电子工艺试验指导.docx
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1、电子工艺实验指导书电子工艺实验指导书实验一 使用Protel 99 SE设计PCB板的电路图将图3-26点频调幅发射机电路设计为制作一块PCB板的电路图,具体要求如下:板宽度:120160mm拐角模式(Routing Corners)选取45度角布线工作层面:单层导线宽度(Width Constraint)最大(Maximum) 2.5mm;最小(Minimum) 1.0mm; 平均(Preferred) 1.5mm;焊盘大小(Routing Via Style)外径(Diameter)最大(Max)3.0mm;最小(Min)1.5mm;平均(Preterred)2.0mm。外径(Diamet
2、er)最大(Max)1.0mm;最小(Min)0.8mm;平均(Preterred)0.9mm。实验二 闪光双音电子门铃的印制电路板设计与制作一、预习内容1、模拟电子技术振荡电路章节。2、电子门铃电路方面资料。3、 Protel PCB的设计方法。二、目的要求1、通过电路的设计让学生将学过的理论知识运用到实践上,加深对模拟电子技术理论的理解。2、熟悉protel的使用。3、掌握印制电路板简单制作工艺。三、设计制作内容与要求1、设计一闪光双音电子门铃电路(参考图3-1)2、 用Protel设计并制作闪光双音电子门铃电路板。3、 闪光双音电子门铃的元件安装焊接与调试及面板设计。图3-1 闪光双音电
3、子门铃方框图自激多谐振荡器二极管开关电路音频振荡器四、作业提交一个实验制作的双音电子门铃及一份制作总结。 闪光双音电子门铃的制作双音电子门铃的声音不象单音电子门铃那样单调,它能发出两种不同音调的声音。同 时,双音电子门铃采用了发光二极管,一按门铃,发光二极管便随着声音的起伏一闪一闪地发光,因此具有声光兼备的特点。一、电路原理 闪光双音电子门铃由自激多谐振荡器、二极管开关电路和音频振荡器三部分组成,其方框图如图31所示。闪光双音电子门铃的电原理图如下图32所示。图图中,BG1、BG2构成了典型的集基耦合多谐振荡器,它的作用是利用BG1和BG2两管集电极交替输出的矩形脉冲作开关信号,去控制二极管开
4、关电路的通断,从而达到改变音频振荡器发音频率的目的。二极管开关电路由D1、D2等组成,二极管在正向电压作用下,电阻很小;在反向电压作用下,电阻很大。所以,在正脉冲输入时,二极管导通,相当于开关接通;在负脉冲输入时,二极管截止,相当于开关断开,起到了一个开关的作用。音频振荡器由BG3、BG4构成的互补管振荡器组成,与“电子门铃”中原理电路图比较,不同的地方是这里的基极电阻不接电源正极,而是通过二极管开关电路 D1和 D2接到BG1和BG2的集电极。在电源刚接通时,假如BG2导通、集电极处于低电平而输出负脉冲信号、BG1截止、集电极为高电平而输出正脉冲信号。则D2反偏而截止、 D1正偏而导通。此时
5、, D1接通,BG1输出的正脉冲信号就通过R5送到BG3基极,使音频振荡器起振发出声音,振荡频率由R5的数值决定。紧接着多谐振荡器发生翻转,BG1导通、集电极处于低电平而输出负脉冲信号、BG2截止、集电极为高电平而输出正脉冲信号,因此D1反偏而截止、 D2正偏而导通。于是D2接通,BG2输出的正脉冲信号就通过R6使音频振荡器起振发出声音,此时的振荡频率取决于R6的数值。由此可知,当多谐振荡器BG1和BG2轮流截止输出正脉冲信号时,开关二极管D1和D2则轮流接通将正脉冲信号通过R5和R6送到BG3的基极。只要R5、R6选择不同的阻值,音频振荡器就会有节奏地发出两种不同振荡频率的声音,成为双音电子
6、门铃。在图8-2中还可以看出,C1的容量约为C 2的两倍,C1的放电时间为C 2的两倍,也就是BG2的截止时间是BG1的截止时间的两倍。由于R5选择的阻值较小、R6选择的阻值较大,因此音频振荡器低频的发音时间是高音频的两倍。如果选择R5的阻值大于R6的阻值,则高音频的发音时间是低音频的两倍。归纳起来,音频振荡器发音的节奏快慢决定于多谐振荡器的重复频率,高音频和低音频交替发音所占时间的比例由C1和C2的比值决定。二、部分元器件介绍D1、D2可选用任何序号的2 AP类锗高频二极管,它的要求是正向电阻小于100欧(R1档)、反向电阻大于100千欧(R1K档)。AN可选用市售的电铃按钮开关,其实物外形
7、如图8-3所示。其余元器件参照电路原理图。图33三、印制板制作图34印制板用长65毫米、宽45毫米、厚11.2毫米的单面敷铜板制成,如图3-4所示。采用贴图的手工制作方法。步骤:1、先购买元器件,注意元器件外型尺寸,用1:1比例按课本P110(草图绘制步骤)绘出草图(或直接用Protel画出印制板图);2、拓图 用复写纸将已设计好的印制板布线草图拓印在敷铜板的铜箔面上;3、打孔 用1mm直钻在焊盘的中心钻出元件脚孔;4、描图(应先检查是否有导线短路等现象)用精密切割胶条和预制成型的背胶图形沿布线导线和焊盘贴在铜板上。注意胶条贴在板上后要加压,以免放入溶液后脱落。另外,胶条与焊盘圆圈的连接处不能
8、存在间隙。焊盘尺寸:(外2mm、内0.8mm)、(外2.5mm、内0.8mm)胶带尺寸:1.2mm、1.5mm5、腐蚀 用双氧水和盐酸的混合溶液 。将板全部浸入溶液后,没有被漆膜覆盖的铜箔就被腐蚀掉了。在冬天可以对溶液适当加温以加快腐蚀,但为防止将漆膜泡掉,温度不宜过高(不超过40左右);可用竹夹夹住印制板在混合溶液中经常晃几下,这样可增加铜箔的腐蚀速度。15 20分钟后待铜箔完全腐蚀,取出板子用水清洗。6、去掉贴图材料,用酒精清洗板面;7、涂助焊剂(用松香酒精溶液)采用描漆图的手工制作方法。步骤:1、先购买元器件,注意元器件外型尺寸,用1:1比例按课本P110(草图绘制步骤)绘出草图(或直接
9、用Protel画出印制板图);2、拓图 用复写纸将已设计好的印制板布线草图拓印在敷铜板的铜箔面上;或者用Protel等制图软件制作出印制电路板图。用激光打印机将电路图打印纸热转印纸上。 将打印好的热转印纸覆盖在敷铜板上,送入照片塑封机来回压几次,使熔化的墨粉完全吸附在敷铜板上。 敷铜板冷却后,揭去热转印纸,检查焊盘与导线是否有遗漏。如有,用油性笔将线条和焊盘描好。 3、打孔 用0.8mm或1mm直钻在焊盘的中心钻出元件脚孔;4、描漆图(应先检查是否有导线短路等现象)用油性笔照草图上的线条和焊盘描绘出来。注意油漆线条的浓度不能太浅。5、吹干6、腐蚀 用双氧水和盐酸的混合溶液 。将板全部浸入溶液后
10、,没有被漆膜覆盖的铜箔就被腐蚀掉了。在冬天可以对溶液适当加温以加快腐蚀,但为防止将漆膜泡掉,温度不宜过高(不超过40左右);可用竹夹夹住印制板在混合溶液中经常晃几下,这样可增加铜箔的腐蚀速度。15 20分钟后待铜箔完全腐蚀,取出板子用水清洗。7、用天那水洗掉漆料后,再用酒精清洗板面;8、涂助焊剂(用松香酒精溶液)实验三 闪光双音电子门铃的制作一、预习内容1、模拟电子技术振荡电路章节。2、电子门铃电路方面资料。二、目的要求1、通过电路的设计让学生将学过的理论知识运用到实践上,加深对模拟电子技术理论的理解。2、掌握电子元器件的测试、安装焊接工艺。3、学会电路系统的调试、故障查找及排除方法。4、学会
11、仪器面板设计方法。三、装配与调试 选用实验三制成的印制电路板;用万用表测试所用元器件性能是否正常。装配前,先将电阻、电容、晶体管等元器件的引脚刮干净,并薄薄地搪上一层焊锡。然后,将它们正确地焊接在印制板上,其中R5、R6暂时不装,它们要经调试确定阻值后再焊入印制板。电子门铃的一只发光二极管嵌装在机壳的面板上,使用时在室内闪闪发光。另一只发光二极管安装在按钮开关里,安装的方法是在按钮开关座上钻一个直径为4毫米的圆孔,再将发光二极管小心地嵌进圆孔,如电铃按钮座图 85所示。这样。一按下开关,按钮开关上的发光二极管便闪闪发光,表明电子门铃的电源已接通,室内的铃声在响个不停。图36图35调试分两步进行
12、: 第一步调整自激多谐振荡器。 第二步调整音频振荡器,首先用两只47千欧的电位器各串一个1千欧的电阻代替R5、R6焊到印制板上,然后接通电源改变R5、R6的阻值,根据各自的需要调整电子门铃发音的音调。电子门铃发音节奏的快慢可通过改变R2、R3的阻值,即用改变多谐振荡器振荡频率的方法进行调整。R2和R3的阻值越小,多谐振荡器的频率越高,发音的节奏越快;反之则相反。调整C1和C2的比值,即可调整高音频和低音频两者的发音时间的比例。调试完毕,便可进行整机装配,将印制板、扬声器、电池盒等装进机壳。安装在按钮开关里的那只发光二极管以及按钮开关要用塑料软线与室内的电子门铃连接起来,为了节省连接导线的根数,
13、发光二极管的正极可焊接在按钮开关上,和按钮开关合用一根塑料导线,见图3-6。最后必须指出:焊接发光二极管时,要注意烙铁的温度和焊接的速度,温度太高或焊接时间过长都有可能损害发光二极管。实验四 稳压电源的设计与制作一、预习内容1、直流稳压电源的一般设计过程。2、Protel PCB的设计方法。3、手工制作印制电路板的方法。二、目的要求1、通过电路的设计让学生将学过的理论知识运用到实践上,加深对模拟电子技术理论的理解。2、熟悉电路板设计软件protel的使用。3、掌握电子元器件的测试、安装焊接工艺。4、学会电路系统的调试、故障查找及排除方法。5、学会仪器面板设计方法。三、设计制作内容与要求1、设计
14、与制作一个分立元件的串联型稳压电源。性能指标如下:(1)输出电压 V0=+3V +12V (可调);(2)输出最大电流 Iomax =800mA ; (3)电纹波系数 op-p5mV ; (4)稳定系数 SV310-3;2、稳压电源外壳如图3-11所示。图311集成直流稳压电源制作312 固定式三端稳压器的典型应用1、 集成稳压器常见的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器,下面分别介绍其典型应用及选择原则。图 (a)CW78XX系列典型应用 (b) CW79XX系列典型应用 图313可调式三端稳压器的典型应用(a) CW317系列典型应用 (b) CW317系列典型应用可调式三端稳压
15、器能输出连续可调的直流电压。CW317系列稳压器输出连续可调的正电压,CW337系列稳压器输出连续可调的负电压。R1与RP1组成电压输出调节电路,输出电压 (公式1)R1的值为120240,流经R1的泄放电流为5mA10mA。RP1为精密可调电位器。电容C2与RP1并联组成滤波电路,以减少输出的纹波电压。二极管D的作用是防止输出端与地短路时,损坏稳压器。集成稳压器的输出电压Vo与稳压电源的输出电压相同。稳压器的最大允许电流ICM Io max=0.8A,取I2=1A,则变压器副边输出功率P2I2V2=11W。因变压器的效率=0.7,则原边输入功率P1P2/=15.7W。为留有余地,选功率为20
16、W的电源变压器。(3)选整流二极管及滤波电容整流二极管D选1N4001,其极限参数为VRM50V,IF1A。满足VRMV2,IF= Io max的条件。滤波电容C可由纹波电压Vo p-p和稳定系数SV来确定。已知,VO=9V,Vi=12V,Vo p-p=5mV , SV=310-3。则由稳压系数得稳压器的输入电压的变化量由滤波电容C估算公式:式中,Vi p-p为稳压器输入端纹波电压的峰-峰值;t为电容C的放电时间,t=T/2=0.01s;IC为电容C的放电电流,可取IC=Iomax,滤波电容C的耐压值应大于。故取2只2200uF/25V的电容相并联。二、电路板制作采用描漆图的手工制作方法。步骤
17、:1、先购买元器件,注意元器件外型尺寸,用1:1比例按课本P110(草图绘制步骤)绘出草图(或直接用Protel画出印制板图);2、拓图 用复写纸将已设计好的印制板布线草图拓印在敷铜板的铜箔面上;或者用Protel等制图软件制作出印制电路板图。用激光打印机将电路图打印纸热转印纸上。 将打印好的热转印纸覆盖在敷铜板上,送入照片塑封机来回压几次,使熔化的墨粉完全吸附在敷铜板上。 敷铜板冷却后,揭去热转印纸,检查焊盘与导线是否有遗漏。如有,用油性笔将线条和焊盘描好。 3、打孔 用0.8mm或1mm直钻在焊盘的中心钻出元件脚孔;4、描漆图(应先检查是否有导线短路等现象)用油性笔照草图上的线条和焊盘描绘
18、出来。注意油漆线条的浓度不能太浅。5、吹干6、腐蚀 用双氧水和盐酸的混合溶液 。将板全部浸入溶液后,没有被漆膜覆盖的铜箔就被腐蚀掉了。在冬天可以对溶液适当加温以加快腐蚀,但为防止将漆膜泡掉,温度不宜过高(不超过40左右);可用竹夹夹住印制板在混合溶液中经常晃几下,这样可增加铜箔的腐蚀速度。15 20分钟后待铜箔完全腐蚀,取出板子用水清洗。7、用天那水洗掉漆料后,再用酒精清洗板面;8、涂助焊剂(用松香酒精溶液)9、元件安装焊接1) 元件在板面上安装布局要均匀、美观,先装集成稳压电路,再装整流滤波电路,最后安装变压器;2) 将变压器放在板外,安装固定在底壳上;3) 在变压器副边接入保险丝FU,以防
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