WFS601面包电话制作课程设计.docx

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WFS601面包电话制作课程设计

WFS-601面包电话制作

目录：

1.实验器材准备·············································2

2.了解WFS-601面包电话的原理······························3

3.辨别电阻，电容等元件·····································6

4.焊接电路板···············································7

5.安装电话机···············································9

6.protel99SE绘制电路板仿真·································10

7.心得体会·················································11

一、实验器材准备

1.电烙铁：

由烙铁头、加热器、手柄及电源线组成。

值得注意的是：

在焊接时，烙铁头尖上常常有污物，需在湿的金属绵上不停擦拭，使用时要随时镀锡，再进行焊接；在使用前应当注意，检查电源线是否有裸露，以防触电，应用绝缘胶布将落露出缠绕起来，还有在使用过程中，应注意不能触碰烙铁加热部位，以防烧伤等；

2.镊子：

可用来夹较小的电子元件等；

3.焊锡丝：

是锡铅合金，其熔点很低。

焊锡丝中间填充有助焊剂——松香，因而焊接牢固，但因含铅，所以每次使用完后需要洗手，在焊接时应该注意将铜片完全加热，使得松香、铜片、焊锡融为一体，这样有助于焊接的质量与牢固性；

4.WFS-601面包电话实验器材包。

振铃版材料清单如下：

序号

标注

元件名称

型号规格

数量

1

R1

电阻

2.2K

1

2

R3

电阻

1M

1

3

R4

电阻

100K

1

4

R5

电阻

120K

1

5

R6

电阻

820

1

6

C1

瓷片电容

104

1

7

C2

涤纶电容

222

1

8

E1、2、3

电解电容

2.2uF

3

9

D1-4

二极管

1N4007

4

10

Z1

稳压管

30V

1

11

IC1

集成电路

2410

1

12

HOOK

叉簧开关

1

13

BILL

蜂鸣器

1

14

-

外线插座

1

15

-

机座外壳

1

16

-

自攻螺丝

3*6

4

17

-

自攻螺丝

2.6*5

2

18

-

连接线

0.1*6

2

19

-

线路板

-

1

20

-

固定胶棒

1

21

-

说明书

1

手柄板材料清单如下：

序号

标注

元件名称

型号规格

数量

1

R1、5

电阻

6.8

2

2

R2、8、18

电阻

2.2K

3

3

R3

电阻

33K

1

4

R4

电阻

2.7K

1

5

R6

电阻

180

1

6

R7

电阻

4.7K

1

7

R9

电阻

22K

1

8

R17、19（Q3）

电阻

10K

2

9

C1

晶振

3.58M

1

10

C2、C3

瓷片电容

30p

2

11

C4、C5

电解电容

100uF

2

12

C6、C7

瓷片电容

104

2

13

C8

电容

2.2uF

1

14

C9

电容

10uF

1

15

D1

二极管

1N4007

1

16

D2

稳压二极管

4.7V

1

17

LED1、2

发光二极管

Φ3

2

18

SP

扬声器

8Ω0.25W

1

19

Q1、Q2

三极管

8050

2

20

IC1

集成电路

9102

1

21

MIC1

驻体话筒

1

22

-

连接线

0.1*8

2

23

-

连接线

0.1*6

2

24

-

螺丝

2.3*6平头

4

25

-

螺丝

2.6*6自攻

2

26

-

曲线连接线

1

27

-

手柄外壳

1

28

-

导电橡胶

1

29

-

数字键

15

30

-

螺丝封盖

1

31

-

线路板

1

32

-

电话外线

1

二、WFS-601面包电话原理

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电子电话机已经像各种家用电器一样走入千家万户，成为人们日常工作与生活的必须品。

同时随着集成电路技术的发展，使得电话机的功能越来越强，然而其基本的振铃、拨号与通话功能却是每一款电话机所必备的功能。

对于通讯类专业的大学生来说，掌握电话机的工作原理，是一项基本技能，对于广大电子爱好者来说，掌握电话机的基本原理并能正确地进行运用，对开发出一些远程控制或测量的产品来说，也是非常实用的。

在本章中，我们介绍一款双音频电话机的制作，通过本制作，可以进一步加深对电子电话机工作原理的认识。

1、工作原理：

面包型电话机电路原理见下图：

图1

电话外线接入L1、L2，当挂机时，叉簧开关HOOK接通振铃电路，目前广泛采用的程控交换机的工作电压为直流60V左右，铃流信号的电压为交流90V左右，没有振铃信号输入时由于E1和E2对直流电压是断路的，因此没有电流流入电话机，当有交流的铃音信号到来时，经R1和E1、E2后，经极性保护电路在Z1两端形成一个直流27V左右的电压，作为振铃电路的工作电源。

振铃电路得电后，铃音振荡电路工作，从8脚输出铃音信号，经R6限流后，在压电陶瓷片上发出电话振铃音。

当听到铃声后拿起电话机，此时电话机工作在摘机状态，叉簧开关复位，此时一方面断开E1、E2通路，L2直接接入极性保护电路，另一方面断开振铃电路供电回路，接通通话部分电路。

由于通话电路阻抗较低，变会形成一个有效的摘机信号，交换机接到这个摘机信号后，回路电压变为8V左右，作为整机的工作电源。

外电源一路经R8、D1在D2两端形成4.7V，为9012D提供供电。

HM9102是一款性价比较高的脉冲/双音频拨号器，其内部功能电路如图2：

图2拨号集成电路内部方框图

   HM9102D可输出号码脉冲，也可输出双音多频信号。

其引脚功能为：

R1、R2、R3、R4、C1、C2、C3与键盘的相应的引线相连，C4悬空。

HKS：

启动脚。

HKS=“0”时，启动（片选）

B／M：

断续比选择。

B／M=5V时，断续比为　2：

1

　　B／M=0V时，断续比为1.5：

1

MODE：

模式选择。

　　MODE=5V时，脉冲方式

MODE=0V时，双音多频方式（DTMF）

SOC1、SOC2：

外接3.58MHz晶体

VDD=5V

VSS=0V

T／PM：

静噪输出，拨号时为“0”。

（使用时悬空）

DP：

号码脉冲输出（负脉冲），OC电路。

DTMF：

双音多频（DTMF）信号输出。

KA2410芯片引脚分析：

引脚号

功能说明

①

正电源电压输入端，一般工作电压为21~27V，最高工作电压为29V，启动电压为19V

维持振荡的电压约为12V

②

触发输入端，通常悬空，当引脚接地时，可以通过关闭振荡的电源使其停止振荡

-----

③

低频振荡器外接电容端，改变电容可以改变振荡频率

1.5

④

低频振荡器外接电阻端，改变阻值可以改变振荡频率

1.5

⑤

接地线端

0

⑥

高频振荡器外接电容端，改变电容可以改变振荡频率

1.2

⑦

高频振荡器外接电阻端，改变电阻可以改变振荡频率

1.2

⑧

音频功率输出

1.2

摘机后，外电源向芯片供电，启动拨号芯片，芯片启动后，不断的对键盘不断地进行扫描，当有按键按下时，经数模转换后，从TONE脚输出双音频信号，经R9、C7、Q2等放大后传到电话网络中，与交换机进行通讯。

通话中，线路传输过来的语音信息，经C8耦合后，Q1放大，驱动扬声器发出声音，而接听电话者的说话声，则从MIC拾取后，经C6耦合、Q2放大送入线路，完成与异地的通话。

三、电阻电容等元件辨认及读数

电阻、电容和电感的型号包括主称、材料、分类、序号四个部分，第一部分主称用字母表示；第二部分材料用字母表示；第三部分分类用数字表示，个别用字母表示；第四部分序号用数字表示。

某电阻上标志为RX20-100-510Ω-1，表示该电阻为线绕电阻，型号为RX20，功率为100W，阻值为510Ω，最后的1表示允许偏差为±5％；某电阻上标志为RJ1W2.7kΩ5％，RJ表示该电阻为金属膜电阻，功率为1W，阻值为2.7kΩ，允许偏差为5％。

对于阻值或容量较小的阻容元件，在直标法中通常可用单位符号代替小数点，如电阻可用k或Ω表示小数点。

例如，某电阻上标志为Ω33，表示该电阻阻值为0.33Ω；某电阻上标志为3k3，表示该电阻阻值为3.3kΩ；某电阻上标志为2M7，表示该电阻阻值为2.7MΩ。

在片状电阻器的标注中，通常用三位阿拉伯数字标注其标称阻值，其中前两位数字表示有效数值，第三位数字表示倍率，即乘以10的几次方。

例如，221表示22×101Ω=220Ω；472表示47×102Ω=4.7kΩ。

电容的主要技术指标包括额定工作电压、标称容量及允许偏差、绝缘电阻及漏电流、电容温度系数、损耗因数和绝缘耐压等内容。

电容的容量受温度的影响会发生变化，容量随温度变化的程度可用温度系数αC来描述，即

式中：

△C——表示室温t1和极限温度t2下所测得的电容容量C1、C2之差。

△t——表示室温t1和极限温度t2之差。

大多数电容为正温度系数，个别类型的电容为负温度系数，如瓷介电容。

电感：

品质因数是指线圈在某一频率的交流电压下工作时，线圈所呈现出的感抗和线圈的直流电阻的比值，是表示电感线圈质量的重要参数，反映了电感线圈损耗的大小。

Q值越高，损耗功率越小，电路效率越高，选择性越好。

谐振电路要求线圈品质因数较高。

根据二极管的单向导电性，即二极管的正向电阻小，反向电阻大的特性，可以通过测量的方法确定二极管的正极和负极。

稳压管工作电流越大，动态电阻越小，稳压效果越好。

四、焊接电路板

（一）焊接工具

1、电烙铁

电烙铁是最常用的焊接工具。

我们使用20W内热式电烙铁。

新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。

这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。

旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。

应认真做到以下几点：

电烙铁插头最好使用三极插头。

要使外壳妥善接地。

使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。

并检查烙铁头是否松动。

电烙铁使用中，不能用力敲击。

要防止跌落。

烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。

不可乱甩，以防烫伤他人。

焊接过程中，烙铁不能到处乱放。

不焊时，应放在烙铁架上。

注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。

冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

2、焊锡和助焊剂

焊接时，还需要焊锡和助焊剂。

（1）焊锡：

焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。

这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。

（2）助焊剂：

常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。

使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。

焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏。

但它有一定腐蚀性，焊接后应及时清除残留物。

3、辅助工具

为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。

应学会正确使用这些工具。

尖嘴钳偏口钳镊子小刀

（二）焊前处理

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。

1、清除焊接部位的氧化层

可用断锯条制成小刀。

刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。

印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

2、元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。

可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。

即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。

导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。

若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。

刮去氧化层均匀镀上一层锡

（三）焊接技术

做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。

1、焊接方法。

焊接检查剪短

2、焊接

（1）右手持电烙铁。

左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。

焊接前，电烙铁要充分预热。

烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。

电烙铁与水平面大约成60℃角。

以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。

烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

（3）抬开烙铁头。

左手仍持元件不动。

待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。

2、焊接质量

焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。

要保证焊接质量。

（A）所示应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。

锡和被焊物融合牢固。

不应有虚焊和假焊。

虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。

假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。

这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。

只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。

焊接电路板时，一定要控制好时间。

太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。

从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

五、安装电话机

1、 制作套件是在原面包电话机套件设计的基础上，根据实际教学需要改进后的产品，因此在电路安装时有些线路板上所标的元件位置不需要装元件，实际所安装的元件以电路原理图中所标元件为准；

2、 振铃线路板上，铃声是通过蜂鸣器发出的，为使声音更加悦耳，蜂鸣器安装于机壳后，用塑胶枪打上胶后将其固定，若无胶枪，可用电烙铁将附带的塑胶熔化后固定蜂鸣器，若蜂鸣器松动的话，发出的铃声较难听；

3、 为使电路更加简单，我们对这款电话机的一些附加功能进行了去除，把一些原先需要设置的电路全部固定化，因此在元件安装时，有些元件的安装位置需要特别说明，HM9102D的7脚为模式控制脚，由于现在都用双音频拨号，因此制作时直接将该脚接地即可，具体操作时，将手柄线路板上的引线口用焊锡短接；

4、 HM9102D的5脚为叉簧输入引脚，由于本电话机的叉簧开关是直接控制主电路的电源的，因此我们将系统直接设成所有功能全部开放状态，在电路焊接时，直接将5脚通过R19接地，R19在线路板上未标明，实际安装于Q3的C、E脚孔位；

5、 二只LED是供晚上照明所用，安装时必须将发光管伸出线路板，其中一只离焊接孔位较远，因此LED的管脚不要剪掉，否则会太短；

6、 听筒与机座间的连接曲线有极性之分，听筒线路板上有标识，负极与驻体话筒负极相连，正极焊在标有“T”字样的焊盘上，这根线焊好后应将整根线卡在塑料槽中后再引出，否则容易折断；

下图是制作好的线路板照片。

7、功能调试

   电话机只要安装无误，一般装上去就可以用，无需装电池，先可将正在用的电话机的外线插头拔下来插在本电话机的插座内，提起手柄应能听到拨号音（即长声），然后拨号，拨号时能听到“嘟、嘟、嘟”的拔号音，完后应能听到对方接通的响铃声，然后挂机，再试接听，用另一台电话机或手机拨打本电话所接电话号码，拨通后本机应能听到电话机的振铃声，经过这样试验后，电话机制作完成。

六、protel99SE仿真制作

原理图绘制：

振铃板电路

手柄板电路

电气规则检测ERC

创建网络表

七、心得体会

在本次实习过程中，首先我们在老师的指导下学习了面包式电话机原理图和装配图以及识别，了解了各个元器件的作用，然后自己对照电路图与印制电路图，应用前面所学习的焊接技术进行了面包式电话机的组装。

这一次的实习，同收音机的组装大致相同，同样需要将电话机的各部件的器材归类读数，并对各器件检测是否完好，不但复习了焊接技术，识别元件，又学习使用万用表测量与检验元件的值和好坏，以及调试电话机的工作。

焊接在前面已经学习并掌握，这里对各种电子元件的检测要求很严格，尤其是对电阻，电容，晶体管等元件的检查，所以要仔细认真对待，出现错误很难发现，最好一次性完成。

通过将近两天多的焊接练习，我学会了焊接的基本方法,其实只要自己细心体会认真焊，焊接并不难，刚开始焊接的时候容易出现虚焊、脱焊以及焊接短路等细节性的问题，但是在经过多次的训练和体会实验过程，焊接起来就得心应手了。

主要是对熟练程度的训练，以及自己对其过程的深刻体会。

在焊接练习过程中我主要体会到了以下几点：

首先待焊面要清洁，然后找好焊头的热点，并且加热时间要合适，才能使结点光亮、圆滑，做到美观与质量上的保证。

但若给过多热量，容易使焊接处发黑,从而造成虚焊的后果，更严重的是会使焊接点的焊盘脱落。

而且焊接过程中，焊锡不能送太多，也不能太少，焊锡量要适量，这样才能保证接点小、光亮且表面平滑；并且在焊接过程中要细细体会操作感受，以此提高自己对于焊接的熟练程度。

然后焊接完时应先拿走焊锡丝，再拿走烙铁。

每次焊接之后，要及时清理烙铁头的污物，用湿金属棉擦拭。

最后要注意焊接头不能接触自身，以免造成不必要的伤害等问题。

焊接依然是很关键，如有虚焊，漏焊等焊接问题直接导致电话机故障，会给检修造成很大困难，这一点在以前的收音机组装过程中是深有体会的。

我的电话机安装好后，各项功能都基本正常，基本没什么大问题，所还算顺利。

虽然自己的组装过程中没出什么问题，但是这也并不代表自己在测试查错过程中没学到东西，反而在别人查错的过程中自己学习到了不少。

经过这一次的实习，我受益匪浅，我明白了，任何一个小的细节对我们所做的事情都是相当重要的，而且认识到实践的重要性，体验了用运所学去解决实际问题的快乐，进一步增强了学习的兴趣。

从而对以后的实践学习有了更好的准备。