劉家浩CAD 2013年

1、 廣州學(xué)院電子線路CAD大作業(yè) LM339芯片的電路設(shè)計 院（系） 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 機械1班 學(xué)生姓名 劉家浩 指導(dǎo)老師 王建春 2013年 9 月 27 日 任 務(wù) 書茲發(fā)給 機械工程及自動化1 班學(xué)生 劉家浩 課程設(shè)計任務(wù)書，內(nèi)容如下：1 設(shè)計題目： 四電壓比較器集成電路 2 應(yīng)完成的項目：（1） LM339電路設(shè)計 （2） LM339應(yīng)用電路 PCB 板設(shè)計 （3） 芯片常用電路 （4） 3 參考資料以及說明：（1）百度文庫 （2）康華光，鄒壽彬等.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第五版)M.高等教育出版社.2005.7:454-461. （3） （4） 4 本設(shè)計

2、任務(wù)書于2013年9 月 27 日發(fā)出，應(yīng)于2013年9月27日前完成，然后進(jìn)行答辯。指導(dǎo)教師 簽發(fā) 年 月 日評語：總評成績：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日目 錄 摘 要LM393/339是高增益,寬頻帶器件,象大多數(shù)比較器一樣,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合,則很容易產(chǎn)生振蕩.這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時,輸出電壓過渡的間隙.電源加旁路濾波并不能解決這個問題,標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計對減小輸入輸出寄生電容耦合是有助的.由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 關(guān)鍵詞

3、：四電壓比較器LM339 、 使用靈活、應(yīng)用廣泛 第一章 緒論1-1 芯片介紹一、 芯片LM339LM393/339是高增益,寬頻帶器件,象大多數(shù)比較器一樣,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合,則很容易產(chǎn)生振蕩.這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時,輸出電壓過渡的間隙.電源加旁路濾波并不能解決這個問題,標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計對減小輸入輸出寄生電容耦合是有助的.減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號,而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.010mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換,使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩.除非利用滯后,否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩,如果輸入信號

4、是脈沖波形,并且上升和下降時間相當(dāng)快,則滯回將不需要。LM339（圖1）集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，LM339集成塊采用C-14型封裝。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 圖1二、 產(chǎn)品參數(shù)工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源： 236V，雙電源：±1±18V；消耗電流小， Icc=1.3mA； 輸入失調(diào)電壓小， VIO=±2mV； 共模輸入電壓范圍寬， 

5、Vic=0Vcc-1.5V； 輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；輸出可以用開路集電極連接“或”門；1-2 芯片常用電路單限比較器電路圖2a給出了一個基本單限比較器。輸入信號Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個參考電壓（門限電平）Ur。當(dāng)輸入電壓Uin>Ur時，輸出為高電平UOH。圖2b為其傳輸特性。遲滯比較器遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。前面介紹的單限比較器，如果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產(chǎn)生相應(yīng)的抖動（起伏）。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。圖4a給出了一個遲滯比較器，人們所熟悉的“史密

6、特”電路即是有遲滯的比較器。圖4b為遲滯比較器的傳輸特性。不難看出，當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過U之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。但隨之而來的是分辨率降低。因為對遲滯比較器來說，它不能分辨差別小于U的兩個輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應(yīng)速度，這是它的一個優(yōu)點。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。雙限比較器（窗口比較器）圖7電路由兩個LM339組成一個窗口比較器。當(dāng)被比較的信號電壓Uin位于門限電壓之間時（UR1<Uin<UR2），輸出為高電位（UO=U

7、OH）。當(dāng)Uin不在門限電位范圍之間時，（Uin>UR2或Uin<UR1）輸出為低電位（UO=UOL），窗口電壓U=UR2-UR1。它可用來判斷輸入信號電位是否位于指定門限電位之間。用LM339組成振蕩器圖8為有1/4LM339組成的音頻方波振蕩器的電路。改變C1可改變輸出方波的頻率。本電路中，當(dāng)C1=0.1uF時。f=53Hz；當(dāng)C1=0.01uF時，f=530Hz；當(dāng)C1=0.001uF時，f=5300Hz。LM339還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。第二章 LM339應(yīng)用電路原理圖設(shè)計2-1 芯片原理圖元件 圖9-引腳圖圖10- 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-

8、2 LM339電路設(shè)計2-2-1 LM339功能模塊設(shè)計輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上,不受 Vcc端電壓值的限制.此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路(當(dāng)不用負(fù)載電阻沒被運用),輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的值所限制.當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時,輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升.輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的SAT限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時,輸出晶體管的低失調(diào)電壓(約1.0mV)允許輸出箝位在零電平。2-2-2 LM339 功能電路設(shè)計圖11 protel原理圖2-2- 3 本章小結(jié)對于LM339，我有了更加深入的了解。這種比較器的所有沒有

9、用的引腳必須接地，這需要我們一定要注意的地方。的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選3-15K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。第三章 LM339應(yīng)用電路PCB板設(shè)計31 芯片元件封裝圖12 元件封裝32 整體電路 PCB 設(shè)計 圖12 PCB整體電路板33 本章小結(jié)本電路是將LM339制作成一個反相遲滯比較器，通過在反相端輸入信號，與同相端的基準(zhǔn)電壓比較，當(dāng)U+ > U- 時，輸出端相當(dāng)于開路，輸出高電平；當(dāng)U+ < U- 時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電平。第四章 設(shè)計總結(jié)學(xué)習(xí)了4個星期的電子線路C

10、AD，課堂上基本掌握了老師所教的知識。但當(dāng)親自動手去設(shè)計一個說明書時，卻遇到不少難題。LM339是一個四電壓比較器，常用于電磁爐等用電器中。經(jīng)過這次作業(yè)的制作，我明白到電路板的完成，并不是我們看到那樣簡單。雖然之前已經(jīng)學(xué)過一次，但當(dāng)再次接觸時，還是要費很多心思在里面。這個作業(yè)中我們要完成原理圖、封裝、完整的電路板等步驟，對于我們以后的工作起到了踏腳石的作用。通過這一系列的準(zhǔn)備、思考和設(shè)計，令我對這一方面的工作不再感到陌生，從而提高我的工作效率。作為一名機械專業(yè)的學(xué)生，我覺得能做這樣的課程設(shè)計是十分有意義。在已度過的兩年大學(xué)生活里我們大何去面對現(xiàn)實中的各種電子設(shè)計？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書，以及大量的網(wǎng)絡(luò)資料。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱指導(dǎo)書是十分必要的，同時也是必不可少的。本次課程設(shè)計為我們搭建了一個很好的平臺在理論和實際之間。 另外，課堂上也有