昆明理工大学电子电路实习报告Word文件下载.docx
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2、了解带充电功能的带充电功能的可调直流稳压电源的基本原理。
3、学会绘制电路原理图和印刷电路板图的基本方法和技巧。
4、增强同学们的动手能力。
5、掌握理论知识与实际相结合的方法与技巧。
6、让同学更加明确所学知识的用途及实际应用。
7、激发同学们对知识学习的积极性。
2、实习内容
1、万用电表的焊接、安装及调试
2、带充电功能的带充电功能的可调直流稳压电源的排版
三、实习过程
(一).MF47型万用表的结构
指针式万用表的型式很多,但基本结构是类似的。
指针式万用表的结构主要由表头、转换开关(又称选择开关)、测量线路等三部分组成。
表头采用高灵敏度的磁电式机构,是测量的显示装置;
万用表的表头实际上是一个灵敏电流计。
表头上的表盘印有多种符号,刻度线和数值。
符号A一V一Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。
表盘上印有多条刻度线,其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线,其右端为零,左端为∞,刻度值分布是不均匀的。
符号“-”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“~”表示交流和直流共用的刻度线。
刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。
另外表盘上还有一些表示表头参数的符号:
如DC20KΩ/V、AC9KΩ/V等。
表头上还设有机械零位调整旋钮(螺钉),用以校正指针在左端指零位。
转换开关用来选择被测电量的种类和量程(或倍率):
万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。
用来选择测量项目和量程(或倍率)。
一般的万用表测量项目包括:
“mA”:
直流电流、“V”:
直流电压、“V~”:
交流电压、“Ω”:
电阻。
每个测量项目又划分为几个不同的量程(或倍率)以供选择。
测量线路将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。
图一为MF-47型万用表外形图,该万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。
当转换开关拨到直流电流档,可分别与5个接触点接通,用于500mA、50mA、5mA、0.5mA和50μA量程的直流电流测量。
同样,当转换开关拨到欧姆档,可用×
1、×
10、×
100、×
1KΩ、×
10KΩ倍率分别测量电阻;
当转换开关拨到直流电压档,可用于0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V和1000V量程的直流电压测量;
当转换开关拨到交流电压档,可用于10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压测量。
(二).焊接的基本知识与技巧
1.焊接的基本知识
焊接前应该看元件是否有氧化层,因为元件经过长期存放,会在元件表面形成氧化层,不但使元件难以焊接,而且影响焊接质量,一般应首先清除元件表面的氧化层,但注意用力不能过猛,以免使元件引脚受伤或折断。
在使用电烙铁前,应该在烙铁加热的过程中将焊锡丝送到烙铁头上,焊锡丝在一定温度时熔化,将烙铁头镀锡,保护烙铁头,镀锡后的烙铁头为白色。
如果烙铁头上挂有很多的锡,不易焊接,可在烙铁架中带水的海棉上抹去多余的锡,但不可在工作台或者其他地方抹去。
焊接时先将电烙铁在线路板上加热,大约两秒钟后,送焊锡丝,观察焊锡量的多少,不能太多,造成堆焊;
也不能太少,造成虚焊。
当焊锡熔化,发出光泽时焊接温度最佳,应立即将焊锡丝移开,再将电烙铁移开。
为了再加热中使加热面积最大,要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上,烙铁头的顶尖抵在线路板的焊盘上。
焊点高度一般在2毫米左右,直径应与焊盘相一致,引脚应高出焊点大约0.5mm。
焊接元件时,应对照图纸插放元器件,用万用表校验,检查每个元器件插放是否正确、整齐,二极管、电解电容极性是否正确,电阻读数的方向是否一致,全部合格后方可进行元器件的焊接。
焊接完后的元器件,要求排列整齐,高度一致。
为了保证焊接的整齐美观,焊接时应将线路板板架在焊接木架上焊接,两边架空的高度要一致,元件插好后,要调整位置,使它与桌面相接触,保证每个元件焊接高度一致。
焊接时如果线路板未放水平,应重新加热调整。
焊接时,电阻不能离开线路板太远,也不能紧贴线路板焊接,以免影响电阻的散热。
焊接时不允许用电烙铁运载焊锡丝,因为烙铁头的温度很高,焊锡在高温下会使助焊剂分解挥发,易造成虚焊等焊接缺陷。
2.焊接万用表时的注意事项
(1)在拿起线路板的时候,最好带上手套或者用两指捏住线路板的边缘。
不要直接用手抓线路板两面有铜箔的部分,防止手汗等污渍腐蚀线路板上的铜箔而导致线路板漏电。
(2)如果在完装完毕后发现高压测量的误差较大,可用酒精将线路板两面清洗干净并用电吹风烘干。
电路板焊接完毕后,用橡皮将三圈导电环上的松香、汗渍等残留物擦干净。
否则易造成接触不良。
(3)焊接时一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡,否则会严重影响电刷的运转。
为了防止电刷轨道粘锡,切忌用烙铁运载焊锡。
由于焊接过程中有时会产生气泡,使焊锡飞溅到电刷轨道上,因此应用一张圆形厚纸垫在线路板上。
(4)如果电刷轨道上粘了锡,应将其绿面朝下,用没有焊锡的烙铁将锡尽量刮除。
但由于线路板上的金属与焊锡的亲和性强,一般不能刮尽,只能用小刀稍微修平整。
(5)在每一个焊点加热的时间不能过长,否则会使焊盘脱开或脱离线路板。
对焊点进行修整时,要让焊点有一定的冷却时间,否则不但会使焊盘脱开或脱离线路板,而且会使元器件温度过高而损坏。
3.如何提高焊接质量
(1)、刮脚与搪锡
将焊接的元件和导线进行刮脚和搪锡。
有些导线和元件看上去较光亮,实际上表面仍有一层氧化层,直接焊上后形成焊锡包住引脚,看上去是一个封闭的焊点,但很可能形成虚焊。
(2)、掌握焊接时间焊接时应根据不同的焊接对象,确定不同的焊接时间。
对于元件,焊接时间过长,会烫坏它,使印刷板上的铜箔翘起,时间过短,会造成加热不充分,焊剂作用不够,焊点强度降低,造成虚焊。
一般焊接时间控制在2秒钟左右为宜,若是导线、金属等焊接,时间可相对长些。
(3)、不要用烙铁头运载焊锡在焊接时,有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具,这是不正确的。
因为手工焊接通常是用有焊剂的焊料,若烙铁头先接触焊料,并作为运载工具,那么焊剂在高温下早就分解挥发,使焊接时已处于无焊剂状态,容易产生焊接缺陷。
焊接时要一手拿烙铁,一手拿焊锡丝,,边加热边提供焊料。
4.焊接后焊点的检测
焊接合格的点,一般锡点都会形成内弧,锡点圆满光滑无针孔无松香渍。
零件有线脚,线脚的长度要在1—1.2mm之间。
锡将整个锡位及零件脚包围。
看焊接是否不合格,首先看是否有元件之间的错位,如果有,应及时的改正。
焊点是否是虚焊,是否有零件间的脚相互接触引起短路。
焊接时加锡太少,可以再次加锡。
如果多锡,零件的脚全部被覆盖或形成外弧形,应该去掉一些锡。
(三)、常用电子元器件
一般的电阻器都可以通过万用表直接测出阻值,一般电阻器上会标出电阻组织及其误差。
其标志方法有两种:
直标法和色标法
直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻体上直接标出阻值,其误差直接用百分数表示。
色标法是用不同的颜色的色带或色点在电阻器上标出阻值和允许误差。
以四环电阻为例
若为五环则前三环为有效值
四色环电阻:
第一色环是十位数,第二色环是个位数, 第三色环是应乘颜色次幂颜色次,第四色环是误差率 例子:
棕红红金 其阻值为12×
10^2=1.2K误差为±
5% 误差表示电阻数值,在标准值1200上下波动(5%×
1200)都表示此电阻是可以接受的,即在1140-1260之间都是好的电阻。
五色环电阻:
红红黑棕金 五色环电阻最后一环为误差,前三环数值乘以第四环的10颜色次幂颜色次,其电阻为220×
10^1=2.2K误差为±
5% 第一色环是百位数,第二色环是十位数, 第三色环是个位数,第四色环是应乘颜色次幂颜色次, 第五色环是误差率。
首先,从电阻的底端,找出代表公差精度的色环,金色的代表5%,银色的代表10%。
再从电阻的另一端,找出第一条、第二条色环,读取其相对应的数字,以下图为例,前两条色环都为红色,故其对应数字为红2、红2,其有效数是22。
再读取第三条倍数色环,黑1。
所以,我们得到的阻值是22x1=22Ω。
如果第三条倍数色环为金色,则将有效数乘以0.1。
如果第三条倍数色环为银色,则乘以0.01。
色环标示主要应用圆柱型的电阻器上,如:
碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、保险丝电阻、绕线电阻。
在早期,一般当电阻的表面不足以用数字表示法时,就会用色环标示法来表示电阻的阻值、公差、规格。
色环主要分成两部分:
第一部分:
靠近电阻前端的一组是用来表示阻值。
两位有效数的电阻值,用前三个色环来代表其阻值,如:
39Ω,39KΩ,39MΩ。
三位有效数的电阻值,用前四个色环来代表其阻值,如:
69.8Ω,698Ω,69.8KΩ,一般用于精密电阻的表示。
第二部分:
靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度。
第一部分的每一条色环都是等距,自成一组,容易和第二部分的色环区分。
四个色环电阻的识别:
第一、二环分别代表两位有效数的阻值;
第三环代表倍率;
第四环代表误差。
五个色环电阻的识别:
第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值;
第四环代表倍率;
第五环代表误差。
如果第五条色环为黑色,一般用来表示为绕线电阻器,第五条色环如为白色,一般用来表示为保险丝电阻器。
如果电阻体只有中间一条黑色的色环,则代表此电阻为零欧姆电阻。
(四)MF47型万用表的组装与调试
1MF47型万用表的组装过程
1.1电子元器件的检测与筛选
(1)在焊接前,我们应该前检查我们的万用表的元件清单,清点完后请将材料放回塑料袋,检查所有元器件,应保证元器件上的各种型号、规格、标志清晰;
元器件应完整无损;
元器件各项参数应符合要求;
元器件应齐全无误。
(2)首先在万用表的外包装泡沫壳上写出所有电阻的阻值,然后取出29个普通电阻,根据电阻上的色环来读出每个电阻的阻值,分别将读出来的电阻插到对应的29个电阻的位置上,完成后,用数字万用表分别检测每个电阻的阻值,看是否有电阻读错。
将四个二极管也插到上面。
1.2焊接步骤及工艺要求
(1)焊接主板。
参考MF47型万用表的原理图,插接元件进行焊接。
元件应排列整齐,焊接牢固;
焊点应均匀,表面应光滑圆润,无裂痕气孔;
保证无虚焊、假焊。
首先焊接电阻和4个二极管和电容。
注意二极管和电容的正负极性。
然后根据装配图固定4个支架,晶体管插座,保险丝夹,零欧姆调节电位器和蜂鸣器。
最后焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线,各档位对应的电阻元件及其对外连线,最后焊接电池架的连线。
至此,所有的焊接工作已完成。
(如下页图A图B)
(2)焊接表头。
将表头正极与电路板焊接,然后用数字式万用表将表头与WH2电位器串联的阻值调至2.5欧姆。
然后将表头的负极接入主板上。
(3)电刷的安装。
应首先将档位开关旋钮打到交流250伏档位上,将电刷旋钮安装卡转向朝上,V形电刷有一个缺口,应该放在左下角,因为电路板的3条电刷轨道中间的2条间隙较小,外侧2条较大,与电刷相对应。
当缺口在左下角时电刷接触点上面有2个相距较远,下面2个相距较近,一定不能放错。
电刷四周都要卡入电刷安装槽,用手轻轻按下,即可安装成功。
(五)、带充电功能的可调直流稳压电源排版
电路原理图如下图所示,电压调节主要由LM317完成。
图2带充电功能的可调直流稳压电源原理图
1、整流滤波电路
220V~——变压器——15V~——熔断器(短路保护)——整流(VQ)——R6,VL1(电源指示)——滤波(C1)——15~18V直流
通过二极管单向导电作用,把由变压器得到的交流15V电压,变换成脉动直流电压,再经过电容滤波电路,把脉动直流电压变换成较为平缓的直流电压。
电路中红色二极管为电源接入指示,点亮为正常情况。
如果开电源,VL1不亮,则要检查原因,如保险、桥堆(VQ)等。
2、稳压、调压电路
主要通过三端可调集成稳压电路LM317实现。
将整流滤波得到的较为平缓的直流电压经过LM317稳压和电位器RW1调压而得到稳定的可调输出电压。
调压范围为1.25~15V。
正常情况下,317输入15~18V,输出1.25~15V。
所以1端电位应低于2端,1端电位也应低于3端。
当发生异常情况,如电源短路等,为保护317,加入二极管VD1,VD2起保护作用。
C2,C3:
平波C2:
平滑LM317输入端电压
C3:
并在RW1两端,平滑输出电压VD1、VD2,R1:
保护。
当输入短路时,C4上的电荷通过VD1放电。
当输出短路时,C3上的电荷
通过VD2放电。
这样就不让大电流流过317。
C4:
滤除低频成分的脉动,C5:
滤除高频成分的脉动
317的调压范围(即输入电压)可达到27V,但前面的变压器也要换成27V。
在实际安装制作中,有些元器件是需要安装在外壳面板上,再用导线连接到电路板,如变压器,红、绿指示灯(VL1、VL2),电位器,保险,开关,输出接线柱等8个元器件,所以,考虑到成品安装的需求,要在图中将它们画成插座的形式以便连接,以下图电路为实际应用电路的排版图。
图3带充电功能的可调直流稳压电源排版图
3、原理图绘制过程
(1)运行SchematicEditor,点击文件新建文件,可打开编辑窗口。
(2)设置图纸大小:
点击选项设置图纸,设置为A4。
设置栅格大小:
定位栅格5,可视栅格5
(3)添加库“2004sch.LIB”文件,拖动器件到图纸中
(4)画电路图。
①调整器件位置。
鼠标单击器件让器件处于选定状态——器件四周出现黑色虚线边框,再单击器件,可让器件粘连于箭头之上,按空格键(space)可调整器件姿态,即放置方向,然后在适当的位置点击鼠标即可把器件放置于该位置;
按X,Y键可对调整器件左右、上下方向。
同样的方法还可以移动器件的标识;
②绘图。
用
工具,把所有器件按照图纸连接好,用
工具把所有连接点连上。
③编辑器件标号及参数。
按照图纸要求,修改每个元器件的型号及参数,并按照“器件封装对照表”选择封转号。
(5)生成“设计规程检查报表”,看有无器件未连上导线等错误。
(6)建立网络表,自行校验有无网络、型号参数等错误。
原理图中有24个元件,13个网络(N0001——N0013)
4、印板图绘制过程
(1)运行ProtelforPCB,点击文件新建PCB文件,打开PCB编辑窗口。
(2)加载“2004pcb.lib”库文件。
(3)加载网络表。
点击网络表加载网络表…,屏幕打开网络表加载状态窗口,观察网络表加载情况,若出现有网络或器件丢失,一定要点击生成报告按钮,然后返回电路图编辑状态,对照报告检查电路图绘制情况,否则点击OK进入编辑状态,这时点击
可看到调入的器件与网络。
(4)摆放器件。
①选择编辑窗口最下方工具条,点击展开,选定禁止布线层,设置定位栅格为0.25mm,线宽为1mm。
选择画线工具
,按电路板的尺寸画框,划定线路板有效区域;
线路板尺寸:
95mm×
45mm。
②铺开器件。
点击自动自动布局参数设置…,在出现的窗口中,选定“局部布局”,然后按“进行自动布局”按钮,可以看到器件已被散布于刚才划定的有效区域中了。
③选取线条或器件,对器件摆放位置进行调整;
此时可设置定位栅格为0.1mm。
(5)网络优化。
点击网络表优化网络表优化所有网络。
(6)自动布线设置。
点击自动自动布线参数设置…,在展开的窗口中设置要进
行布线的层面、线宽、布线时和布线后对线条的处理方法以及布线的算法。
(7)进行全自动布线。
点击自动自动布线进行全部网络的自动布线,会进入电路的自动走线状态,屏幕上将出现显示线路布通情况及布通率的窗口,待布线完成后又会出现一个提示窗口,点击窗口中的OK按钮,待窗口关闭就可以看到布线的结果了。
(8)查看布线结果。
点击信息PCB图上的状态…,会出现显示PCB图线路布
通情况的窗口,检查有多少线未布通,布线不通时,把自动布线取消,重新调整元件的位置和方向,再进行一次。
(9)手动处理未布通的线。
①点击自动利用飞线进行手工布线。
手动布置未布通的线。
②放置跳线。
通过放置跳线布通上面步骤未布通的线。
(10)器件标注文字大小和位置的调整。
①调整位置。
与调整器件的方法相同。
②调整标号及参数的大小
(11)PCB图中有25个元件,13个网络(N0001——N0013),39条线。
以上工作完成后,点击信息看是否有错,无误后保存。
实验过程:
安装PROTEL10.SCH软件并汉化,安装正确的库文件,新建文件出现绘图窗口,选择图纸大小后开始绘图。
通过放置器件,调整器件位置,通过导线实现器件间的互联等过程初步完成图形,编辑器件的名称编号、型号参数,封装号。
如下图
图4带充电功能的可调直流稳压电源网络图
建立网络表,对照网络表文件与实习指导书上的电路图检验网络表,校验图形正确后,安装ProtelforWindows1.5,打开程序,新建PCB文件,并添加库文件。
导入上一步生成的网络表,检查是否丢失组件、管脚数和封装名,确认无误后方可进行下一步,否则退回上一步,检查原理图是否正确,直到没有错误方可进行进一步实验。
选择图层为“禁止布线层”划定线路板95mm×
45mm的有效区域,将原件摆放在其中,当排版到比较满意时,调整自动布线的参数,选择自动布线中的全自动布线,反复调整布局,当版图线路无错误时,版图方绘制完成。
图5PCB版图
原理图中有24个元件,13个网络(N0001——N0013)。
器件封装对照:
R1,3-6
R2
C1
C2
C3
C4
C5
1R-10
1R-20
2C-D10-5
1C-5A
2C-D8-4
VD1
VD2
VQ
IC
VW1
V1
1D-10
VQ-10
IC-317
1V-2
T
FS
VL1,2
RW
CHARGE
POWER
CZ-2A
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