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高等教育工科比较器的实验报告

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比较器的设计与仿真

一、实验目的

1、掌握多输入的组合逻辑电路的设计方案，在逻辑函数化简时要学会协调各函数之间的关系，为求整体达到最简结果。

2、掌握组合逻辑电路的静态测试方法

二、实验平台及实验方法

用电路图输入法完成（7454、7404、7420），对其进行逻辑功能运用MaxplusII软件进行仿真再结合FPGA（即对试验箱的芯片进行编译）下载验证。

用vhdl语言编写比较器的程序，运用MaxplusII软件进行仿真，再结合FPGA

（即对试验箱的芯片进行编译）进行验证并下载验证。

三、实验内容及原理

设计两个二位数比较电路根据A数是否大于、小于、等于 B 数，则相应的输出端F1，F2，F3输出为‘1’，设 A=A2A1，B=B2B1，（A2A1B2B1 表示两位二进制数）

当A2A1>B2B1时F1为“1”；

当A2A1

当A2A1=B2B1时F3为“1”。

比较器的Vhdl语言：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity compare is

port (

a,b:in std_logic_vector(1 downto 0);

F:out std_logic_vector(2 downto 0)

);

end compare;

architecture compare_arc of compare is

begin

process(a,b)

begin

if a>b then F<="100";

elsif a=b then F<="010";

else F<="001";

end if;

end process;

end compare_arc ;

7454器件

7404器件

7420器件

真值表

逻辑表达式:

F3=A1’A2’B1’B2’+A1’A2B1’B2+A1A2B1B2+A1A2B1B2’

F2=A2’B2+A1’B1B2+A1’A2’B1

F1=A2B2’+A1A2B1’+A1B1’B2’

四、实验过程

门电路图实验过程：

1.启动MaxplusII软件；

2.新建一个逻辑图编辑界面，点Max+plus IIGrahic Editor，根据逻辑原理图编辑逻辑图；

3．编译。保存文件，进行编译。若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过；

4．仿真波形。点Max+plus IIWaveform editor,出现波形图的设置界面，然后点NodeEnter Nodes from SNFlist,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus IISimulator，即可仿真出输出的波形。

5．配置芯片。点Max+plus IIFloorplan editor，将 Unassigned Nodes

& 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标 “拖到” 想分配的引脚上,Max+plusIIprogrammerconfiguer,然后就可以操作试验箱，观察工作情

况。

VHDL语言实验过程：

1.启动MaxplusII软件；

2.新建一个逻辑图编辑界面，点Max+plus IIText Editor，编辑VHDL语言

3．编译。保存文件，进行编译。若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过；

4．仿真波形。点Max+plus IIWaveform editor,出现波形图的设置界面，然后点NodeEnter Nodes from SNFlist,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus IISimulator，即可仿真出输出的波形。

5．配置芯片。点Max+plus IIFloorplan editor，将 Unassigned Nodes

& 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标 “拖到” 想分配的引脚上,Max+plusIIprogrammerconfiguer,然后就可以操作试验箱，观察工作情况。

五、实验结果

门电路的电路图：

Vhdl语言：

波形图：

输入引脚分配：

输入引脚分配：

五、实验结论及总结

通过对比较器的真值表进行分析，结合卡诺图得出逻辑表达式的最简式，运用7454、7404、7420器件进行电路连接，通过FPGA下载进行仿真验证，得到合理的实验结果。在这个实际操作过程中，加深了我对比较器的原理的理解和MaxplusII软件操作的熟练程度。

对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较，实现这种比较功能的电路称为比较器。

比较器是将模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输 入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。因此，也可以将其当作一个1位模/数转换器（ADC）。运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，一般情况下，运算放大器的延迟时间较长，无法满足实际需求。比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性会受到一定限制。为避免输出振荡，许多比较器还带有内部滞回电路。比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。

在运用MaxplusII软件连接FPGA进行仿真验证时，实验箱总是出现上一个.Scf结果，试验了很久，发现自己原来是忘了生成当前文件的.Scf的文件。在运用MaxplusII时应注意的地方：

2、设置节点可以有两种方法：

方法1、点击Maxplus里的waveform Editor，工具栏中出现NODE选项，可通过NODE选项设置节点

方法2、右键单击出现NODE设置选项

3、在options里取消snap to grid就可以自己随意画波形图，周期可由自己设定。

4、将Binary改为Gray Code,输入端软件通过设置频率可自动生成

5、设置Symbol有两种方法：

方法1、直接点击工具栏中的Symbol

方法2、右键单击设置Symbol

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电压比较器实验报告材料

电压比较器实验报告材料

实用文档

文案大全 `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 时，输出 ；反之，当输入电压 时，输出 。

实验仿真:

专业：电气工程卓越人才

姓名： 卢倚平

学号： 3150101215

日期： 4.1

地点： 东3 404 P．2

装

订

线 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

实验仿真 P．3

装

订

线

实测实验记录

(未接上拉电阻） P．4

装

订

线

（接了上拉电阻）

（电压传输特性曲线）

（改变比较电压Vref=2.52V） P．5

电压比较器实验报告

电压比较器实验报告

｀实验报告

课程名称: 电路与电子技术实验 指导老师: 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：

一、实验目得 二、实验内容

三、主要仪器设备ﻩﻩﻩ ﻩﻩ四、实验数据记录、处理与分析

五、思考题及实验心得

一、实验目得

１.了解电压比较器与运算放大器得性能区别；

2．掌握电压比较器得结构及特点;

３．掌握电压比较器电压传输特性得测试方法;

４．学习比较器在电路设计中得应用。

二、实验内容及原理

实验内容

1。设计过零电压比较器电路,反相输入端接地，同相输入端接1kHz、１V正弦波信号,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线。

2。设计单门限电压比较器电路,同相输入端接１V直流电压,反相输入端接1kHｚ、1Ｖ正弦波信号，测量3。并绘制输出波形与电压传输特性曲线.

４．设计反相输入（下行）滞回电压比较器，反相输入端接1kHｚ、1V正弦波信号,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线。

5。设计窗口电压比较器电路,输入为１kHz、5Ｖ三角波信号,设置参考电压Vrｅf1为1V直流电压,参考电压Ｖｒef2为4Ｖ直流电压,测量并绘制输出波形与电压传输特性曲线．

6。设计三态电压比较器电路,输入电压信号Ｖiｎ为1kHｚ、5Ｖ三角波信号,当输入Vin〈Vreｆ2时,输出Vout=VOL;Vin＜Vreｆ1时，输出Vout=VOH。

实验原理

电压比较器（简称为比较器）就是对输入信号进行鉴幅与比较得集成器件,它可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平与低电平两种状态得离散信号。可用作模拟电路与数字电路得接口,也可用作波形产生与变换电路等。比较器瞧起来像就是开路结构中得运算放大器，但比较器与运算放大器在电气性能参数方面有许多不同之处。运算放大器在不加负反馈时,从原理上讲可以用作比较器,但比较器得响应速度比运算放大器快，传输延迟时间比运算放大器小,而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMＯS等数字集成电路。但在要求不高情况下也可以考虑将某些运算放大器(例如:LＭ324、ＬM358、μA741、ＴL0８1、OP07、OP２7等)当作比较器使用.常见得比较器电路有过零比较器、门限比较器、滞回比较器、窗口比较器与三态比较器等。常用得电压比较器有: LM33９、LＭ3９３、LM311等．

电 压 比 较 器 实 验 报 告

电 压 比 较 器 实 验 报 告

电压比较器实验报告

09级等离子体系姓名：夏洋洋 PB09203241谢新华PB09203247

一、实验题目：

电压比较器

二、实验目的：

1.掌握电压比较器的电路构成及工作原理；

2.掌握电压比较器参数的测量方法。

三、实验原理；

1.集成运算放大器的电压传输特性；

2.理想运放的主要指标：A0ooioidouuuRRuuui-–，，。i＋

3.当引入深度负反馈时，集成运放工作于线性放大状态；

4.集成运放工作在开环和正反馈状态时，输出电压只有高、低两种状态。

四、实验器材;

双运放TL082、GDP—3303D、DOS—x2014A、实验箱、示波器、信号发生器、连接线。

四、实验内容：

1.单限电压比较器

测试步骤、方法：

a) 电源电压Ec=±5V（由实验箱提供），参考电压uREF+=+1V（由GDP-3303D直流稳压电源）。

b) 输入信号ui（推荐：三角波）：峰峰值upp=5V，频率=200Hz（ui由DSO-x

2014A示波器提供）。

c) 用示波器1、2通道同时观测输入、输出电压波形。1通道观察输入电压波形（作触发源），2通道观察输出电压波形。示波器水平时基归零和垂直位移归零。

d) 用示波器X-Y模式测量电压传输特性曲线。

e) X-Y模式：按下水平（Horiz）→时基→X-Y

f) 绘制实验电路，输入、输出电压波形和电压传输特性曲线，标明输入、输出电压幅值以及输出电压状态转换时ui的幅值。

2.滞回电压比较器

当uo=+ uom时，121212()omREFRRuuuuRRRR

当uo=－uom时，121212()omREFRRuuuuRRRR

△u=u∑+－u∑-称为回差电压。

3.窗口电压比较器

参考电压uREF=±5V 4.三态电压比较器

五、实验结果：

六、实验分析：

实验一：

试验中结果电压传输曲线是在参考电压UREF=5.5v（示波器测得）D点发生越变，且

EDA实验报告(四选一、四位比较器、加法器、计数器、巴克码发生器)

EDA实验报告(四选一、四位比较器、加法器、计数器、巴克码发生器)

EDA实验报告(四选一、四位比较器、加法器、计数器、巴克码发生器)

EDA实验报告

实验1 4选1数据选择器的设计

一、实验目的

1．学习EDA软件的基本操作。

2．学习使用原理图进行设计输入。

3．初步掌握器件设计输入、编译、仿真和编程的过程。

4．学习实验开发系统的使用方法。

二、实验仪器与器材

1．EDA开发软件 一套

2．微机 一台

3．实验开发系统 一台

4．打印机 一台

三、实验说明

本实验通过使用基本门电路完成4选1数据选择器的设计，初步掌握EDA设计方法中的设计输入、编译、综合、仿真和编程的过程。实验结果可通过实验开发系统验证，在实验开发系统上选择高、低电平开关作为输入，选择发光二极管显示输出电平值。

本实验使用Quartus II 软件作为设计工具，

要求熟悉Quartus II 软件的使用环境和基本操作，如设计输入、编译和适配的过程等。

实验中的设计文件要求用原理图方法输入，实验时，注意原理图编辑器的使用方法。例如，元件、连线、网络名的放置方法和放大、缩小、存盘、退出等命令的使用。学会管脚锁定以及编程下载的方法等。

四、实验要求

1．完成4选1数据选择器的原理图输入并进行编译；

2．对设计的电路进行仿真验证；

3．编程下载并在实验开发系统上验证设计结果。

五、实验结果

4选1数据选择器的原理图：

仿真波形图：

管脚分配：

实验2 四位比较器

一、实验目的

1．设计四位二进制码比较器，并在实验开发系统上验证。

2．学习层次化设计方法。

二、实验仪器与器材

1．EDA开发软件 一套