一 实验目的
1、掌握比较器的电路构成及特点
2、学会测试比较器的方法
二 实验仪器
1、双踪示波器;2、数字万用表
三 实验原理
1、图9-1所示为一最简单的电压比较器,UR为参考电压,输入电压Ui加在反相输入端。图9-1(b)为(a)图比较器的传输特性。
图9-1 电压比较器
当Ui<UR时,运放输出高电平,稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝为在稳压管的稳定电压Uz,即:Uo=Uz。 当Ui>UR时,运放输出低电平,Dz正向导通,输出电压等于稳压管的正向压降UD,即:Uo=-UD。
因此,以UR为界,当输入电压Ui变化时,输出端反映两种状态。高电位和低电位。
2、常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器(又称Schmitt触发器)、双限比较器(又称窗口比较器)等。
图9-2为简单过零比较器
吸音海绵 图9-2 过零比较器
1)图9-3为具有滞回特性的过零比较器。
过零比较器在实际工作时,如果Ui刚好好在过零值附近,则由于零点漂移的存在,Uo将会不断由一个极限值转换到另一个极限值,这在控制系统中,对执行机构将是很不利的。为此就需要输出特性具有滞回现象。如图9-3:
车架总成
图9-3 有滞回特性的过零比较器
压延膜从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端,若Uo改变状态,U点也随着改变点位,使过零点离开原来位置。当Uo为正(记作U),则当UD> U后,Uo再度回升到UD,于是出现图(b)中所示的滞回特性。- U与U的差别称为回差。改变R2的数值可以改变回差的大小。
小牛血清去蛋白注射液2)窗口(双限)比较器
超滤器 图9-4 两个简单比较器组成的窗口比较器
简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui比参考电压UR高或低的情况,窗口比较电路是由两个比较器组成,如图9-4所示,它能指示出Ui值是否处于和之间。
四、实验内容
1、过零电压比较器
(1)如图9-5所示在运放系列模块中正确连接电路,打开直流开关,用万用表测量Ui悬空时的Uo电压。
(2)从Ui输入500Hz,峰峰值为2V的正弦信号,用双踪示波器观察Ui—Uo波形。
图9-5 过零比较器
实验结果:(1)Ui悬空时Uo=6.82V;
(2)Uimm=2.083V f=499.8HZ 时,Uomm=13.8V;Ui-Uo波形如下:
2、反相滞回比较器
图9-6 反相滞回比较器
(1)如图9-6所示正确连接电路,打开直流开关,调好一个-4.2V~+4.2V可调直流信号源
作为Ui,用万用表测量出Ui由+4.2V~-4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。
(2)同上,测出Ui由-4.2V~+4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。
(3)把Ui改为接500Hz,峰峰值为2V的正弦信号,用双踪示波器观察Ui—Uo波形。
实验结果:
(1)Ui的临界值为-0.63V
Ui(V) | 3.27 | 0.49 | -0.63 | -1.32 | -3.22 | |
Uo(V) | 电热地膜-6.87 | -6.87 | 6.87 | 6.87 | 6.87 | |
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(2.)Ui的临界值为:0.63V
Ui(V) | -3.55 | -0.19 | 0.63 | 1.23 | 3.25 |
Uo(V) | 6.82 | 6.82 | -6.82 | -6.82 | -6.82 |
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(3)Uimm=2.08V f=500HZ时,Uomm=13.9V;Ui—Uo波形如下:
3、同相滞回比较器
图9-7 同相滞回比较器
(1)如图9-7所示正确连接电路,打开直流开关,调好一个-4.2V~+4.2V可调直流信号源作为Ui,用万用表测量出Ui由+4.2V~-4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。同上,测出Ui由-4.2V~+4.2V时Uo值发生跳变时Ui的临界值。把Ui改为接500Hz,峰峰值为2V的正弦信
号,用双踪示波器观察Ui—Uo波形。