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和电压传输特性曲线。
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．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。
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和电压传输特性曲线。
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和电压传输特性曲线。
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 实验原理 电压比较器（简称为比较器）是对输入信号进行鉴幅和比较的集成器件，它可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。可用作模拟电路和数字电路的接口，也可用作波形产生和变换电路等。比较器看起来像是开路结构中的运算放大器，但比较器和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，但比较器的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。常见的比较器电路有过零比较器、门限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态比较器等。常用的电压比较器有：LM339、LM393、LM311等。 比较器看起来像是运算放大器的开环应用，运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器， 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线 但比较器和运算放大器之间有许多明显的不同之处。因此只有在特殊的情况下，可将运算放大器当作比较器使用。 运算放大器是一种为在负反馈条件下工作所设计的电子器件，其设计重点是保证在负反馈条件下的稳定性，压摆率和最大带宽等。通常运算放大器的开环增益非常高，在开环情况下只能处理输入差分电压非常小的信号。运算放大器的响应时间与比较器相比会慢得多。 比较器的输入为两路模拟信号，输出为二进制数字信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。有时也将比较器称为1位A/D转换器。 与运算放大器一样，比较器输入级也具有诸多特性，如失调电压、偏置电流以及共模电压范围。只有当其影响到开关点时，这些参数的值才会引起我们的关注。 A.集电极开路输出：集电极开路输出比较器使用时需要外接上拉电阻R_PLL，上拉电阻与逻辑电源Vs+相连，逻辑电源的电压值，决定了比较器的可输出电压值。采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。 B.集电极/发射极开路输出：集电极/发射极开路输出比较器使用时需要外接上拉或下拉电阻R_PLL。 C.漏极开路输出：漏极开路输出比较器使用时需要外接上拉电阻R_PLL，采用上拉电阻与逻辑电源Vs+相连，逻辑电源的电压值，决定了比较器的可输出电压值。采用集电极开路输出的比较器可与各种逻辑器件系列连接，并可实现线与逻辑。 D.推挽式输出：推挽输出不需要外接上拉电阻器，其输出逻辑电平取决于比较器的电源电压。 三、主要仪器设备 集成运算电路实验板、通用运算放大器LM339、LM393、LM311、电阻电容等元器件、MS8200G型数字多用表；XJ4318型双踪示波器；XJ1631数字函数信号发生器；DF2172B型交流电压表；HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线 四、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： 实验记录： 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线 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V ref（门限电平）。当输入电压Vin>V ref时，输出为高电平VOH；当输入电压Vin 实验仿真 实验记录（由于实验室没有如仿真第一幅图的输入信号，故在实验时用正弦信号代替，并做仿真如上所示） 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线③【正基准电压的单电源比较器电路】 实验仿真 实验记录 上述三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。 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线 ④【迟滞比较器电路】 迟滞比较器具有迟滞回线形状，两个门限电电压，分别称为上门限电压VTH 和下门限电压VTL ，两者差为门限宽度或迟滞宽度，即?V T=V TH?V TL。 当迟滞比较器的同相输入端接输入电压，反相输入端接参考电压时，输入电压从低值达到超过上门限电压VTH时，比较器输出从低的VOL 到高的VOH 翻转，称为同相滞后比较器，或称为上行迟滞比较器；反之，反相输入端接输入电压，同相输入端接参考电压，称为反相滞后比较器，或称为下行迟滞比较器。 实验仿真（由于实验室未提供LM339芯片，故此实验只做仿真） ⑤【窗口比较器电路】 窗口比较器又称为双限比较器。窗口比较器的特点是当输入信号单方向变化时，可使输出电压V out 跳变两次，即窗口比较器提供了两个阈值和两种输出稳定状态可用来判断Vin是否处于上下两个门限电压之间。 实验仿真 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线 ⑥【方波发生电路】 由比较器可构成音频方波振荡器，改变电容器C1的电容量可改变输出方波的频率。实验仿真 实验记录 实验名称：电路与电子技术实验姓名： 装订线五、思考题及实验心得 【实验心得】 （一）在做运放实验时，接线需要小心谨慎，特别是对于偏置电压的接入，一定要判断清楚恒压源的正负极才能接入。否则一旦出现线路接错，很容易就会烧掉运放。 （二）对于集成运放基本运算电路实验，在做实验前先进行软件仿真了解其基本特性是一个很好的方法。这样能够使得自己在自己动手做实验对于实验结果有一定的预期，不但可以提高做实验的效率，而且也是减小实验失误的有效方法之一。 （三）三角波、方波发生器的产生可以由比较器＋RC电路或者比较器＋积分器（由积分器A1与滞回比较器A2等组成的三角波、方波发生器电路如上图所示。在一般使用情况下，和VΘ2都接地。只有在方波的占空比不为50%，或三角波的正负幅度不对称时，可通过改变和VΘ2的大小和方向加以调整。）来实现，具体采用哪种方式，应该具体问题具体分析，找到最适合的方法。用比较器＋积分器方法时要注意对称调节点V+ 1和零位调节点VΘ2。 （四）实验前应检验电路元器件，包括是否损坏，以及标称值与实际值的差异。我们不能轻易相信电阻的色环等标称值，有些元器件由于长时间放置，老化，或者本身就具有较大的误差，标称值与实际值有很大的差别，元器件的实际值在实验前均需重新测定，否则直接做实验很容易出现较大误差甚至错误，而且不利于实验矫正。 实验报告 课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：_ ___ _成绩：__________________ 实验名称：________实验类型：_EDA___________同组学生姓名：__ __ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、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. 实验内容 1 .过零电压比较器 2 .单门限电压比较器 3 .滞回电压比较器 4 .窗口电压比较器 5 .三态电压比较器 三．实验原理 比较器的输出结构 集电极开路输出比较器 集电极/发射极开路输出比较器 漏极开路输出比较器 推挽式输出比较器 ● 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 。 ● 基本单门限比较器电路 单门限比较器的输入信号V in 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压V ref （门限电平） 。当输入电压V in >V ref 时，输出为高电平V OH ；当输入电压V in 85 专业：电气工程卓越 人才 姓名：卢倚平 学号： ________ 验 … 一 二、实验内容 五、思考题及实验心得 一、实验目的 了解电压比较器与运算放大器的性能区别: 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in< 输出out = 0L ；反之，当输入电压in N out 时，输出out = OH 。 实验仿真: 课程名称: 电路打电r 技术实於 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 三、主要仪器设备 四、实验数据记录、处理与分析 一、实验目的 2. 举握电压比较器的结构及特点; 3. 掌握电压比较器电圧传输特性的测试方法: 4. 学习比较器在电路设计中的应用。 不疲器?5（￡C1I JS J 时同270.001ms 270.001 ms 0.000s JIf 「反向—] 通道 上 ?4.998 V -4.998 V 0.000 V 通道丿 -17.847V -17.847 V 0.000 V H as 12^1 时基_ 标度：10 msX）iv X轴位移（格）：0 通ilA 刻度： 20 VQ2 Y轴位移 （格）：0 通ilB ____ 刻度：5 VQiv Y轴位移 （榆：0 L保Q外触发 触发 边沿：SB 0回国] 水 平：0 ~ 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 输出为高电平VOH:当输入电压Vin 电子电路设计数字部分实验报告 学院： 姓名： 实验一简单组合逻辑设计 实验内容 描述一个可综合的数据比较器，比较数据a 、b的大小，若相同，则给出结果1，否则给出结果0。 实验仿真结果 实验代码 主程序 module compare(equal,a,b); input[7:0] a,b; output equal; assign equal=(a>b)1:0; endmodule 测试程序 module t; reg[7:0] a,b; reg clock,k; wire equal; initial begin a=0; b=0; clock=0; k=0; end always #50 clock = ~clock; always @ (posedge clock) begin a[0]={$random}%2; a[1]={$random}%2; a[2]={$random}%2; a[3]={$random}%2; a[4]={$random}%2; a[5]={$random}%2; a[6]={$random}%2; a[7]={$random}%2; b[0]={$random}%2; b[1]={$random}%2; b[2]={$random}%2; b[3]={$random}%2; b[4]={$random}%2; b[5]={$random}%2; b[6]={$random}%2; b[7]={$random}%2; end initial begin #100000 $stop;end compare m(.equal(equal),.a(a),.b(b)); endmodule 实验二简单分频时序逻辑电路的设计 实验内容 用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构表述一个1/2分频器的可综合模型，观察时序仿真结果。 实验仿真结果 `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和电压传输特性曲线。 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．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 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 和电压传输特性曲线。 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和电压传输特性曲线。 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 数值比较器电路的仿真分析及应用 程勇 陈素 陈淑平 （机电信息工程系 实训中心 450008） 摘要：数值比较器是数字电路中经常用到的典型电路，传统的教学模式中，对数值比较器的学习及应用设计，离不开在实验室中的电路调试，学习方式较为枯燥抽象，又耗时费力，学习效果也不尽理想。现代电子设计中，由于仿真软件的出现，变抽象的知识为直观的展示，既可以通过仿真学习数值比较器的工作原理，又可以通过仿真进行数值比较器的应用设计，学习及应用效果事半功倍。 关键词：数值比较器、仿真分析、应用 在各种数字系统尤其是在数字电子计算机中，经常需要对两个二进制数进行大小判别，然后根据判别结果转向执行某种操作。用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器，简称比较器。在数字电路中，数值比较器的输入是要进行比较的两个二进制数，输出是比较的结果。 一．电路设计分析 首先讨论1位数值比较器。1位数值比较器是多位比较器的基础。当A 和B 都是1位二进制数时，它们的取值和比较结果可由1位数值比较器的真值表表示，如表1所示。 表1 1位数值比较器的真值表 由真值表可得如下逻辑表达式 A B A B A B F AB F AB F AB AB A B ><====+=⊕ 由逻辑表达式可以画出如图1所示的逻辑图。 图1 1位数值比较器逻辑图 二．比较器电路的仿真分析 （一）元件选取及电路组成 打开仿真软件Multisim 10，根据图1所示的1位数值比较器逻辑图，可以在仿真软件Multisim 10中构建仿真电路，如 图3所示。 1．元件选取 （1）指示灯的选取 1位数值比较器逻辑运算完后，输出结果处 接一指示灯作为指示，灯亮表示运算结果成立， 灯灭表示运算结果不成立。单击元件栏的Place Indicator→PROBE，选取PROBE_RED指示灯。 为了观察清晰明白，将指示灯PROBE连击打开其图2 指示灯的Label设置 设置对话框，在其Label中的标号由默认的X1改为“A等于B”、“A大于B”、“A 小于B”等。如图2所示。 （2）其他元器件可参照以下说明取用。 电源VCC：Place Source→POWER_SOURCES→VCC 接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。 或非门U1A的选取：Place TTL→74LS→74LS02D 与门U3A、U5A的选取：Place TTL→74LS→74LS08D 非门U2 A、U4A的选取：Place TTL→74LS→74LS04N 2．电路组成 参照图3放置元件并进行连接，构成1位数值比较器的仿真测试电路。 （二）仿真分析 Verilog HDV 数字设计与综合 实验报告 微电子0901班 姓名：袁东明 _ 学号：_04094026 一、实验课题： 1.八选一数据选择器 2.四位数据比较器 二、八选一数据选择器Verilog程序： 2.1主程序 module option(a,b,c,d,e,f,g,h,s0,s1,s2,out); input [2:0] a,b,c,d,e,f,g,h; input s0,s1,s2; output [2:0] out; reg [2:0] out; always@(a or b or c or d or e or f or g or h or s0 or s1 or s2) begin case({s0,s1,s2}) 3'd0 : out=a; 3'd1 : out=b; 3'd2 : out=c; 3'd3 : out=d; 3'd4 : out=e; 3'd5 : out=f; 3'd6 : out=g; 3'd7 : out=h; endcase end endmodule 2.2激励程序 module sti; reg [2:0] A,B,C,D,E,F,G,H; reg S0,S1,S2; wire [2:0] OUT; option dtg(A,B,C,D,E,F,G,H,S0,S1,S2,OUT); initial begin A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=1; `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 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 2位二进制数据比较器实验报告 一 实验目的? 1.熟悉Quartus II 软件的基本操作 2.学习使用Verilog HDL 进行设计输入 3.逐步掌握软件输入、编译、仿真的过程 二 实验说明? 输入信号 输出信号 A1 A0 B1 B0 EQ LG SM 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 逻辑表达式： 三 实验要求? 1、完成2位二进制数据比较器的Verilog HDL 程序代码输入并进行仿真 2、采用结构描述方式和数据流描述方式 3、完成对设计电路的仿真验证 A1 A0 EQ B1 comp_2 LG B0 SM 本次实验是要设计一个2位的二进制数据比较器。该电路应有两个数据输入端口A 、B ，每个端口的数据宽度为2 ，分别设为A0、A1和B0、B1、A0、B0为数据低位， 、B1为数据高位。电路的输出端口分别为EQ （A=B 的输出信号）、LG （A>B 时的输出信号）和SM （A 四、实验过程 1 程序代码 (1) module yangying(A,B,EQ,LG,SM); input [1:0]A,B; output EQ,LG,SM; assign EQ=(A==B)1'b1:1'b0; assign LG=(A>B)1'b1:1'b0; assign SM=(A 实验五电压比较器实验 一、实验目的 熟练掌握用运算放大器构成比较器电路的特点。 学会测试比较器的方法。 二、实验设备 1.TX0833 19电源板（±15v） 2.双踪示波器 3.TX0531 29多功能信号发生器 4.交流毫伏表 5.TX0531 18直流电压表 6.TX0833 04运算放大器实验板 7.TX0533 25双路直流稳压电源 三、实验内容 1.过零电压比较器。 （1）按图5-1联接好过零电压比较器电路。 （2）测量u i未输入信号且悬空时的u O值。 （3）u i输入f=500Hz，幅值为2V的正弦信号，用双踪示波器观测u i、u O的波形，并将其记入表5-1 表5-1 f=500Hz u i=2V （4）改变输入信号u i的幅值，可由双路可调稳压电源提供下面表5-2的一组u i的电平值，测量传输特性曲线，并将其记入表5-2，并将曲线描绘于下面的直角坐标中。 表5-2 *（5）如果a，b端跨接稳压管，或b端对地接稳压管，其传输特性曲线如何？可用示波器观察并记录。此实验参考电路如图5-2 2.任意电平比较器。 u OH = +15V u OL = -15V 按图5-3联接好任意电平的比较器电路。 令u R =2V ，按表5-3，使u i 为表中所列的一组电压数值，测u O 的电压数值，将其记入表5-3 令u R =-2V ，按表5-3，使u i 为表中所列的一组电压数值，测u O 的电压数值，将其记入表5-3 表5-3 （1）按图5-4联接好滞后电压比较器。 （2）按照前面的比较器实验经验，自行构思，并用示器来观测，不难发现滞后电压比较器为一具有上、下门限电平的比较器。这里提供给大家上、下门限值的计算公式，供实验中参考。 当输出电压为u OH 时，同相端的电压为2 12f f OH R f f R R V V V R R R R '=?+?++（上门限） 实验二、三：quartusⅡ原理图设计1.实验原理图 2.实验仿真波形 实验四：Verilog描述组合逻辑电路1.一位数值比较器 1.1源代码 module compare(a_gt,a_eq,a_lt,a,b); input a,b; output a_gt,a_eq,a_lt; assign a_gt=a&~b; assign a_eq=a&b|~a&~b; assign a_lt=~a&b; endmodule 1.2代码生成原理图 2.七段译码器 2.1源代码 module decode4_7(codeout,indec); input[3:0] indec; output[6:0] codeout; reg[6:0] codeout; always@(indec) begin case(indec) 4'd0:codeout=7'b1111110; 4'd1:codeout=7'b0110000; 4'd2:codeout=7'b1101101; 4'd3:codeout=7'b1111001; 4'd4:codeout=7'b0110011; 4'd5:codeout=7'b1011011; 4'd6:codeout=7'b1011111; 4'd7:codeout=7'b1110000; 4'd8:codeout=7'b1111111; 4'd9:codeout=7'b1111011; default: codeout=7'b1001111; endcase end endmodule 2.2代码生成原理图 3.总原理图 4.实验仿真波形图 模电实验报告 实验 集成运放基本应用电压比较器 姓名： 学号： 班级： 院系： 指导老师： 2016年月日星期 目录 实验目的： (2) 实验器件与仪器： (2) 实验原理： (3) 实验内容： (4) 实验：集成运放基本应用电压比较器 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。 实验器件与仪器： 实验原理： 电压比较器的功能是比较两个电压的大小。例如，将一个信号电压Ui和另一个参考电压Ur进行比较，在Ui>Ur和Ui 电压传输特性曲线 2、滞回电压比较器 滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，Ui为信号电压，Ur为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±Uz。 电压传输特性曲线 可以看出，当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压时，Uo会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。 实验内容： 1.过零比较器 (1)按图接线Vi悬空时测Vo的电压。 实验测得Vi悬空时测Vo的电压为3.8154V。 (2) Vi输入500HZ有效值为1V的正弦波，观察Vi和Vo波形并记录。 (3)改变Vi幅值，观察Vo变化。 增大Vi值测得Vi和Vo波形如下： 当Ui<0时，由于集成运放的输出电压Uo’=+Uom，使稳压管D2工作在稳压状态，所以输出电压Uo=Uz；当Ui>0时，由于集成运放的输出电压Uo’=-Uom，使稳压管D1工作在稳压状态,所以输出电压Uo=-Uz。 2.反相迟滞比较器 令狐采学创作 电子技术课程设计报告 令狐采学 题目：4位数值比较器设计 学生姓名： 学生学号： 年级： 专业： 班级： 指导教师： 机械与电气工程学院制 2016年11月 4位数值比较器设计 机械与电气工程学院：自动化专业 1.课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 采用Multisim 12.0软件实现4位数值比较器的设计与仿真。 1.2 课程设计的要求 （1）设计一个4位数值比较器的电路，对两个4位二进制进行比较。 （2）采用74Ls85集成数值比较器。 （3）要有仿真效果及现象或数据分析。 2.四位数值比较器设计方案制定 2.1 四位数值比较器工作的原理 对两个4位二进制数A3A2A1A0与B3B2B1B0进行比较。从A的最高位A3和B的最高位B3进行比较，如果他们不相等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A3=B3，则再比较次高位A2=B2，余此类推。如果两数相等，那么，必须将进行到最低位才能得到结果。可以知道：FA>B=FA3>B3+FA3=B3FA2>B2+FA3=B3FA2=B2FA1>B1 +FA3=B3FA2=B2FA1=B2FA0>B0+FA3=B3FA2=B2FA1=B1 FA0=B0IA>B （2-1） FA EDA仿真实验报告 姓名： 学号： 班级： 一.实验目的 1.了解EDA技术的发展、应用。 2.学习Multisim的使用。 二.实验内容 1.与非门实现四舍五入 2.用74LS138和必要的门电路设计一个表决电路 3.用74LS85设计四位数值比较器 三.实验软件与环境 1.EDA技术 EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用EDA 工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。 2.EDA的应用 EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。 主要是了解EDA的基本概念和基本原理、使用EDA的某种工具进行电子课程的实验并从事简单系统的设计，为今后工作打下基础。 3.Multisim Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows 为基础的板级仿真工具，适用于模拟/数字线路板的设计。 本实验使用了NI Multisim 14.0 软件。 四.实验内容与步骤 1.与非门实现四舍五入电路（只能用与非门） 真值表： 逻辑表达式：F=m(5,6,7,8,9) 2.用74LS138和必要的门电路设计一个表决电路 真值表： F=M'ABC+MA'BC+MAB'C+MABC'+MABC=MAB+MAC+MBC+ABC 电路方面要注意输出为低电平，所以要用与非门。 实验十二电压比较器 学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程 姓名：刘晓旭 学号：2011117147 一．实验目的 1.掌握电压比较电路的分析及计算 2.学会测试电压比较器的方法 二．实验仪器 双踪示波器，信号发生器，数字发生器，直流电源 三．预习要求 1.复习电压比较器的工作原理 2.计算图1实验电路的阈值，画出电路的电压传输特性曲线 3.分析各实验电路，画出当输入为正弦波时的输出波形图。 4.根据实验内容自拟实验数据记录表格。 四．实验原理 电压比较器（通常称为比较器）的功能是比较两个电压的大小。例如，将 一个信号电压u i 和另一参考电压U R 进行比较，在u I >U R 和u I 0 时，u o 为低电平 u i < 0 时，u o 为高电平 集成运放输出的高低电平值一般为最大输出正负电压值U 0m 。 图1.过零比较器 2.滞回电压比较器 滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，如图 2 所示。 u i 为信号电压，U R 为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±U Z 。可以看出，此电路形成的反馈为正反馈电路。 图2反相滞回电压比较器 电压比较器的特性可以用电路的传输特性来描述，它是指输出电压的关系曲线，如图1（b)为过零比较器的电压传输特性曲线。 可以看出，当输出电压从低逐渐升高或从高逐渐降低讲过0电压时，u o 会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。 滞回电压比较器的电压传输特性曲线如图2（b)所示。 曲线表明，当输入电压由低向高变化，经过阈值U TH1时，输出电平由高电平跳变为低电平。 3 221 R R U R U Z TH += 当输入电压从高向低变化经过阈值U TH2时，输出电压由低电平跳变为高电平， 3 222R R U R U Z TH +-= 3.电压比较器的测试 测试过零比较器时，可以用一个低频的正弦信号输入至比较器中，直接用双踪示波器监视输出和输入波形，当输入信号幅度适中时，可以发现输入电压大于0，小于0时，输出的高低电平变化波形，即将正弦波变换成方波。 滞回电压比较器测试时也可以用同样的方法，但是在示波器上读取上下阈值 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 波形和电压传输特性曲线。 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．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 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 和电压传输特性曲线。 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和电压传输特性曲线。 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 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 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） 四 位 数 值 比 较 器 班级：电子信息工程（2）班姓名：林贤款 学号：Xb13610208 时间：2015.12—2015.12 一、实验目的。 1、设计四位二进制码比较器，并在QuantusII上进行仿真。 2、掌握VHDL设计实体的基本结构及文字规则。 二、实验要求。 1、用VHDL语言编写四位二进制码比较器的源文件； 2、对设计进行仿真验证； 三、实验原理。本实验实现要实现两个4位二进制码的比较 器。即当输入为两个4位二进制码和时, 输出为M（A=B）,G（A>B）和L（A 五、实验步骤。 1、打开软件。 快捷工具栏：提供设置（setting），编译（compile）等快捷方式，方便用户使用，用户也可以在菜单栏的下拉菜单找到相应的选项。 菜单栏：软件所有功能的控制选项都可以在其下拉菜单中找到。 信息栏：编译或者综合整个过程的详细信息显示窗口，包括编译通过信息和报错信息。 2、新建工程。 （1）选择File菜单下New Project Wizard。 （2）输入工作目录和项目名称。 （3）加入已有的设计文件到项目，可以直接选择Next，设计文件可以在设计过程中加入。 （4）选择设计器件。 （5）选择第三方EDA综合、仿真和时序分析工具。 （6）建立项目完成，显示项目概要。 ｀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?????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． 比较器瞧起来像就是运算放大器得开环应用,运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器,但比较器与运算放大器之间有许多明显得不同之处.因此只有在特殊得情况下,可将运算放大器当作比较器使用。 运算放大器就是一种为在负反馈条件下工作所设计得电子器件,其设计重点就是保证在负反馈条件下得稳定性，压摆率与最大带宽等.通常运算放大器得开环增益非常高，在开环情况下只能处理输入差分电压 竭诚为您提供优质文档/双击可除滞回比较器实验报告结论 篇一：电压比较器实验报告 实验九电压比较器 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 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 图9-2为简单过零比较器 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：图9-3有滞回特性的过零比较器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使过零点离开原来位置。当uo为正（记作uD）u ? 点也随着改变点位， ? ? R2 uD，则当uD>u?Rf?R2 后,uo再度回升到uD，于是出现图（b）中所示的滞回特性。-u为回差。改变R2的数值可以改变回差的大小。2）窗口（双限）比较器 ? 与u ? 的差别称 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uR和uR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=2.083Vf=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。 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：A0 o o i o id ou u u R R u u u ==→∞→∞→ 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u i的幅值。 2.滞回电压比较器 当uo=+ uom时， 12 1212 () om REF R R u u u u R R R R ∑∑+ + ==+ ++电压比较器实验
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