电子教学手工PCB电路制作.docx
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电子教学手工PCB电路制作
手工PCB电路制作(6×10)
§印制板电路的绘制
印制电路图的绘制是在各印制电路板上依照电原理图绘制印制电路,一样有手工描制、运算机辅助设计等方式。
下面要紧介绍手工制图的方式。
一、绘制要求
1.焊盘的形状及尺寸
印制电路的焊盘是一个与印制导线相连接的圆环,圆环的内径比线孔的直径大线孔直径一样比引线的直径大。
焊盘的形状如图所示,图为岛形焊盘,图为圆形焊盘。
在特殊情形下,许诺焊盘有如图和所示的变形。
图所示的钳形焊盘的钳形开口应小于外圆的l/4。
2.印制导线
(1)印制导线的形状印制导线均应简练美观,不该显现尖角,印制导线与焊盘的连接应滑腻过渡。
在图所示的印制导线形状中,图所示的印制导线是绝对不许诺的。
(2)印制导线的问距在高频电路中,线间距离将阻碍散布电容和电感的大小,从而阻碍到信号的损耗、电路的稳固性和引发信号的干扰等。
在高速开关中,导线的间距将阻碍到信号的传输时刻及波形的质量。
因此,印制导线的最小间距应大于或等于,当导线间的电压超过300V时,其间距应不小于。
〈3〉印制导线的分支设计印制电路,应尽可能幸免印制导线分支,如图所示的导线是能够幸免的,应改成图
所示的那样。
(4)印制导线的宽度在同一块叩制电附但又五,际跑到外,具他印制导线的宽度应尽可能一致。
印制导线的宽度要紧与通过该导线的电流有关。
因为导线的截面积过小,通过电流时导线就会发烧,温度太高,导线就会从基板上剥落或起翘。
因此,导线的宽度不能过小,一样均大于
。
二、布线的方式
在一张纸上画出印制电路板所有的准确尺寸,并按实物排列方案画出印制板电路接线图,这时最好用铅笔勾画,便于不断地修改。
印制电路中各元件之间的接线安排方式如下:
1.印制电路不许诺有交叉电路。
关于可能交叉的线条,可用"钻"与"绕"两种方法解决。
即让某引线从别的电阻、电容、三极管等元器件脚下的间隙处"钻"过去,或从可能交叉的某条引线的一端"绕"过去。
在特殊情形下若是电路很复杂,为了简化设计也许诺用导线跨接,解决交叉问题。
2.电阻、二极管、管状电容器等元件有"立式"、"卧式"两种安装方式,关于这两种方式上的元器件孔距是不一样的。
关于可变电容器、中频变压器、振荡线圈等元器件不仅引脚几何尺寸是固定的,还有极性的区别。
应查明接脚的性质,并用铅笔在纸上点出各接脚的准确位置连线。
3.同一级电路的接地址应尽可能靠近,而且本级电路的电源滤波电容也应该接在该级接地址上。
专门是本级晶体管基极、发射极的接地址不能离得太远,不然因两个接地间的铜街太长会引发干扰与自激。
用如此"一点接地法"的电路,工作起来较稳固,不易自激。
4.总地线必需严格按高频一中频一低频一级一级地按弱电到强电顺序排列,切不可随意乱接。
级与级之间宁可长些,也要遵循这一规定。
高频头等高放电路用大面积包围式地线,以保证有良好的屏蔽成效,不然就会产生自激以至无法工作。
5.阻抗高的走线尽可能短,阻抗低的走线尽可能长些,因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号,引发电路不稳固。
电源线、地线、无反馈元件的基极走线、发射极引线等均属于低阻抗走线。
发射极跟从器的基极走线、放大器集电极走线均属于高阻抗走线。
模拟电路部份
§串联型稳压电源(稳压管)
一、工作原理
图为串联型稳压电源电路。
它由桥式整流电路、电容滤波器及串联型稳压电路三部份组成。
Ti是电源变压器,用以降压:
FI(05A)为交流保险丝;VD1-VD4组成桥式整流电路:
并联在整流二极管两头的电容起爱惜作用,使二极管免受瞬时大电流的冲击;C5为滤波电容。
整流滤波取得的直流电压容易随电网电压或负载电流的转变而转变,因此在整流滤波电路后面加入直流稳压电路,以保证有稳固的直流电压输出。
VT2,VT3组成复合调整管;VTl担任比较放大;稳压二极管VD5产生基准电压;R6,RP,R7组成取样电路。
电路的稳压进程是:
当电源输出电压U0因电网电压或负载的变更而升高时,由取样电路掏出误差电压加到VT1基极,而VT1发射极电压因稳压管VU的作用而维持恒定,因此VT1的基射电压UBEl将增大。
管子的集电极电流Icl随之增大,则Icl在负载电阻R1,R2S上的压降也增大,结果使复合调整管VT2,VT3的基极电位下降,管子内阻增大,VT3的UCE3增大。
由于U0=18V-UCE3故使U0下降,因此维持了U0的稳固。
若是U0降低,那么上述进程相反,这时稳压电路使U0上升,以实现稳压。
R1,C6,R2,C7组成两节滤波电路,以滤除VT2基极的电压波纹。
VT2基极所接电阻R3的作用是避免电路自激。
也为VT2的射极负载电阻,R5担任限流,C8为滤波电容,用来进一步改善稳压性能。
二、串联型稳压电源电路元件清单,见表。
表
符号
名称
规格
符号
名称
规格
VT1,VT2
小功率三极管
3DG6C
R7
1/8碳膜电阻
VT3
大功率三极管
3DD15A
C1-C4
瓷片电容
VD5
稳压管
2CW7E
C5
25v电解电容
3300u
VD1-VD4
整流二极管
IN4007
C6
25v电解电容
100u
R1
1/8碳膜电阻
2K
C7
25v电解电容
R2
1/8碳膜电阻
1K
C8
25v电解电容
470u
R3
1/8碳膜电阻
100
F1
保险丝
R4
1/8碳膜电阻
100K
F2
保险丝
2A
R5
1/8碳膜电阻
560
RP
可调电阻
470
R6
1/8碳膜电阻
240
三、电路图
串联型稳压电源电路原理图见图所示。
§延时开关照明线路(单硅)
1、电路图
延时开关电路原理图见图所示。
2、元件清单,见表
表
序号
符号
名称
规格型号
数量
备注
1
V1-V4
二极管
IN4007
4
2
LED
发光二极管
1
红色
3
BCR
晶闸管
1A/400V
1
4
V
三极管
9013
1
5
R1
电阻
1
6
R2
电阻
300K
1
7
C
电容
220u
1
8
L
灯泡
220V/40W
1
9
R
开关
1
点动
3、工作原理
平常C经电阻对R1充电,三极管取得基极电流而导通,可控硅触发端G经三极管c、e极至电路公共端,因无触发信号关断;发光二极管中有较大电流流过,发光二极管发光做指示。
当按下按钮后,电容C上存储的电荷,通过按钮迅速放电,9013基极电位降为零而截止,C极电位上升,可控硅G极取得触发信号而导通,全桥输出端组成回路,电灯亮。
与此同时,全桥输出端通过R1对C充电(充电时刻既是灯亮的时刻),当电压上升到足以使9013从头导通时,可控硅G极从头被置公共端,可控硅关断,灯灭。
§调光灯电路(双硅、双向二极管)
1、电路图
调光灯电路原理图见图所示。
2、课前预备,见表
表
元件名称
规格型号
数量
元件名称
规格型号
数量
锣口灯口
1
双向二极管
2CT5
1
电位器
~470k
1
双向可控硅
2A/500V
1
电阻
1/4~1/8,1k
1
电容
400v
1
其他耗材
导线、焊锡、助焊剂、钻头、覆铜板、油漆、汽油、锯条、三氧化铁
3、工作原理:
接通电源,正弦电流通过电阻对电容正反向充电,当电容上的电压高于双向二极管的转折电压时,双向二极管导通,电容放电触发双向可控硅导通,调剂电位器阻值大小,可改变电容充电的速度,使可控硅的导通角改变,从而改变负载取得的功率,以达到调光的目的。
§桥式整流脉冲触发电路(单结管)
一、工作原理:
1、单结管振荡电路
图所示为单结管组成的振荡电路,它能产生一系列脉冲,用来触发晶闸管。
其工作原理如下。
当合上开关S以后,电源通过R2、R1加到单结晶体管的两个基极上,同时又通过R向电容器C充电。
假设电容器C上初始电压为零,那么电容器C两头的电压uc从零开始按指数规律慢慢上升。
在uc(uc=uE) 当uc达到峰点电压Up时,单结晶体管的E、B1极之间突然导通,电阻RB1急剧减小,电容上的电压通过RB1和R1放电,由于Rm和R1(50~1000)都很小,放电专门快,放电电流在R1上形成一个脉冲电压u。 。 那时下降到谷点电压Uv以下时,E和B1极之间恢复阻断状态,单结晶体管从导通跳变到截止,输出电压140下降到零,完成一次振荡。 当E、B1极之间截止后,电源、又对C充电,并重复上述进程,结果在R1上取得一个周期性尖脉冲输出电压,如图所示。 上述电路的工作进程是利用了单结晶体管的负阻效应和RC充放电特性。 若是改变R (或C),即可改变电容充放电的快慢,使输出的脉冲波形移前或移后,从而操纵晶闸管的触发导通时刻。 显然τ=RC大时,触发脉冲后移;τ小时,触发脉冲前移。 二、单结晶体管触发电路 图所示是利用单结晶体管触发的可控整流电路,图下脸部份是晶闸管的主电路,上脸部份是晶闸管的触发电路,它们都接于同一电源,因此这两部份电路的交流电压在交变进程中均同时过零,变压器TS称为同步变压器。 在图的触发电路中,除电源不同外,其余均和图相同。 那个地址u2通过二极管桥式整流后输出的全波整流电压经稳压管削波后取得梯形波电压Uz,此电压作为单结晶体管的电源电压。 此梯形波电压和交流电压同时过零,因此它保证了触发电路产生的脉冲电压都在交流电源每半周的同一时刻显现,即保证了触发电压和交流电源电压的同步,如图所示。 由于每半个周期内第一个脉冲将晶闸管触发后,后面的脉冲均无作用,因此只要改变每半周的第一个脉冲产生的时刻即改变了操纵角α的大小。 假设电容C充电较快,uc就专门快达到Up,第一脉冲输出的时刻就提早;反之,第一个脉冲输出的时刻就后移。 在实际应用中可利用改变充电电阻即的方式来改变操纵角α的大小,从而达到触发脉冲移相的目的。 数字电路部份 §抢答器(大体RS触发器) 1、电路图 抢答器电路原理图见图。 2、工作原理 本抢答器由与非门组成的大体RS触发器组成,每一路用一块CD4011四2输入与非门。 当每一组的抢答器按钮如S2被按下时,N2A输出低电平,N2B与N27组成的大体RS触发器置位,N2B输出高电平,LED2点亮。 同时N2D输出低电平,一方面使BG1、BG2组成的蜂鸣器发声,另一方面,操纵其它抢答器按钮不起作用。 主持人看清哪一路LED亮后,按一下复位按钮SR,触发器复位,可进行下一轮的抢答。 CD4011内部如图所示: 3、元件清单,见表 表 序号 符号 名称 规格型号 数量 备注 1 R1 电阻 430 1 2 R2 电阻 240 1 3 R3 电阻 18K 1 4 R4 电阻 100K 1 5 R5 电阻 300K 1 6 R6 电阻 1K 1 7 R7、R8、R9、R10 电阻 36K 4 8 C1 电容 1 9 C2 电容 1 10 BG1 三极管 3AX31 1 11 BG2、BG3、BG4 三极管 3DG6 3 12 D1、D2 二极管 2AP1 2 13 LED1、LED2 发光二极管 2 14 N1、N2 集成电路 CD4011 2 15 S1、S2 按钮 2 点动 16 Y 扬声器 8欧 1 §声、光控照明线路(非门、RS触发器) 1.电路功能 声、光控电路是目前应用超级普遍的一种自动操纵电路,普遍应用于楼梯照明灯的自动操纵。 当光线照度或无声音时照明灯不亮,只有光线较暗,且声音较强时,照明灯才会发光,应用超级普遍。 ⒉电路及工作原理 声、光控电路原理如图所示。 图示电路中,220V市电经二级管VD1~VD4整流电路整流,R1,VD6,C1组成+9V稳压滤波电路,三极管VT从R5取得正向偏置。 当有较强的光线照射到光敏电阻G上时,G阻值变小,Q点处于低电位,加到与非门F1A的一个输入端1脚,现在不管2脚输入什么缘故电平,其输出端均为高电平,F1B则输出低电平。 现在,8,9脚输入低电平,F1C输出高电平,于是F1D输出低电平,因此晶闸管VS是关断的,电灯H不亮。 当光线较弱时,G阻值增大,近似于断开状态,于是Q点为高电位。 但如果是没有声音信号,驻极体话筒阻值较大,VT的基极电位较高,VT呈导通状态,。 那么M点仍处于低电位,因此F1A仍输出高电平,电灯H仍然不亮,只有光线较弱,且有声音信号存在时,声音信号使话筒MIC产生信号。 此信号经C3偶合到三极管VT的基极。 使VT瞬时截止,M点迅速变成高电位。 这时,M,Q两点均处于高电位,使得F1A输出端为低电位,F1B输出高电位,使二极管VD5导通。 C2迅速充电;与此同时,F1C输出高电平,输出底电平,F1D输出高电平,VS经R2取得高电位而导通,电灯H不亮。 一样声音信号存在时刻比较短,因此VT的截止时刻也比较短。 但灯H应有必然的点亮时刻,这就需要必然的时刻延迟,其工作进程是: 当声音信号消失后,M点恢复到低电瓶状态于是F1A输出高电平,F1B输出低电平,VD5截止。 这时充沛了电的C2开始时仍有电压,其高电位加到F1C输入端,使F1C输出低电平,F1D输出高电平,使VS导通,H继续点燃: 同时C2通过R4放电,随着时刻的推移,C2两头的电压慢慢降低,当低到一定电平常,促使F1C输出高电平,VS当即关断,从而使电灯H熄灭 ⒊元器件说明、测试与挑选 经常使用电子元器件的判别、测试,在本书前面章节已有介绍,此书不在述,下面只详细介绍一下在本书顶用到的两种电子元器件。 (1)驻极体话筒 驻极体话筒由于体积小、结构简单、价钱低廉,今年来取得了普遍应用。 驻极体话筒属于电容式话筒的一种,它是在电容器金属极板之间加上一层驻极体薄膜,作为电介质。 当薄膜受声波作用而震动时,就引发电容量的转变,并在极板上产生电荷。 若是给电源电压,即可输出音频信号,实现电——声转换。 用万用表检查驻极体话筒的方式如下: 选择R×100挡,将黑表笔接话筒正极,红表笔接负极,然后正对着话筒吹一口气,表针应作大幅度摆动,假设表针不动,可互换表笔位置后从头实验。 假设表针仍然不动,说明话筒已占经损坏: 摆动幅度很小,说明话筒灵敏度低。 (2)CC40114/2输入与非门 它为4组2输入端与非门,属CMOS电路,电源电压可取3-18V,在利用进程中须注意其利用方式。 4.电路的装配、焊接与调试 (1)电路焊接 依照声、光控照明电路电路图及印制电路板图,进行各类元器件的插装及焊接。 在各类元器件的插装及焊接中,除驻极体话筒焊在线路板焊接面中、光敏电阻将其管腿预留较长部份焊好,并将其反转至线路板焊接面外,其余元器件均按常规插装、焊接。 (2)调试 焊接完毕,检查无误后,即可检查本装置工作是不是正常。 检查时,可在晚上或用黑色绝 缘胶布将光敏电阻遮挡后进行。 将声、光控照明电路接入220V市电,给出一个声音信号,看电灯是不是能点亮,并能在延迟一段时刻后熄灭,假设能,那么证明该电路一切正常。 在本装置中,延迟时刻的长短取决于电阻器弘和电容器C2的乘积,即τ=R4×C2当电阻器R4阻值一按时,适当增大或减小C2的容量,即可延长或缩短延迟时刻。 当电容器C2容量一按时,适当增大或减小儿的阻值,一样可延长或缩短延迟时刻,如 表所示。 表 C2容量 延迟时间(R3=3M) R4阻值 延迟时间(C2=22u) 15s 500K 10s 10u 30s 1M 20s 22u 60s 3M 60s 47u 150s 6M 130s 100u 300s 12M 260s 在本电路中,驻极体话筒MIC灵敏度由R7调整,适当调整,可改变MIC的灵敏度。 当R7=42K时,有效距离在10m左右,就能够够便电灯H亮。 假设将R7改成44k,有效距离将缩短至5m左右。 (3)常见故障检查与维修 接入电源后,若是灯不能点亮,那么应检查电路。 第一应检查整个电路,看各管脚有无虚焊,有无连焊: 第二应该检查VD1-VD4和Cl,因为这些元件直接和220V市电相连,要查看它们是不是被击穿;最后检查除IC外的其他外围电路,看有无击穿和损坏,假设有,应将其用好的元器件替换。 由于IC易损坏,在焊接IC时,最好先在线路板上焊上集成电路管座,整个电路焊接完;毕后,再将IC直接插装在管座上,若是IC有损坏,可直接用慑子拔下,改换新的即可。 (4)总装 严整个电路焊接、调试完成后,可将其安装在大小适中的、用绝缘材料制作的机壳中,将光敏电阻从机壳面板的小方孔中伸出。 驻极体话筒MC紧贴在机壳面板正面稍低于光敏电阻下方的小圆孔中,在话筒口径范围内适当开假设干个小孔,用于透声。 线路板用固定螺丝直接固定在机壳上,外面再罩上外壳用于绝缘。 注意,用于固定的螺丝必然不能与壳内电路板及元器件相碰,以避免造成事故。 由于该装置与220V市电有直接联系,故要专门注意绝缘问题,绝不能用铝、铁等导电材料制成的外壳。 5.元器件清单 声、光控照明电路元器件清单如表所示。 表 符号 名称 规格 符号 名称 规格 R1 电阻 ,220k C3 电容 60v R2 电阻 ,33k VD1-VD5 二极管 IN4007 R3 电阻 ,1M VD6 二极管 2CW16 R4 电阻 ,3M VT 三极管 9014 R5 电阻 ,75k VS 单向晶闸管 944 R6 电阻 , G 光敏电阻 MG44 R7 电阻 ,22k MIC 助极话筒 CZN17 C1、C2 电容 22u/50v IC1 集成电路 CD4011 §红外线遥控器的制作 一、电路功能 在现代家用电子产品中,红外线遥控器置应普遍。 本节介绍一中红外线遥控器电源开关,能够用来遥控电灯、风扇等家用电器的开关。 它具有如下特点: ①红外线发射机体积小,能够扣在钥匙串上,利用方便: ②采纳音频解码电路,抗干扰性能好;③灵敏度高,操纵距离可达10m以上。 二、电路及工作原理 1.红外线遥控发射器 红外线遥控发射器的电路如图所示。 (1)元器件清单 红外线遥控器元器件清单如表所示。 表红外线遥控发射器元器件清单 符号 名称 规格 符号 名称 规格 R1,R5 电阻器 200kΩ C1 电容器 47µF R2 电阻器 150Ω C2 电容器 µF R3 电阻器 1MΩ C3 电容器 47000pF R4 电阻器 100MΩ C4 电容器 470pF R6 电阻器 24KΩ VT 三极管 9014 R7 电阻器 3KΩ VD 红外线发射二级管 SE303 R8 电阻器 30Ω IC 4/2输入与非门 CD4011 (2)工作原理 CMOS集成电路CD4011为4/2输入与非门,F1,F2,R4,R3,C3等组成频率为1kHz的方波发生器,频率由R4,C3决定;F3,F4,R5,R6,C4等组成40kHz的方波发生器,频率由R6,C4决定。 R2,C2等组成延时电路,使每次按下操纵按钮S时电路工作时刻受到操纵,从而节省点能,以便利用氧化银或碱锰钮和电池,减小发射器体积。 当S未按下时,A,B,C点均为低电平,三极管VT截止,电路静态电流接近于零;当S按下时,C2通过R2充电,A点起始电位为高点平,B点输出1kHz脉冲,C点输出受B点1kHz脉冲调制的40kHz脉冲信号,晶体管VT推动红外线发射二极管VD发出受调制的红外线。 随着C2的充电,A点电位下降,当其小于VDD时,电路停振,VT截止。 由R2,C2组成的延时电路的延不时刻约为,使得每次按下S后发射器工作时刻不超过。 S释放后,C2通过R1,R2放电,并恢复到初始状态。 2.红外线遥控接收器 红外线遥控接收器电路如图所示。 (1)工作原理 图中VD3,VD4,C11等组成电容降压稳压电源。 VD4即给C11反向充放点提供通路,又起到稳压的作用。 VD1是红外线接收二级管。 IC1是接收红外信号的专用集成电路CXA20206。 由发射器发出的被1kHZ信号调制的40kHz红外线信号由VD1转化成电信号,经IC1放大、限幅、带通滤波、检波和整行后在其输出端7脚取得1kHz的音频电信号。 改变R1可放变CXA20206内部放大器的增益。 IC1内部带通滤波器的中心频率为40kHz。 IC2位锁相环音频译码器集成电路LM567。 其5脚的外接电阻(RP+R2)、6脚的电容C6决定了内部压控振荡器(VCD)的中心频率, 。 当3脚输入幅度大于25mV、频率在器件旷代(ƒΟ)内的信号时,经跟踪后ƒ0和3脚输入信号频率一致,现在8脚由高电平变成低电平。 那个地址ƒ0=1kHz,当IC的7脚输出的1kHz信号输入IC2的3脚后,8脚即输出一个负脉冲,其后沿(上升沿)可作为双隐态电路的触发信号。 当3脚的输入信号频率在器件带宽之外时,8脚电平不变,这就提高了电路的抗干扰能力。 IC3为双D触发器,图中将D,Q端相连组成T`触发器电路。 其3脚每输入一个脉冲,触发器的状态就发生翻转。 C9,R7组成开机置零电路。 双向可控硅VS做电源开关。 XS为受控点器插座。 当Q端为高电平常,V导通,使VS导通,用电器通电,同时VD2发光;反之,VS截止,用电器断电。 综上所述,每按一下发射器的按钮开关S,接收器的VS即改变一次开关状态,从而操纵用电器的开关。 (2)元器件清单 红外线遥控接收器电路的元器件清单如表所示。 表红外线遥控接收器元器件清单 符号 名称 规格 符号 名称 规格 R1 电阻器 10Ω,1/8W C7 电解电容器 µf/16V R2 电阻器 200kΩ,1/8W C8 电解电容器 10µF/16V R3,R6,R7 电阻器 20kΩ,1/8W C10 电解电容器 470µF/16V R4 电阻器 200Ω,1/8W C11 电解电容器 µF/16V R5 电阻器 Ω1/8W VD1 红外线接收二极管 PH302 R8 电阻器 10kΩ,1/8W VD2 发光二极管 R9 电阻器 240Ω,1/8W VD3 二极管 1N4007 R10 电阻器 1MΩ,1/8W VD4 稳压二极管 6V R11 电阻器 100Ω,1/8W VS 双向可控硅 3A/400V,负向触发电流小于15mA C1 电解电容器 1µF/16V VT 三极管 9013 C2,C9 电解电容器 µF/16V RP 电位器 ω C3 电容器 1000pF IC1 红外线接收器 CXA20106 C4 电解电容器 47µF/16V IC2 锁相环音频译码器 LM567 C5 电容器 µF IC3 双D触发器 CD4013 C6 电容器 µF
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