实验目标

1. 查阅LM393资料，了解其内部电路结构、性能和应用电路

2. 学习LM393滞回比较器电路的构建、调整和测试

实验器材

ADALM2000  

理论基础

LM393电压比较器内部电路如图1所示，它由多路电流镜电路，差分电路，共射电路和OC输出级四个部分构成。其中多路电流镜电路构成与电源电压无关的偏置电路，为电路中各部分的晶体管提供必要的偏置电流，可使电路在不同电源电压下稳定工作；差分电路为比较器，其中的四个二极管构成加速电路，提高电路的比较速度；共射电路和OC输出级将差分电路的输出信号进行两次反相放大后，以OC形式输出信号，OC输出级可使电路能够满足后续电路电平的需要。

                 图1

LM393内部电路静态测试仿真图如图2所示（将两个输入端均接地，测出静态值）。

                         图2

    由LM393内部电路与外部电路构成的滞回比较器电路如图3所示，图中添加了一个10k上拉电阻，以及外部电路——电阻R1，R2。

                    图3

实验步骤

1. 按照图1，制作PCB板，焊接元器件，并对电路进行检测。

2. 按照图3，搭建电路并检测，接通电源电压。

3. 在反相端接入频率为100H、电压为5V的正弦波，用示波器观察电路的输入、输出波形，并记录。

输入波形为正弦波，输出波形为方波，实现了比较器功能。

参考答案

实验电路仿真

在反相端接入频率为10KHz、电压为2V的正弦波，用示波器观察电路的输入、输出波形，并记录。输入波形为正弦波，输出波形为方波，实现了比较器功能。

LM393内部电路PCB设计

1、在AD中创建PCB工程，新建与LM393内部电路原理图并进行绘制。

2、创建PCB文件，在在PCB界面上Keep-Out Layer层绘制100mm*50mm的PCB板框，将原理图中的元件转化成PCB文件，将封装元件例如PCB板框，然后进行元件布局，接着进行元件走线宽度的设置，再依据元件的连接关系进行PCB走线。

3、在Bottom Layer中对VEE进行覆铜操作完成PCB设计。

LM393内部电路PCB设计心得

利用Altium Designer绘制集成LM393的内部电路PCB是一次宝贵的实践。在此过程中，我深刻体会到了布局对电路性能的影响，特别是在模拟信号路径的处理上。精确控制走线宽度和间距，以及合理布置地线网络，对于降低噪声和提高电路稳定性至关重要。此外，对元件的精确放置和电源管理的细致考量，进一步加深了我对电路设计的学术理解。通过此次设计，我对模拟电路的PCB实现有了更深入的认识。