昆明理工大学电子实习报告

昆明理工大学电子实习 学院: 电力学院 班级: xxxxx 姓名: xxx 学号: xxxxxxxxxx 学期: 2012-2013 学年 短后 学期 时间: 2013 年 9 月 2-13 日 实习题目:,、带充电功能的可调直流 稳压电源印刷电路板的设计 ,、MF47型万用表装配 1 一、程设计任务书........................................................1 课题1带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设 计 ...............1 课题2 MF47型万用表装配...................................................................2 二报告正文 ..................................................................2 课题1 MF47型万用表的安装及调试...................................................3 思考题........................................................................................7 课题2 带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设 计..............11 三实习心得.................................................................18 四附图..........................................................................20 五参考文献..................................................................21 2 一、课程设计任务书 课题1 带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设计 在教师指导下，运用Protel软件独立完成下图所示电路原理图的设计。 任务和要求: 1、电路原理图正确无误，并生成正确的网络表(该网络表需经校验); 2、转入“印刷电路板”设计，目标要求达到网络连接正确、无飞线、 3 无漏落的元件、各导电体之间的距离达到绝缘的最低距离0.2mm以上，经指导老师验收通过。 3、打印出原理图和印刷电路版图，作为实习报告的附图。 课题2 MF47型万用表装配 任务和要求: 1、完成MF47型万用表装配; 2、实现其功能。 二、报告正文 ?目的: 通过对实际应用电路的制作，培养学生基本的实验制作技能，训练其实践动手能力，启发学生在实践活动中的工程意识。 1、 掌握电阻、电容、二极管等电子元件的识别方法、万用表的组 装及焊接的基本方法和技巧。 2、 了解带充电功能的可调直流稳压电源的基本原理。 3、 学会绘制电路原理图和印刷电路板图的基本方法和技巧。 4、 增强同学们的动手能力。 5、 掌握理论知识与实际相结合的方法与技巧。 6、 让同学更加明确所学知识的用途及实际应用。 4 7、 激发同学们对知识学习的积极性。 ?实习内容: 1、带充电功能的可调直流稳压电源的排版 2、万用电表的焊接、安装及调试 ?实习过程: 课题1 MF47型万用电表的安装及调试 一、万用表原理简要说明: 万用表是一种多功能、多量程的便捷式电工仪表，一般的万用表可以测量交直流电流，交直流电压和电阻，有些万用表还可以测量电容，功率，晶体管共射极直流放大系数hFE等。其结构主要由表头，档位转换开关，测量线路板和面板等组成;表头设计万用表的测量显示装置，指针式万用表采用控制显示面板+表头一体化结构;档位开关用来选择被测量电量的种类和量程;测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。 二、MF47型万用表安装步骤 1.1清点 5 1.2二极管、电容、电阻的认识 1.3焊接前的准备工作 1.4元器件的焊接与安装 1.5机械部件的安装调整 1.6万用表故障的排除 1.7万用表的使用 2.把万用表所需要的电阻.可调电阻.二极管、保险丝夹.电容.保险丝、连接线、短接线等器材按照规定的位置摆放在电路板上，对照图纸插放元器件，用万用表校验，检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一致，全部合格后方可进行元器件的焊接。 并且在焊的途中，应该注意一些基本问题，例如锡焊不能太多，形状要美光，不能烫坏电路板。焊好后，如下图: 6 3、电路板元件的焊接: (1)焊接前一定要注意，烙铁的插头必须插在右手的插座上，不能插在靠左手的插座上。烙铁通电前应降落贴的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏，不能使电线缠在手上。通电后应将点烙铁插在烙铁架中，并检查烙铁头是否会碰到电线等易燃用品。洛铁加热时以及加热后不能用于接触烙铁的发热金属部分，以免烫伤或触电。 (2)新的电烙铁不能拿来就用，需要先在烙铁头镀上一层焊锡，方法是:用锉刀把烙铁头搓干净，接上电源，在温度渐渐升高的时候，用松香涂在烙铁头上;待松香冒烟，烙铁头开始能够融化焊锡的时候，把烙铁头放在有小量松香和焊锡的砂纸上研磨，各个面都要磨到，这样就可使烙铁头镀上一层焊锡从而加强烙铁头寿命。 3)焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒后，接焊锡丝，( 观察焊锡丝的多少，不能太多，造成堆焊;也不能太少，造成虚焊。但焊锡融化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。为了在加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在电路板 的焊盘上。焊点高度一般在2毫米左右。 4.电刷的安装: 将电刷按钮的电刷安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角，因为电路板的三条电刷轨道中间的2条间隙较小，外侧 7 两条较大，与电刷相对应。当缺口在左下角时电刷接触点上面有两个相距较远，下面两个相距较近，一定不能放错。电刷四周都要卡人电刷安装槽，用手轻轻按下。 三、安装、调试过程记录 1、万用表的调试方法: 先装上电池和后盖，将红黑表笔分别插入“+”“—”极，档位开关旋转至欧姆档，红黑表笔靠在一起，观察值证是否转动，并微调校零旋钮进行校零。校零之后，用红黑表笔进行测量电阻阻值，或测干电池两端的电压。如果电压指针反偏，一般是表头引线极性接反，如果测电压示值不准，一般是焊接有问题，反对被怀疑的焊点重新处理。 2、调试过程中出现的问题及原因: (1)表针不转 表针不转是因为表头回路中没有电流流过，主要是表头、表棒摔坏;接线错误;元件安装位置错误或者有虚焊;保险丝与保险座接触不良;电池极板装错，如果将两种电池极板装反了位置，电池两级无法与电池极板接触，电阻档就无法工作;电刷方向装错或者点刷的三个触脚没有与电路板接触也会导致表针不转。 (2)指针反偏 8 这种情况一般是表头引线极性接反。如果使用任何电阻档位，短接红黑表笔，指针都反偏，说明电池极性接反。如果测量DCA、DCV正常，而ACV指针反偏，则为二极管接反。 (3)指针满偏 调节调零电位器时指针不能左右摆动，说明此事流过表头的电流已大大超过了它的满偏电流，只要原因是电路中分流电路出了问题，应重点检查分流电路。 (4)测电压示值不准 这种情况一般是焊接或者电阻安装有问题，应对被怀疑的焊点重新处理，检查是否把电阻装错位置。 四、思考题 1、为什么电阻用色环表示阻值，黑、棕、红、绿分别代表的阻值的数字是几, 答:(1)电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。一个电阻色环由4部分组成(不包括精密电阻)四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。 (2)黑、棕、红、绿分别代表的阻值数字是0、1、2、5。 2、万用表的种类有指针式、数字式，它们各有什么特点, 9 答:指针万用表是一种平均值式仪表它具有直观形象的读数指示. (一般读数值与指针摆动角度密切相关,所以很直观). 数字万用表是瞬时取样式仪表.它采用0.3秒取一次样来显示测量结果.有时每次取样结果只是十分相近.并不完全相同.这对于读取结果就不如指针式方便. 指针式万用表一内部没有放大器.所以内阻较小.流电压灵敏 数字式万用表由于内部采用了运放电路.内阻可以做得很大.往往在1M欧或更大.(即可以得到更高的灵敏度).这使得对被测电路的影响可以更小.测量精度较高. 指针式万用表由于内阻较小,且多采用分立元件构成分流分压电路.所以频率特性是不均匀的(相对数字式来说).而指针式万用表的频率特性相对好一点. 指针式万用表内部结构简单所以成本较低.功能较少.维护简单.过流过压能力较强. 数字式万用表内部采用了多种振荡,放大.分频.保护等电路所以功能较多,比如可以测量温度.频率(在一个较低的范围).电容,电感.. 由于内部结构多用集成电路所以过载能力较差(不过现在有些已能自动换档.自动保护等.但使用较复杂).损坏后一般也不易修复. 数字式万用表输出电压较低(通常不超过1伏).对于一些电压特性特殊的元件的测试不便(如,可控硅，发光二极管等) 指针式万用表输出电压较高,(有10.5伏,12伏等). 电流也大(如MF-500*1欧档最大有100毫安左右)可以方便的测试可控硅,发光二极管对于初学者,应当使用指针式万用表 10 3、指针万用表表头的结构及工作原理是什么, 答、指针式万用表通常由磁电式测量部件(表头)、电子测量电路、转换开关等组成。面板表头的有机玻璃上配有机械调零螺丝，右面是零欧姆电阻调零电位器，下边是两个正负极测量输出插孔。 工作原理:当表头内部的磁钢(永久磁铁)通入电流后，电流切割磁感线会产生一个磁场力，也就是我们所说的转动力矩，这个磁场力也就是这个转动力矩会带动表头内部的动圈，动圈来带动指针偏转，根据通入表头内部磁钢电流大小不同，产生的磁场力强弱也不同，从而动圈带动指针偏转的幅度也不同，也就是说，通入表头内部磁钢电流越大，产生的磁场力越强，所以动圈带动指针偏转的幅度也就越大说明被测信号很大，反之通入表头内部磁钢电流越小，产生的磁场力越弱，所以动圈带动指针偏转的幅度也就越小说明被测信号很小，通过这个原理实现测量信号的大小，而弹簧游丝的作用主要是产生反作用力矩的装置，我们知道指针偏转是受到磁场力转动力矩的作用而偏转，而游丝主要是产生一个反作用力矩，简单的来讲游丝主要是产生一个与磁场力相反的力矩我们称它为反作用力矩，当磁场力(转动力矩)与游丝产生的反作用力矩相等时指针停止从而读数，如果光有磁场力没有游丝产生的反作用力矩的话不管测量的信号有多大指针都会偏转到头，磁场力带动指针向右偏转，而游丝自身产生一个反作用力矩向左拉抻指针当这两个力矩 11 相等时指针停止从而读数。 4、如何判断电解电容的极性, 答: 电解电容器，外壳标有“-”号的为负极;2个脚，脚长的是正极，脚短的是负极。电解电容的极性判别:用电阻档测电容的电阻值正反测2次，用指针表测量:阻值大的一次，万用表的黑色表笔为电解电容的正极。理由是，电解电容加正向电压时候漏电流小，电阻大;反之则:漏电流大，电阻小。(注:指针表电阻档时 黑表笔是内部电池的正极，红表笔是内部电池的负极) 如何判断二极管的极性, 5、如何判断二极管的极性, 答:在测量二极管的正、反向电阻值时，当测得的电阻值较小时，红表笔(实际接表内电池的负极)与之相接的那个电极就是二极管的负极，与黑表笔(实际接表内电池正极)相接的那个电极为二极管的正极。反之，当测得的电阻值较大时，与红表笔相接的那个电极为管子的正极，与黑表笔相接的那个电极就是负极。 6、请至少列出5项使用万用表的注意事项。 (1)、 测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 (2)、测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电 12 流档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。 (3)、如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。 (4)、测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端(或两支表棒的金属部分)，以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 (5)、在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时 ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。 课题2 带充电功能的可调直流稳压电源印刷电路板的设计 电路原理图如下图1所示，电压调节主要由LM317完成。 图1 带充电功能的可调直流稳压电源原理图 ? ? 13 整流滤波、稳压、调压电路 充电电路 1)、整流滤波电路 220V~市电 —— 变压器 —— 15V~ ——熔断器 (短路保护)—— 整流(VQ)—— R6,VL1(电源指示) —— 滤波(C1)—— 15~18V直流 通过二极管单向导电作用，把由变压器得到的交流15V电压，变换成脉动直流电压，再经过电容滤波电路，把脉动直流电压变换成较为平缓的直流电压。 电路中红色二极管为电源接入指示，点亮为正常情况。 如果开电源，VL1不亮，则要检查原因，如保险、桥堆(VQ)等。 2)、稳压、调压电路 主要通过三端可调集成稳压电路LM317实现。 将整流滤波得到的较为平缓的直流电压经过LM317稳压和电位器RW1调压而得到稳定的可调输出电压。 整流滤波电压 —— LM317 输入端 —— 稳压 —— LM317输出端 (1.25V恒定电压) 14 LM317的主要特性是1、2端电压恒定为1.25V，在1、2端接一个固定电阻R(200Ω)，可在电阻R上形成恒流，于是2端对地11 的电压为1.25V + RW1上的电压，即: RW1U,，1.25(1) ????????????????????????????????????????????????????????????????????? (式1) OR1 RW1:0 ~ 2.2K 所以，调压范围为1.25,15V。 正常情况下，317 输入15~18V，输出1.25,15V。所以1端电位应低于2端，1端电位也应低于3端。当发生异常情况，如电源短路等，为保护317，加入二极管VD1，VD2起保护作用。 C2，C3:平波 C2:平滑LM317 输入端电压 C3:并在RW1两端，平滑输出电压 VD1、VD2、R1:保护 当输入短路时，C4上的电荷通过VD1放电。当输出短路时，C3上的电荷 通过VD2放电。这样就不让大电流流过317。 C4:滤除低频成分的脉动 C5:滤除高频成分的脉动 317的调压范围(即输入电压)可达到27V，但前面的变压器也要换成27V。 15 在实际安装制作中，有些元器件是需要安装在外壳面板上，再用导线连接到电路板，如变压器，红、绿指示灯(VL1、VL2)，电位器，保险，开关，输出接线柱等8个元器件，所以，考虑到成品安装的需求，要在图中将它们画成插座的形式以便连接，以下图2电路为实际应用电路的排版图。 图2 带充电功能的可调直流稳压电源排版图 原理图中有24个元件，13个网络(N0001——N0013)。 器件封装对照: R1,3-6 R2 C1 C2 C3 C4 C5 1R-10 1R-20 2C-D11C-5A 2C-D8-1C-5 2C-D1 0-5 4 0-5 VD1 VD2 VQ IC VW1 V1 1D-10 1D-10 VQ-10 IC-317 T FS VL1,2 RW CHARPOWE GE R CZ-2CZ-2A CZ-2A CZ-2A CZ-2A CZ-2A A 1.先安装PROTEL10.SCH软件，用软件绘制原理图，打开Schematic Editor 在库编辑窗口中选“增加/删除”添加库文件(在protel.rar\元件库\sch目录下，一般情况在c:\PFWSCH下)，若库文件已经存在则转入下步 选“文件”菜单,点“新建文件”项，会出现绘图窗口 16 选“选项”菜单,点“设置图纸……”项，在出现的图纸设置对话框“选项”中选图纸大小为A4 选“文件”菜单,点“另存为……”选择目录并存储文件(注意:此目录将存储以后过程中形成的所有文件，所以建议自己建立文件夹或按老师指定的文件夹存储文件) 绘图:放置器件，调整器件位置，通过导线实现器件间的互联。绘图时若发现有画线锁定不住管脚的问题，请重新进入“步骤4”所述对话框，设置“栅格”中的“定位”及“可视”，一般全部设置为“5”可以解决问题。电气联线不能用错工具。 编辑器件的名称编号、型号参数，封装号，如下图: 2. 选“文件”菜单,点“建立网络表„„”形成网络表文件(注意不要马上关闭文件，若文件已经关闭，需在存储文件目录下用记事本重新打开)。对照网络表文件与实习指导书上的电路图检验网络表。必须通过校验，否则不能进入以下步骤。 17 3.当原理图正确后，安装好PROTEL15.PCB软件，打开Protel for Windows 1.5 选“文件”菜单,点“新建PCB文件”项，出现绘图窗口 选 “库编辑”菜单,点“组件库管理„„”，在出现窗口中点“增加”添加库文件(在protel.rar\元件库\pcb 目录下，一般情况在c:\PFW下)，若库文件 已经存在则转入下步 选“网络表”菜单,点“加载网络 表„„”，在出现的对话框中选先前形成的 网络表，按“OK”会出现网络表调入情况说 明，若网络表正确调入(“24”个组件，“13”条网络，)则进入下步，否则就必须形成报告检查错误(一般情况下，若网络表是经过校验的，有可能是库加载有误，请重新加载库文件或请老师指导)如右图: 4.当检测到原理图能绘制印制版图时，导入原理图原件，然后自己排版，摆放器件禁止布线层划定线路板有效区域(95mm × 45mm); 铺开器件:点击“自动”,“自动布局参数设置„”; 选取线条或器件，对器件摆放位置进行调整; 加散热器。 18 网络优化。点击“网络表”, “优化网络表”, “优化所有网络”。 自动布线设置和全自动布线，直到版图线路无错误时，版图方绘制完成， 这时带充电功能的可调直流稳压电源的排版就已经完成了。 5、遇到的问题及解决 (1)电路原理图检测时出现错误。解决:对原理图上有错误标记的地方进行检查，看接线处是否接好。对原理图进行修改后，再次进行故障检测，知道没有问题为止。 (2)PCB版图加载网络表，出现组件丢失的情况。解决方案:重新检查电路原理图，看电子元件的编号、型号、封装号是否填写正确。 (3)PCB版图进行自动布线时出现错误，解决方案:重新布图，优化网络，修改布线参数。 19 四、附图 图4-1 原理图 20 图4-2 印制图 五、参考文献 模拟电子技术基础第四版 华成英 童诗白 高等教育出版社 电路 邱关源 高等教育出版社 百度文库 21