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

参考答案

实验电路仿真：https://www.eetree.cn/short/27e5r3gx

实验步骤

1、内部电路电路板绘制：

a、原理图：

b、PCB：

2、电路调整过程介绍、ADALM2000测试过程及其结果

（1）、按照仿真图的外部电路进行搭建测试电路

（2）、使用M2K给此处生成正负5V的供电电压，给此电路供电。在反相端接入频率为100Hz、Vpp为10V的正弦波信号。

（3）、使用M2K观测输入输出波形和输出波形的XY特征曲线。1通道为输入波形，2通道为输出波形。右半边为输入输出波形的XY特征曲线。

实验结论

LM393是一款电压比较器，根据运算放大器的特征可以知道，当正相输入端的输入电压大于反相输入端时，输出电压为Vcc。我们搭建的外部电路是将正相输入端通过分压电路接入输出端，反相端接入接入频率为100H、电压为5V的正弦波。一般情况下正相端的输入会是一个固定的值，然而此处的外部电路将正相端通过分压电路接入输出端，正相输入端会随着输出端电压的变化而变化，因此此电路构成滞回比较电路。因此我们观测此电路的XY特性曲线可以看到构成了滞回特性曲线，当输入电压高于某一阈值时，比较器输出高电平，当输入电压低于另一阈值时，比较器输出低电平。在这两个阈值之间，比较器的输出保持不变。这种迟滞特性使得输出不会在两个阈值附近连续地来回切换，从而具有一定的稳定性。

同时做实验的板子有个小问题，画PCB的时候居然忘记把GND给引出来了。焊完板子调试的时候才发现，不过好在画PCB的时候将GND这端接在一条路上，还是比较方便找的。然后把GND用一根短线接了出来，这才成功完成实验。也是一个小小的经验教训，画板子之后也要记得检查，不过好在问题不大，最终也成功解决了问题。