LABORATORIUM UKŁADÓw elektronicznych	Dzień tygodnia: Poniedziałek Godz. 17:05
Nr grupy: 7 Imię i nazwisko : Mariusz Brotoń Marek Hajduk	Nr ćwiczenia : 11 Temat : Komparatory napięcia
Data wykonania : 20.10.97	Ocena :

W ćwiczeniu dokonano pomiaru komparatora w układzie detektora przejścia przez zero.

1. Detektor przejścia przez zero.

Jako detektor przejścia przez zero użyto komparatora ULY7741 w układzie zgodnym z instrukcją. Napięcie zasilania U_z=±15V

Wyliczone napięcie progowe

Obliczone napięcie niezrównoważenia (średnia arytmetyczna napięć w stanie wysokim i niskim na wyjściu)

U_pr­=3,415[V]

Zmierzone napięcie niezrównoważenia

U_os= 0,245 [mV]

b) Wykres charakterystyki przejściowej komparatora U_wy=f(U_we)

Wyniki pomiarów zawarte w protokole

c) Pomiary współczynnika tłumienia wpływu zmian napięcia zasilania.

Napięcie zasilania zostało zmniejszone symetrycznie w części dodatniej i ujemnej o łączną wartość ΔU=6 [V] . Zmiana napięcia niezrównoważenia ΔU_os­=205 [μV]

Napięciowy współczynnik wejściowego

napięcia niezrównoważenia ΔU_os­ /ΔU = 34 [μV/V]

d) Obserwacja charakterystyk przejściowych komparatora U_wy=f(U_we) na ekranie oscyloskopu.

Kształt charakterystyk przejściowych oraz ich zmiany przy wzroście częstotliwości sygnału i zmniejszaniu amplitudy sygnału wejściowego przedstawione są na dołączonym rys.1

e) Pomiar czasu odpowiedzi impulsowej t_r

• dla prostokątnego napięcia generatora o wartości międzyszczytowej U_we=100 [mV]

• zbocze narastające t_rLH=0,8 [ms]

• zbocze opadające t_rHL=0,6 [ms]

t_r=0,7 [ms]

• dla U_we=200 [mV]

• zbocze narastające t_rLH=0,4 [ms]

• zbocze opadające t_rHL=0,2 [ms]

t_r=0,3 [ms]

2. Komparator okienkowy

Obok konwencjonalnych komparatorów napięcia, których funkcja sprowadza się do stwierdzenia, czy napięcie wejściowe jest większe czy też mniejsze od napięcia odniesienia stosowane są tzw. komparatory okienkowe wskazujące czy sygnał mieści się w zadanym przedziale U_R1 ... U_R2.

Charakterystyka przejściowa komparatora okienkowego

W komparatorze tym zmieniając napięcie odniesienia U₀ można przesuwać okno bez zmiany jego szerokości, a zmieniając napięcie ΔU można regulować szerokość okna przy niezmiennym jego położeniu.

Wnioski

W trakcie pomiarów przeprowadzenie kompensacji napięcia niezrównoważenia U_os przy utrzymaniu napięcia progu logicznego na wyjściu było praktycznie niemożliwe. U_pr jest wartością przejściową pomiędzy stanami stabilnymi wyjścia komparatora . Potwierdził to także kształt charakterystyki przejściowej komparatora , widać tam że przejście pomiędzy stanem wysokim i niskim jest strome i przy ręcznym regulowaniu napięcia wejściowego utrzymanie stanu stabilnego na poziomie U_pr jest trudne. Realizacja kompensacji napięcia niezrównoważenia jest więc skomplikowana.

Pomiar współczynnika tłumienia wpływu zmian napięcia zasilania na zmianę napięcia niezrównoważenia U_os pokazał, że U_os ulega silnym zmianom przy wahaniach U_z , oznacza to że kompensacja U_os jest poprawna w niewielkim zakresie zmian U_z .

Obserwacja charakterystyki przejściowej na oscyloskopie pozwoliła stwierdzić, że przy wzroście częstotliwości następuje poszerzenie histerezy napięcia wyjściowego. Zwiększenie amplitudy U_we powoduje zmniejszenie szerokości histerezy, gdyż rośnie stromość przejścia z jednego stanu stabilnego na drugi.

Pomiar czasu odpowiedzi impulsowej pozwolił zaobserwować, że przy dodatnim skoku U_we czas t_r jest większy niż przy ujemnym skoku U_we , Oznacza to, że w badanym komparatorze szybkość narastania U_wy była większa niż szybkość opadania U_wy . Zwiększenie wartości U_we powoduje zmniejszenie czasu odpowiedzi.