《電壓比較器的應用》ppt課件

1、 實驗十 電壓比較器的應用 三極管 H HFEFE參數(shù)分選器的設計 成都信息工程學院電子根底教學實驗中心成都信息工程學院電子根底教學實驗中心一、實驗目的1 1理解電壓比較器的工作原理。理解電壓比較器的工作原理。2 2安裝和測試三種典型的比較器電路：過零安裝和測試三種典型的比較器電路：過零比較器、遲滯比較器和窗口比較器。比較器、遲滯比較器和窗口比較器。3.3.學習集成比較器的應用學習集成比較器的應用 利用集成比較器設計一個晶體三極管直流利用集成比較器設計一個晶體三極管直流放大倍數(shù)放大倍數(shù)挑選器。挑選器。二、實驗原理 電壓比較器是集成運放非線性應用電路，它將一個模擬量電壓電壓比較器是集成運放非線性

2、應用電路，它將一個模擬量電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦將產(chǎn)生躍變，相應輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應用于模擬與數(shù)字信號轉換等領域。波形變換電路及應用于模擬與數(shù)字信號轉換等領域。圖圖10101 1所示為一最簡單的電壓比較器，所示為一最簡單的電壓比較器，U UR R為參考電壓，加在運放的為參考電壓，加在運放的同相輸入端，輸入電壓同相輸入端，輸入電壓uiui加在反相輸入端。加在反相輸入端。 a a電路圖電路圖 b b傳輸傳輸特性特性

3、圖圖10101 1 電壓比較器電壓比較器 當當uiuiU UR R時，運放輸出高電平，即時，運放輸出高電平，即 uouoUZUZ 當當uiuiU UR R時，運放輸出低電平，即時，運放輸出低電平，即 uouoUDUD 因此，以因此，以U UR R為界，當輸入電壓為界，當輸入電壓uiui變化時，輸出端反映出兩種狀變化時，輸出端反映出兩種狀態(tài)。態(tài)。高電位和低電位。高電位和低電位。 常用的電壓比較器有過零比較器、具有遲滯特性的過 零比較器、雙限比較器又稱窗口比較器等。1 1、過零比較器、過零比較器電路如圖102所示為加限幅電路的過零比較器，DZ為限幅穩(wěn)壓管。信號從運放的反相輸入端輸入，參考電壓為零,

4、從同相端輸入。當Ui0時，輸出UO-UZ+UD，當Ui0時，Uo+UZ+UD。其電壓傳輸特性如圖102b所示。 過零比較器構造簡單，靈敏度高，但抗干擾才能差。 a 過零比較器 b 電壓傳輸特性 圖102 過零比較器2 2、遲滯比較器、遲滯比較器圖103為具有遲滯特性的過零比較器如圖103所示，從輸出端引一個電阻分壓正反響支路到同相輸入端，假設uo改變狀態(tài)，點也隨著改變電位，使過零點分開原來位置。當uo為正記作U+ ，那么當uiU后，uo即由正變負記作U-，此時U變?yōu)閁。故只有當ui下降到U以下，才能使uo再度上升到U+，于是出現(xiàn)圖10-3b中所示的遲滯特性。U與U的差異稱為回差。改變 R2的數(shù)

5、值可以改變回差的大小。a 電路圖 b 傳輸特性圖103 遲滯比較器3 3、窗口雙限比較器、窗口雙限比較器簡單的比較器僅能鑒別輸入電壓ui比參考電壓UR高或低的情況，窗口比較電路是由兩個簡單比較器組成，如圖104所示，它能指示出ui值是否處于和之間。如UR-UiUR+，窗口比較器的輸出電壓Uo等于運放的正飽和輸出電壓+Uomax，假如Ui UR-或Ui UR+ ，那么輸出電壓Uo等于運放的負飽和輸出電壓Uomax。 a電路圖 b傳輸特性 圖104 由兩個簡單比較器組成的窗口比較器三、實驗內容1 1、過零比較器、過零比較器實驗電路如圖102所示1 接通+12V電源。2 測量ui懸空時的Uo值。3

6、ui輸入500Hz、幅值為2V的正弦信號，觀察uiuo波形并記錄。4 改變ui幅值，測量傳輸特性曲線。 2 2、 反相遲滯比較器反相遲滯比較器 圖105 反相遲滯比較器1實驗電路如圖105所示，LM393電源電壓為12V，ui接5V可調直流電源，測出uo由UomaxUomax時ui的臨界值。2 同上，測出Uo由UomaxUomax時ui的臨界值。3 ui接500Hz，峰值為2V的正弦信號，觀察并記錄 uiuo波形。4 將分壓支路100K電阻改為47K，重復上述實驗，測定傳輸特性。 3 3、窗口比較器應用 三極管 值分選電路參照下面參考電路，用雙電壓比較器LM393設計一個 值分選電路，要求當被

7、測三極管的 250， LED不亮，表示不合格；當150 250，LED 亮，表示合格。電源電壓Vcc=12V，三極管集電極電阻R2=2K。R31kR1*R22kW21KW310K被 測 三 極 管LED132184IC1A567IC1B12VW1100KRbUref1Uref2Uc注：10vUref1Uref2實驗步驟：實驗步驟：1、根據(jù)題意要求，設計與計算Rb的阻值，調節(jié)W1使Rb回路總阻值等于設定值并連接好電路。2、根據(jù)Rb取值和被測晶體管 值范圍計算出Uc的正常范圍，按照Uc的變化范圍在萬用表幫助下調節(jié)W2、W3到設定的上限與下限電壓。3、測量被測三極管的靜態(tài)直流電壓并記錄，判斷三極管是

8、否處于放大狀態(tài)，如不是放大狀態(tài)那么檢查電路是否連接有誤或Rb取值設計不當，裝入一些直流 值的晶體三極管，驗證電路工作情況。四、實驗設備與器件1、 12V 直流電源2、 函數(shù)信號發(fā)生器3、 雙蹤示波器 4、 數(shù)字萬用表5、 交流毫伏表6、 LM393雙電壓比較器集成電路7、電位器 8、發(fā)光二極管9、電阻器等 五、預習要求 預習過零比較器、電平檢測器、滯回比較器和窗口比較器的工作原理。 預習使用示波器測量信號波形和電壓傳輸特性的方法。1、 復習教材有關比較器的內容2、 畫出各類比較器的傳輸特性曲線。3、假設要將圖10-4窗口比較器的電壓傳輸曲線高、低電平對調，應如何改動比較器電路。4、LM393電壓比較器輸出級是OC構造，使用中有什么本卷須知？六、實驗報告與實驗總結六、實驗報告與實驗總結1、 整理實驗數(shù)據(jù)，繪制各類比較器的傳輸特性曲線2、 總結幾種比較器的特點，說明它們的應用。3、假如要對PNP晶體三極管進展直流放大倍數(shù)挑選，請設計相應的電路圖。 附：LM393電壓比較器參考