电子工艺实习报告.docx
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电子工艺实习报告.docx
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电子工艺实习报告
电子工艺实习报告
实习题目:
电子轮盘
院系:
电气工程学院
班级:
电气五班
姓名:
强楠
学号:
20121415
指导老师:
韩万木
日期:
2014年7月
目录
第一章 AD6.9项目实习....................................................................................... - 1 -
第一节 原理图........................................................................................................- 1 -
第二节 PCB图 ........................................................................................................- 2 -
第三节 问题及解决方法.................................................................................... - 4 -
第二章 电子电路制作............................................................................................. - 4-
第一节 元器件.........................................................................................................- 4-
第二节 焊接技术....................................................................................................- 8 -
第三节 电子电路原理整机组装和调试...........................................................-9 -
第三章 实习总结与体会...........................................................................................- 11 -
附录.......................................................................................................................................- 13-
第一章PROTELDXP项目实习
第一节原理图
一、原理图设计
原理图设计的基本要求是:
清晰、准确、规范、易读。
1、电路布局
首先根据实际需要按统一的要求选择图纸幅面、图框格式、电路图中的图形符号、文字符号等。
为了提高电路的可读性,一般可将电路划分为几个部分,并按照信号流程将各部分合理布局。
连线时,需要注意避免线条不必要的交叉以免难于辨识。
2、元件的选用及标注
电路中所需要的元件在元件库中搜索,若已有元件库中没有所需原件,则要自己绘制元件建立新的元件库。
元件标注最基本信息包括元器件位号和元器件值。
元器件位号的标注:
电阻R、电容C、电感L、变压器T、二极管D、三极管Q、继电器RL、集成电路I、CU。
图1原理图制作基本步骤
3、原理图的检验:
原理图做好后在工程下compiledocument检查错误,注意改正后要存盘才能进行下一次查错。
二、原理图元件库
在所需元器件不在已有元件库中时,我们需要建立新的元件库,自己绘制元件。
在工程下点击右键如下图建立新的元件库。
图2
下一步进行手动绘制元件,注意各引脚的属性(Tab键修改引脚属性)。
做好后将元件命名,并在tools→componentproperties修改元器件属性。
保存。
在库中添加自己绘制的其他元器件,在SCHLibrary下components栏中选ADD即可添加新的原件
图3
使用该元器件时在自己所建立的元件库中选择即可。
第二节PCB图
一、PCB设计制作
⑴原理图compile无误后,在工程下建立PCB文件将原理图UPDATE到PCB文件
⑵无误后,在PCB文件的KEEP-OutLayer层设置电气边界
⑶在界内进行手动布局,各元器件排列合理尽量减少不必要的交叉,提高PCB的可读性和功能性。
⑷在topoverlay层写好标签
⑸进行自动布线(AUTORoute)并改变电源线和地线线宽newrule→wide→newrule电源线宽20mil地线宽15mil。
⑹进行电气规则检查tools→designrulecheck,如有错误耐心改正
⑺检查无误后进行补泪滴。
⑻进行顶层和底层覆铜。
覆铜时选择连接到地。
二、PCB元件库
当元器件没有封装而且在已有的封装库中搜索不到封装的时候,需要我们自己创建PCB元件库及元器件的封装
步骤如下:
1.执File→New→PcbLibrary命令。
在设计窗口中显示一个新的名为
“PcbLib1.PcbLib”的库文件和一个名为“PCBComponent_1”的空白元件图纸。
为他们重命名并保存。
2.在空白元件图纸上手动绘制或者使用向导绘制元器件的封装。
如用向导绘制DIP16的封装:
执行Tools»NewComponent命令或者在PCB库编辑器中点击Add按钮。
元件向导自动开始。
点击Next按钮进行向导流程,根据要求选择输入为16。
为封装重命名后点击FINISH就创建了一个新的PCB封装(如下图)保存。
为元件进行封装时在自己建的PCB库中选中相应封装即可。
图4
第三节问题及解决方法
老师的讲解比较具体但是在实际操作过程中还是遇到了不少问题,在绘制原理图时应注意各元器件的各引脚的属性,尤其是连接在一起的两引脚应注意输入输出关系。
在绘制元器件时要设置好各必要的参数以免在使用后发现问题需要从新改动。
学会使用网络标号来代替连线,此时要注意标号的对应性。
再出现nodrivingsource错误时检查该元件的各接口是否接上,电源是否存在,要耐心检查连接。
在绘制PCB时,新建PCB文件后要先进行保存,然后才可以将原理图Update至PCB。
修改线宽时应注意最大线宽应大于中间线宽,电气规则检查如有错误,要耐心读错误的说明,找到错的地方进行修改。
在电气规则检测中最常出现的问题就是引脚连接这时可用滴泪的方法解决一部分问题,还有就是原件封装选择的问题使得部分元器件PCB导入不成功这时候需要进一步排查错误最终完成PCB制作。
第二章电子电路制作
第一节元器件
一、电阻器
图5
电阻的主要技术指标有标称阻值、允许偏差(精度等级)、额定功率、温度系数、稳定性等,使用中通常只考虑标称阻值、允许偏差和额定功率等参数。
标称阻值和允许偏差的标志方式有:
直标法、文字符号法、数标法和色环标注法。
电阻的检测方法:
万用表调到欧姆档,与电阻两端引脚接触,测出其实际阻值。
电位器的检测不仅要检测两引脚之间的固定电阻是否与标称阻值相符,还叫检测第三个引脚与两引脚间电阻是否可调。
图6
二、电容器
图7
本电路使用的是陶瓷电容和电解电容电容器能够储存电场能量,是电子产品中的重要元器件之一。
电容用来通过高频交流而阻隔直流,也用来储存和释放电荷以用来充当滤波器,是输出脉冲信号平滑。
电容的标志方式有指标法和色标法两种,主要使用的是直标法,在电容上标示数字或字母或文字符号或用数码表示,色标法现在很少采用。
三、二极管、三极管
本电路用到的是整流二极管、发光二极管、晶体三极管
图8
整流二极管利用二极管的单向导电特性,将交流信号转化为脉动的直流信号。
发光二极管当管子加正向电压时,在正向电流激发下罐子发光,属电致发光。
为了避免发光二极管发生反向击穿,通常要反向并联保护二极管。
在本电路中由于电压较低,所以没有加保护二极管。
晶体三极管又称为双极型三极管,内部有两个PN结,具有电流放大功能。
检测二极管用万用表的二极管当或欧姆档,利用正反向电阻相差很多来检验。
三极管的检测用万用表先确定基极,再确定集电极和发射极。
质量及性能的检测包括对穿透电流的检测和电流放大倍数的检测。
四、集成电路
NE555:
各脚主要功能:
1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值)7放电8电源电压Vcc。
CD4515:
图9
CD4515由一可选通锁存器和一4线-16线译码器组成。
锁存器所保留的数据为在选通脉冲由1至0转换之前的最后输入数据。
INH控制端使所有输出置为1,而与数据或选通脉冲的输入状态无关。
译码器功能表列出了输入数据的组合及对应的选择输出。
A0~A3数据输入端。
INH输出禁止控制端。
LE数据锁存控制。
端VDD正电源。
Vss地。
Y0~Y15数据输出端。
CD4040
图10
CD4040是12位二进制串行计数器。
所有的计数器为主从触发器。
计数器在时
钟下降沿进行计数。
CR为高电平时,对计数器进行清零。
由于在时钟输入端使用斯密特触发器,对脉冲上升和下降时间无限制,所有输入和输出均经过缓冲。
5、电子轮盘游戏原理图
第二节焊接技术
一、焊接工具及其使用
电烙铁是手工焊接的主要工具,正确选择和使用电烙铁是保证焊接质量的基础。
使用电烙铁时先用锉刀把头锉成一定的形状然后接上电源使用时应使烙铁头保持清洁,并保证烙铁的尖头上始终有焊锡。
电烙铁不宜长时间通电且不使用。
使用时要控制好电烙铁的温度也要控制好焊接时间。
二、手工焊接技
1、焊接操作的正确姿势
焊丝的握法和电烙铁的握法如上图所示
一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm,通常以40cm时为宜。
可有效减少有害气体的吸入。
2、焊接操作的基本步骤
(1).准备施焊准备好焊锡丝和烙铁。
此时就保证施烙铁头部要保持干净,即可以沾上焊锡
(2).加热焊件将烙铁接触焊接点,要加热焊件的各个部分,接触在焊盘与引线的交界点
(3).熔化焊料当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,焊料开始熔化并润湿焊点。
图11
(4).移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。
(5).移开烙铁当焊锡完全润湿焊盘或焊件的施焊部位后移开烙铁,注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。
上述整个过程不能超过2~4秒
三、焊点的质量检查
外观检查:
外观检查就是通过肉眼从焊点的外观上检查焊接质量,可以借助3~10倍的放大镜进行目检。
目检的主要内容包括:
焊点是否有错焊、漏焊、虚焊和连焊,焊点周围是否有焊剂残留物,焊接部位有无热损伤和机械损伤现象。
拨动检查:
在外观检查中发现有可疑现象时,可用镊子轻轻拨动焊接部位进行检查,并确认其质量。
主要包括导线、元器件引线和焊盘与焊锡是否结合良好,有无虚焊现象;元器件引线和导线根部是否有机械损伤。
通电检查:
通电捡查必须是在外观检查及连接检查无误后才可进行的工作,也是检查电路性能的关键步骤。
如果不经过严格的外观检查,则通电检查不仅困难较多,而且容易损坏设备仪器,造成安全事故。
锡焊中常见的缺陷有:
虚焊和假焊、拉尖、桥连、空洞、堆焊、铜箔翘起、剥离等。
第三节电子电路原理整机组装和调试
一、电子电路原理
电子轮盘游戏电路由控制电路,多谐振荡器,音频发生器,计数器和LED显示驱动电路组成。
接通电源开关K1后,C1通过R1充电。
在C1充电期间,VT1的输入端为低电平,输出端为高电平,多谐振荡器振荡工作,为IC2提供计数脉冲信号IC3的S0`S15端依次输出低电平,VL1`VL16依次电量约3S后C1结束充电,VT1输入端由低电平转为高电平,使VT1导通,多谐振荡器停振,IC2,IC3停止工作,VT1`VT16只有一个点亮。
当按下开关K2时,C2通过R6快速充电,使VT2的基极为高,输出为底,C1经过VT2放电,由555定时器组成的多谐振荡器振荡工作,CD4040开始计数经过CD4515译码处理后驱动发光二极管依次电量快速旋转起来,松开K2后,C2通过R6,R5放电使VT2的基极由高变低集电极输出端则变为高电平,VT3导通,使C3,C7并联,多谐振荡器的周期变长,IC2慢慢停止计数,电子轮盘旋转变慢数秒后停止旋转只有一个发光二极管点亮。
二、元器件安装的要求
⑴确定元件布置的最佳位置,同时需要考虑到元件的尺寸与重量以及相互关系和散热效果等做合理安排。
⑵一般情况下,所有元件均布在印刷电路板的一面。
分立元件的安放可采用立式或卧式,同类元件尽可能朝同一方向,分布尽量均匀密度一致。
⑶安装时应保证元器件上的标识易于识别,以便于加工、维护和检测。
⑷当元器件引线需要折弯时,折弯方向应尽可能沿印制导线并与印制板平行,紧贴焊盘,拆弯长度不应超出焊接区边缘或其它有关规定的范围
⑸元件之间的导线不能相交,也不能迂回太远。
导线应横平竖直,不允许有斜排立体交叉和重叠排列。
⑹元器件在电路板上的安装高度要合理。
⑺元器件安装的位置应避免它们之间互相影响,特别是电感元件要防止电磁干扰。
元器件在印刷电路板平面上的排列可采用三种方式,即不规则排列、坐标排列和栅格排列。
三、调试
所谓电子电路的调试,是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的“测量——判断——调整——再测量”的反复进行过程。
故障产生的原因可分为:
外部故障,表现为电性失效;人为故障,产生原因为接线错误焊接错误等;内部故障,主要原因是元器件的损坏。
查找和排除故障:
1、直接观察法:
不利用任何仪器,利用人的视、听、嗅、触等作为手段来发现和分析故障。
检查元器件是否使用错误,接线是否正确,有无错接漏接,焊点有无松动漏焊等。
检查时应认真对照电路的原理图耐心检查。
2、检查静态参数:
电路的供电系统半导体三极管集成块的直流工作状态等。
3、信号寻迹法:
将电路分功能单元,输入信号检查该单元输出是否正常。
逐步检查,缩小故障范围。
4、对比法:
将电路与正常的电路对比,找到问题。
另外在怀疑某元器件有问题时可以进行替换来对比。
另外还有旁路法、短路法、短路法等。
对连接的检查:
1、连线是否正确,检查电路连线是否正确,包括错线、少线和多线。
接线的方法通常有两种。
A按照电路图检查安装的线路
B按照实际线路来对照原理电路进行查线
2、元器件安装情况
检查元、器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管、三极管、集成电路和电解电容极性等是否连接有误。
3、电源供电(包括极性)、信号源连线是否正确
4、电源端对地(⊥)是否存在短路
四、调试心得
在通电前,断开一根电源线,用万用表检查电源端对地(⊥)是否存在短路。
检查直流稳压电源对地是否短路。
若电路经过上述检查,并确认无误后,就可转入调试。
在这而方法中最为重要的是直接观察,先要确定电路连接的正确性,我们出的问题很少出在元器件上,大多数是电路连接问题,观察的不只是电路,焊点也要进行认真的检查。
观察法查找并排除故障后进行测量静态参数查找并排除故障,基本就可以排除电路故障。
在制作过程中也要敢于提出对电路的质疑,比如我做的这个题目有几位同学都和我一样出现了复位开关工作不正常的情况在与老师讨论咨询后我们果断将电路图中的一些元器件进行了更改从而使得电路可以正常工作,所以在检查电路时应当注重效率同时也要相信自己的主观判断对一些可能是电路的问题要提出来进行修改在完成作品的同时提升自己的水平。
第三章实习总结与体会
暑期实习将要画上一个圆满的句号,在这十几天的实习过程中每一天都会学到新的东西,再用新学到的知识来进行应用。
实习的前半部分,我们上机学习了DXP软件的基本使用方法,虽然学到的还只是最基本的东西,但我已经对绘图产生了浓厚的兴趣,自己不但可以把一个电路从原理图到PCB都制作出来,而且还可以按照自己的需要编辑元件建立元件库,这种体验让我很想深入的学习,争取将来可以独立的进行电路的设计制作调试等全部工作,制作出真正属于自己的电路。
将电路图的自动于手工绘制有了很深刻的认识。
在电子电路制作部分我也学到了很多,以前就对自己焊电路板心有向往,这次有了机会让我很开心也很是认真的对待。
指导老师很耐心很和蔼的指导我们,让我们一点点从生疏到熟练,从没有头绪到得心应手。
电路的布线需要用脑思考,要合理安排线路避免一切交叉,那两天真觉得有点累,但是看到自己的成果时真的很开心很满足。
制作导线,安放元器件时更是感觉到布线时付出的努力是有回报的,少放一根线少折一个弯都觉得很欣慰。
经过了焊小板练习,我的焊接技术有所提高,在电路的焊接中觉得比较轻松。
一切结束后,当我的电路一次调试通过的时候我觉得心里很满足很开心。
这次的实习让我不仅提高了学习能力也提高了动手的能力,让我对我的专业有了更过的了解,更增加了我对专业的兴趣,为我更进一步的学习打下了基础。
学以致用的乐趣无尽,希望以后能有更多这样的机会再学习再实习。
通过这次实习不仅自己动手完成各种电路图的绘制,更是学到了很多东西。
首先巩固了电子学理论,增强了识别电子元器件的能力,通过对元器件的测量,也增强了对万用表的使用能力。
其次,培养了我们的动手能力,实践是检验真理的唯一标准,理论的东西只有通过实践环节的检验,才是真实的。
通过组装万用表,超外差式收音机,直流稳压电源,我们明白了其工作原理、学会了焊接安装技术。
还有此次实习还锻炼了我们解决问题的能力,在实习中我们遇到了各种各样的问题,通过此次实习我们懂得了面对一个问题,要不慌不忙,理清思路,寻找问题的根源,然后一步一步的解决问题。
通过熟悉色环法识读电阻,很快的读完了所有电阻的阻值并用纸标记了各个电阻,以便以后插线的时候方便查找。
然后是重温了读懂二极管和电容的正负极的常识。
拿着电路板,对照着电路说明上讲解的安装方法,讲所有的元件,比如电位器,保险丝,输入管等元器件的安装方向和摆放方法在心里有了大致的了解,不至于在焊接的时候出错。
先把诸如二极管,电容器,电阻之类的小器件全部按照电路板上配图的样例插好,将外大的器件先安置在电路板上,引脚都扣住,接好。
接下来就是焊接的过程了。
最后就是焊接电源线了。
我觉得在焊接过程中最重要的就是要细心,一旦一时疏忽焊错了,是件很麻烦的事。
还要认真阅读装配说明,尤其要注意的是要安装在铜箔面的原件!
在实习中存在的问题主要有:
电子轮盘在开始工作的时候没办法停止下来,然后是复位开关没有起到作用,这些问题解决后复位开关按下后虽然起了作用但是还是没有停止流水,请教研究生学长后长出症结所在,我们发现是电容C1分压不够没办法达到使流水停止的电压于是换用9V的电池一举解决问题,在和老师沟通后确定检查的时候可以用9V电压后我的电路板制作终于顺利结束。
所以我觉得在遇到问题时开始还是要自己去思考,实在解决不了的也要积极的寻求帮助。
毕竟要还是要讲究效率的。
当然还有同学们的互相协助,大家在制作的过程中必然会遇到这样那样的问题大家互相讨论交流也增进了相互的了解和团队精神。
最后感谢学校给我们提供这样一次机会,感谢老师们给我们的指导和帮助!
附录:
电路原理图
PCB生成图
实物图
手工布线图
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