实验项目实验日期实验成绩电压比较器2021年11月3日（星期二第1、2节）一、目的和要求（目的要明确，抓住重点，符合实验指导书中的要求）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、实验原理（用最简练的语言反映实验的内容）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，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、实验内容、步骤、或流程（依据何种原理、操作方法进行实验，要写明需要经过哪几个步骤来实现其操作）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
