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11电动3班邢振国47092
郑州科技学院
《模拟电子技术》课程设计
题目LED交替闪光灯
学生姓名邢振国
专业班级电气工程及其自动化三班
学号201147092
院(系)电气工程学院
指导教师杨瑞
完成时间2013.06.14
目录
1课程设计的目的1
2课程设计的任务与要求1
2.1设计任务1
2.2设计要求1
3设计原理1
4电路仿真2
5元器件的检测3
5.1三极管的检测3
5.2LED发光二极管的检测4
6硬件的制作与调试4
6.1焊接工具—电烙铁4
6.2焊接方法5
6.3焊接质量不高的原因5
7总结6
参考文献8
附录一:
总体电路原理图9
附录二:
元器件清单10
1课程设计的目的
1.了解并掌握模拟电子技术课程所学的基础实际知识。
2.通过对实际知识的掌握,学会用其进行基本的电路设计。
3.熟悉常用LED,三极管等电子器件并掌握其结构组成、工作原理及逻辑功能,进一步学会使用其进行电路的设计。
4.了解并熟悉模拟电子技术设计的基本思想和方法、原理,
5.培养自己在遇到难题时,会用科学分析和解决问题的方法。
6.培养自身的综合设计能力、严谨认真的工作作风和实事求是的工作态度。
2课程设计的任务与要求
2.1设计任务
设计一个交替闪光灯。
2.2设计要求
两个LED灯交替点亮。
3设计原理
由于晶体三极管具有非线性,两个三极管通电后瞬间肯定有一个先导通。
假设当V1先导通时,C极为低电平,V3点亮;此时R1限流向C1充电,当C1充满电时电压升高足以驱使V2导通,C极为低电平,V4点亮,致使R2限流向C2充电瞬间电压降低,V1截止(C极为高电平)使V3熄灭;当C2充满电时电压升高足以驱使V1导通,C极为低电平,V3点亮、(同理)V4熄灭,如此不断循环。
这两种分别稳态方式称双稳态电路。
图3-1电路原理图
4电路仿真
通过在电路仿真软件Multisim10进行仿真,得到仿真电路如下
图4-1电路仿真图
5元器件的检测
5.1三极管的检测
本设计选用二个NPN型硅管制作时需判断三极管管脚的极性。
NPN型管判断管脚极性的方法是:
(1)先判断基极的极性:
假设晶体管的某一管脚为基极,将万用表转换开关置于电阻档“R×1KΩ”或“R×100Ω”,用万用表黑笔接触该极,用红笔分别触及剩下的两个管脚。
若两次测量的电阻值都很小,则说明表内电源对晶体三极管的两个PN结是正偏,假设的管脚为基极,且该管为NPN型管。
要想进一步确定两个PN结的质量,可用红笔接触该管脚,用黑笔分别触及另外两管脚,两次测得的电阻均很大(几十千欧至几百千欧),则可确认前面的判断是正确的。
(2)集电极与发射极的判别:
将万用表的红、黑表笔分别接触基极以外的两管脚,并准备一支100KΩ的固定电阻。
若被检测的是NPN型管,假设基极之外的任一管脚为集电极,用万用表的黑表笔接触该极,用红表笔触及剩余管脚,同时用100KΩ电阻跨接于黑表笔与基极之间,如图2-5所示。
观察表针的读数,可获得一电阻值R1。
然后交换表笔,100KΩ电阻仍然跨接于黑表笔与基极之间,同样得到又一电阻值R2。
比较两次测得的阻值,若R1<R2,则假设的管脚为集电极。
若R1>R2,则假设的管脚不是集电极而是发射集。
由此可推出第三个管脚的极性。
总之,用上述方法辨别(100KΩ电阻一直跨接于黑表笔与基极之间)管脚,测得的阻值较小的一次,黑表笔对应的是集电极c,红表笔对应的则是发射极e。
在测试中,如果检测者身边没有100KΩ的电阻,也可以用潮湿的手指捏住集电极与基极之间,利用人体电阻代替100KΩ电阻的作用,也可作出相应的判断。
图5-1用万用表测三极管的极性
连接三极管时,必须满足三极管的放大条件:
Je正偏UBE>0,Jc反偏UBC<0。
在三极管Je正偏、Jc反偏的条件下,处在放大状态的NPN型管,不论采用哪种连接方法,均为集电极电位最高,发射极电位最低,而基极电位稍高于发射极电位。
因此,对NPN型管的放大条件又可写成UC>UB>UE。
5.2LED发光二极管的检测
发光二极管具有单向导电性,使用R×10k档可测出其正、反向电阻。
一般正向电阻应小于30kΩ,反向电阻应大于1MΩ。
若正、反向电阻均为零,说明内部击穿短路。
若正、反向电阻均为无穷大,证明内部开路。
6硬件的制作与调试
6.1焊接工具—电烙铁
电烙铁是电子制作和电器维修必不可少的主要工具,主要用途是焊机元件及导线,按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁,按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。
内热式的电烙铁体积较小,而且价格便宜。
一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。
当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。
内热式的电烙铁发热效率较高,而且更换烙铁头也较方便。
6.2焊接方法
(a)焊前准备
准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具,将电烙铁及焊件搪锡,左手握焊料,右手握电烙铁,保持随时可焊状态。
(b)用烙铁加热备焊件。
(c)送入焊料,熔化适量焊料。
(d)移开焊料。
(e)当焊料流动覆盖焊接点,迅速移开电烙铁
6.3焊接质量不高的原因
手工焊接对焊点的要求是:
1电连接性能良好;2有一定的机械强度;3光滑圆润。
造成焊接质量不高的常见原因是:
1焊锡用量过多,形成焊点的锡堆积;焊锡过少,不足以包裹焊点。
2冷焊。
焊接时烙铁温度过低或加热时间不足,焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光亮(不光滑),有细小裂纹(如同豆腐渣一样!
)。
3夹松香焊接,焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香,造成电连接不良。
若夹杂加热不足的松香,则焊点下有一层黄褐色松香膜;若加热温度太高,则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。
对于有加热不足的松香膜的情况,可以用烙铁进行补焊。
对于已形成黑膜的,则要"吃"净焊锡,清洁被焊元器件或印刷板表面,重新进行焊接才行。
4焊锡连桥。
指焊锡量过多,造成元器件的焊点之间短路。
这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。
5焊剂过量,焊点明围松香残渣很多。
当少量松香残留时,可以用电烙铁再轻轻加热一下,让松香挥发掉,也可以用蘸有无水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊剂。
6焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。
这多是由于加热温度不足或焊剂过少,以及烙铁离开焊点时角度不当造成的。
7总结
通过这一段时间的课程设计,首先让我对这门课程有了更深的理解,又学到了很多的知识,尤其是课本里所学不到知识,通过这次实验提高了我的动手的能力,在实际中解决问题,把课本上的知识真正运用到实际;其次,我懂得了怎么样去布置电路板,使其的布线更加得整齐美观,并且学会了仔细认真的布线;最后,学会了几种检测电路的方法,如用万用表,二极管,三极管。
以下便是我对做该次课程设计最大的收获:
1.对模拟电路知识的巩固与提高这次课程设计主要是运用模拟电路逻辑设计的一些相关知识,在整个实习过程中,都离不开对模电课程知识的再学习。
我在最开始,就先将实习用到的知识通过翻阅模拟电子技术书回顾了一遍,这样的回顾让我对知识的理解更加透彻,对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。
2学会了理论联系实际
课程设计,通过选择的题目,根据要求,运用所学知识将其付诸实践来完成。
这并不是在课堂上的单纯听懂,或者课后看书过程中的深入理解,这需要的是一种理论联系实践的能力。
理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论,而实际的动手操作则完全不同,需要考虑实际中的很多问题。
有些知识在理论上可能没错,但到了实际中则不然。
比如在动笔做题时我们是不用考虑导线的电阻的,但在实际中,导线电阻有时是会带来延时,造成变化的错乱,所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。
3学会了如何运用电路板、元器件、导线等组装各种功能的电路
这次的实习中应用了整块板子,实习后对电路板的组成完全了解了,并能熟练运用。
实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局,如何更好的放置元器件在最合适的位置。
在导线的连接上,如何选择导线走向是关键,我们应该尽量保证所连电路的简洁,宁短勿长,合理布线。
一个完美的作品不仅要能很好的完成要求实现功能,还要在感官上给人美的享受。
所以站在美的角度对自己的电路进行改良是很必要的。
4和同学的互相协作共同进步
在实习中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题,请教同学或老师是很好的做法,节省时间也会从别人身上学到更多。
在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的,不同的人对问题的看法总有差异,我们可以从交流中获得不同的idea,其他人的设计一定有比你出色的地方,很好的借鉴,并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。
参考文献
[1]江晓安董秀峰.数字电子基础(第3版)[M].陕西:
西安电子科技大学出版社.2008.189~192
[2]张瑜璞.电子技术课程设计.北京:
北京理工大学出版社.1994.23
[3]张晓东.电子世界[J].磁控式语音防盗报警器:
1998.09
[4]夏路易石宗义.电路原理图与电路板设计教程.北京:
北京希望电子出版社.2002
附录一:
总体电路原理图
附录二:
元器件清单
名称
规格
数量
电阻
15kΩ
2
电阻
510Ω
2
三极管
9014
2
LED二极管
红色
1
LED二极管
绿色
1
电容
2.2微法
2
PCB板
70*70mm
1
- 配套讲稿:
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