贴片接收到改变后将电压放大给状态端，以维持状态，可见电压比较器的动作的确起到了应有的作用。

回顾本实验，用MC1458、NE555及其搭配的电感、电容搭建的电压比较器工作状态稳定，响应精准，符合实验要求。

这次实验让我对电压比较器有了进一步的了解，也巩固了基础电子学知识。