刘家浩CAD 2013年

1、 广州学院电子线路CAD大作业 LM339芯片的电路设计 院（系） 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机械1班 学生姓名 刘家浩 指导老师 王建春 2013年 9 月 27 日 任 务 书兹发给 机械工程及自动化1 班学生 刘家浩 课程设计任务书，内容如下：1 设计题目： 四电压比较器集成电路 2 应完成的项目：（1） LM339电路设计 （2） LM339应用电路 PCB 板设计 （3） 芯片常用电路 （4） 3 参考资料以及说明：（1）百度文库 （2）康华光，邹寿彬等.电子技术基础模拟部分(第五版)M.高等教育出版社.2005.7:454-461. （3） （4） 4 本设计

2、任务书于2013年9 月 27 日发出，应于2013年9月27日前完成，然后进行答辩。指导教师 签发 年 月 日评语：总评成绩：指导教师签字：年 月 日目 录 摘 要LM393/339是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入输出寄生电容耦合是有助的.由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。 关键词

3、：四电压比较器LM339 、 使用灵活、应用广泛 第一章 绪论1-1 芯片介绍一、 芯片LM339LM393/339是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.010mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号

4、是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要。LM339（图1）集成块内部装有四个独立的电压比较器，LM339集成块采用C-14型封装。由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。 图1二、 产品参数工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 236V，双电源：±1±18V；消耗电流小， Icc=1.3mA； 输入失调电压小， VIO=±2mV； 共模输入电压范围宽， 

5、Vic=0Vcc-1.5V； 输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；1-2 芯片常用电路单限比较器电路图2a给出了一个基本单限比较器。输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。当输入电压Uin>Ur时，输出为高电平UOH。图2b为其传输特性。迟滞比较器迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介绍的单限比较器，如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。图4a给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密

6、特”电路即是有迟滞的比较器。图4b为迟滞比较器的传输特性。不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过U之值，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于U的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。双限比较器（窗口比较器）图7电路由两个LM339组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1<Uin<UR2），输出为高电位（UO=U

7、OH）。当Uin不在门限电位范围之间时，（Uin>UR2或Uin<UR1）输出为低电位（UO=UOL），窗口电压U=UR2-UR1。它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。用LM339组成振荡器图8为有1/4LM339组成的音频方波振荡器的电路。改变C1可改变输出方波的频率。本电路中，当C1=0.1uF时。f=53Hz；当C1=0.01uF时，f=530Hz；当C1=0.001uF时，f=5300Hz。LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。第二章 LM339应用电路原理图设计2-1 芯片原理图元件 图9-引脚图图10- 内部结构图2-

8、2 LM339电路设计2-2-1 LM339功能模块设计输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上,不受 Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路(当不用负载电阻没被运用),输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的值所限制.当达到极限电流(16mA)时,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升.输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm 的SAT限制。当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压(约1.0mV)允许输出箝位在零电平。2-2-2 LM339 功能电路设计图11 protel原理图2-2- 3 本章小结对于LM339，我有了更加深入的了解。这种比较器的所有没有

9、用的引脚必须接地，这需要我们一定要注意的地方。的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。第三章 LM339应用电路PCB板设计31 芯片元件封装图12 元件封装32 整体电路 PCB 设计 图12 PCB整体电路板33 本章小结本电路是将LM339制作成一个反相迟滞比较器，通过在反相端输入信号，与同相端的基准电压比较，当U+ > U- 时，输出端相当于开路，输出高电平；当U+ < U- 时，输出管饱和，相当于输出端接低电平。第四章 设计总结学习了4个星期的电子线路C

10、AD，课堂上基本掌握了老师所教的知识。但当亲自动手去设计一个说明书时，却遇到不少难题。LM339是一个四电压比较器，常用于电磁炉等用电器中。经过这次作业的制作，我明白到电路板的完成，并不是我们看到那样简单。虽然之前已经学过一次，但当再次接触时，还是要费很多心思在里面。这个作业中我们要完成原理图、封装、完整的电路板等步骤，对于我们以后的工作起到了踏脚石的作用。通过这一系列的准备、思考和设计，令我对这一方面的工作不再感到陌生，从而提高我的工作效率。作为一名机械专业的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年大学生活里我们大何去面对现实中的各种电子设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书，以及大量的网络资料。为了让自己的设计更加完善，更加符合设计标准，一次次翻阅指导书是十分必要的，同时也是必不可少的。本次课程设计为我们搭建了一个很好的平台在理论和实际之间。 另外，课堂上也有