一、实验介绍

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。

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

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。

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。

二、电路仿真

采用Multisim进行仿真，仿真图：

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

三、原理图、PCB介绍

原理图用Kicad绘制，根据所给出来的LM393内部绘制，相比较直接的内部电路图，因为需要对电路进行测试，所以加入了多个端子，并表明作用，方便后续的输入、输出信号的检测。

PCB板也同样使用Kicad绘制，根据原理图的绘制进行排版，对于电源部分，进行的加宽走线宽度，GND进行了顶面、底面的覆铜，让电源部分在电路中更加的牢靠工作。对于要测试的点都加上丝印，让板子更加的清楚。同时板框进行了圆角处理，防止因为板框的尖锐受伤。

四、实验结果

1、制作PCB板，焊接元器件

2、电压输入+-5V

3、任意波形发生器输入参数

输入幅度：5V             输入频率100Hz

4、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

紫色所产生的正弦波为输入信号，幅度单位（1V/每格）为5格，所以幅度为5V，时间单位（2ms/每格）为5格，所以周期为10ms，频率100Hz。

橙色所产生的方波为输出信号，幅度单位（2V/每格）为5.1格，所以幅度为10.2V，时间单位（2ms/每格）为5格，所以周期为10ms，频率100Hz。

输出幅度：10.2V        输出最大值：5.4V       输出最小值：-4.8V     输出频率：100Hz

五、心得体会

制作和测试 LM393 电压比较器内部电路是一次很有意义的实验，通过这个实验，我获得了一些宝贵的心得体会：

1、深入理解比较器的工作原理：在实验过程中，我通过搭建电路、调节输入信号和参考电压，观察比较器的输出变化，更深入地理解了比较器是如何根据输入信号和参考电压来进行比较，并输出相应的结果的。

2、掌握 LM393 的特性和应用：通过实验，我对 LM393 这款电压比较器芯片的特性和应用有了更加清晰的认识，了解了它的输入输出特性、工作电压范围等重要参数。

3、实践操作能力提升：在实验中，我不仅学会了理论知识，还锻炼了实践操作的能力，包括电路搭建、电源接入、示波器连接等技能，这对于今后的电子实验和项目开发都是非常有帮助的。

4、数据分析与结果验证：在实验过程中，我学会了如何记录实验数据、分析实验结果，并通过对比实验结果与理论知识进行验证，这有助于我培养科学实验的思维方式和方法论。

总的来说，制作和测试 LM393 电压比较器内部电路的实验不仅让我学到了很多理论知识，还提升了我的实践能力和科学思维，对我的学习和工作都有着积极的影响。