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 <V ref 时，输出为低电平V OL 。

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。

OL
out V V =out in V V ≤OL out V V =out in V V ≥
●迟滞比较器电路
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V TH时，比较器输出从低的
V OL到高的V OH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
四.实验内容和步骤
实验一：
采用LM393做比较器，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，并测量输出方波的上升时间与下降时间。

●接线图如图所示：
输出波形为：
测得上升时间
实际操作得出波形图：传输特性曲线
上升时间为2.64us，下降时间小于1us。

实际的上升下降时间和仿真得到的理论值有一定的出入。

仿真的上升下降曲线为线性，实际的波形图为非线性曲线。

原因应该是示波器有一定的电容值，对输出波形造成了影响，电容充放电的过程造成了上升为非线性曲线。

实验二：
采用LM358做比较器，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，并测量输出方波的上升时间与下降时间。

接线图：
输出波形为
得到上升时间：0.1ms；下降时间为：0.13ms。

实际的输出波形为：
上升时间为：12.8us 下降时间为14.4us。

转移特性曲线如图
与393芯片相比，上升下降时间明显增大了不少，可见比较器与实际的运放的响应速度还是有差别的；与第一个实验类似，仿真值与实际值有一定的出入，同样是示波器的电容影响。

实验三：
采用LM393做比较器，设计单门限比较器电路，反相输入端接一可调输入电压Uin，同相输入端接1kHz、5V三角波信号，测量并绘制输出方波占空比与输入电压Uin的关系，理解PWM的生成原理。

接线图如下
Uin为1.5V时。

输出波形：
在研究输出方波占空比与输入电压Uin的关系时，与同组同学合作，得到以下的波形图。

0.5V 0.6V 0.8V
1.05V 1.3V 1.5V
2V2.5V 3V
3.4V4V
4.5V
5V 5.5V 7V
在此基础上，对其进行曲线拟合。

得到占空比与Vsin的关系图。

这是一条非线性的曲线。

实验四：
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。

接线图如下：
仿真输出波形如下：
仿真得到的转移特性曲线：
实际得到的输出波形为方波转移特性曲线
实验五：
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V ref1为1V直流电压，参考电压V ref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。

接线图：
仿真输出波形：
传输特性曲线：
实际的输出波形与转移特性曲线：。