《電子線路板設(shè)計與制作》實訓(xùn)指導(dǎo)書

1、電子線路板設(shè)計與制作實訓(xùn)指導(dǎo)書課程編號： 學(xué)時數(shù)：108 適用專業(yè)：電子、電氣自動化、數(shù)控等電類技術(shù)專業(yè) 執(zhí) 筆 人：xxx 編寫日期：2014年1月 電子線路板設(shè)計與制作實訓(xùn)指導(dǎo)書概述一實訓(xùn)前的準備工作1認真預(yù)習(xí)實訓(xùn)指導(dǎo)書及教材中的有關(guān)部分，通過預(yù)習(xí)，充分了解本次實訓(xùn)的目有原理步驟和儀器的使用方法，并將實訓(xùn)目的基本原理實訓(xùn)電路實訓(xùn)數(shù)據(jù)填寫的表格寫畫在實訓(xùn)報告上。2進入實訓(xùn)室后，要熟悉電工綜合實訓(xùn)臺實訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)及電源配備情況，選中本實訓(xùn)所用電源及接通電源時各開關(guān)動作順序。按指導(dǎo)書所列儀器清單，挑選所用實訓(xùn)電路板及測量儀表單元板，檢查所用其他儀器設(shè)備是否齊全和符合實訓(xùn)要求。二電路板制作、安裝與

2、調(diào)試1電路板制作按以下步驟認真做好：PCB圖檢查、打印前準備、打印、熱轉(zhuǎn)印前準備、熱轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、清洗板、涂松香水。2元件安裝、焊接要符合電子工藝要求。電路焊接，盡量做到一次完成，避免反復(fù)拆、焊。3線路焊接接好后,先由同組同學(xué)做好復(fù)查工作,再經(jīng)經(jīng)教師檢查,方可接通電源調(diào)試。三數(shù)據(jù)的觀測與記錄觀測并記錄實訓(xùn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)是實訓(xùn)過程中最主要的步驟,必須認真仔細地進行。1測量數(shù)據(jù)前的試做檢查為保證實訓(xùn)結(jié)果的正確,接通電路以后,不要忙于馬上測量數(shù)據(jù),而要先大致試做一遍,主要觀察各被測量的變化情況和出現(xiàn)的現(xiàn)象是否與理論預(yù)料結(jié)果相符,如果出現(xiàn)非正常情況,應(yīng)及時找出原因進行處理。試做過程還可以發(fā)現(xiàn)儀表種

3、類和量程選擇是否合適,設(shè)備的放置及操作是否方便等。若有問題都應(yīng)在正式實訓(xùn)之前解決。2. 數(shù)據(jù)的測量與記錄試做無問題就可以讀取數(shù)據(jù),如果要測某一變化曲線,測量點的數(shù)目和間隔應(yīng)選得合適。被測量的最大值或最小值相應(yīng)的點一定要測出；在變化曲線的較彎曲處，測量點應(yīng)選得密一些，變化曲線較平滑處，測量點可取得稀一些。測量點要分布在所研究的整個范圍內(nèi)，不要僅局限于某一小部分。測量點的選擇，在試做時就要給予考慮。圖0-2是合理選擇測量點的一個例子。利用指針式儀表測量數(shù)據(jù)時，目光應(yīng)正對儀表（對有反射鏡的儀表，在看到指針與它在鏡中的影像重合時方可讀數(shù)）。一般指針式儀表可讀出三位有效數(shù)字，未位數(shù)字根據(jù)指針在小格中的位

4、置來估計。實訓(xùn)數(shù)據(jù)應(yīng)記在事先列好的數(shù)據(jù)表格中，一定要注明被測量的名稱單位。保持定值的量可單獨記錄。四 安全用電1實訓(xùn)中應(yīng)嚴肅認真細心地進行測試。在接拆線和改接線路時均應(yīng)切斷電源。2閉合或斷開閘刀開關(guān)時應(yīng)迅速果斷，同時用目光監(jiān)視儀表和電機設(shè)備有無異?，F(xiàn)象。例如，有無指針反偏或超量程現(xiàn)象，有無發(fā)熱冒煙等現(xiàn)象。如果有這些現(xiàn)象應(yīng)立即切斷電源，停止實訓(xùn)，并進行檢查。3使用烙鐵時，應(yīng)整理好電源線，以免燒損絕緣皮，而發(fā)生短路或觸電事故。五實訓(xùn)總結(jié)與報告1、實訓(xùn)目的與要求。2、實訓(xùn)原理。3、整理實訓(xùn)數(shù)據(jù)，計算實訓(xùn)結(jié)果及繪制特性曲線。實訓(xùn)曲線應(yīng)繪制在坐標(biāo)紙上，并標(biāo)明坐標(biāo)軸所代表的物理量單位。繪制曲線時，應(yīng)用光滑

5、細線條連接，不能用曲折線連接，不要強求曲線通過所有的實訓(xùn)數(shù)據(jù)點。4、回答實訓(xùn)指導(dǎo)書中提出的間題；總結(jié)實訓(xùn)中的心得體會和對實訓(xùn)的改進意見。六、實訓(xùn)內(nèi)容 （一）電子技能基本訓(xùn)練 1、常用儀器、儀表的使用2、常用電子元器件的識別與檢測3、焊接訓(xùn)練 （二）簡單電子制作 1、雙路穩(wěn)壓電源的制作2、紅外熱釋報警器的制作3、八路智能搶答器的制作4、音頻功率放大器的制作5、模擬函數(shù)信號發(fā)生器的制作6、課外自選電路制作七、實訓(xùn)成果 1、每個學(xué)生根據(jù)要求完成各個實訓(xùn)項目，根據(jù)操作技能及成品效果評定制作成績。2、編寫實訓(xùn)報告給出實訓(xùn)報告成績 3、根據(jù)每個人的表現(xiàn)，平時成績占總成績的20%、制作成績占總成績的50%、

6、實訓(xùn)報告成績占總成績的30%，確定最后實訓(xùn)成績。實訓(xùn)項目一 焊接基礎(chǔ)訓(xùn)練（14學(xué)時）一、實訓(xùn)目的： 1、知道烙鐵、吸錫器使用注意事項和保養(yǎng)方法。 2、掌握烙鐵、吸錫器使用基本操作技能。二、實訓(xùn)主要設(shè)備 烙鐵、烙鐵架、焊錫、吸錫器、萬能板、棄舊元件、導(dǎo)線等三、實訓(xùn)步驟及內(nèi)容焊接工藝 學(xué)習(xí)要點： 1.焊接的基本知識及手工焊接的工藝要求、質(zhì)量分析。 2.掌握手工焊接技術(shù)和手工焊接的工藝要求。 3.學(xué)習(xí)自動焊接技術(shù)、接觸焊接技術(shù)。焊接的基本知識 手工焊接的工藝要求及質(zhì)量分析 自動焊接技術(shù) 接觸焊接 （一）焊接的基本知識1.1 焊接的種類 焊接是使金屬連接的一種方法，是電子產(chǎn)品生產(chǎn)中必須掌握的一種基本操

7、作技能。 現(xiàn)代焊接技術(shù)主要分為下列三類： 熔焊：是一種直接熔化母材的焊接技術(shù)。 釬焊：是一種母材不熔化，焊料熔化的焊接技術(shù)。 接觸焊：是一種不用焊料和焊劑，即可獲得可靠連接的焊接技術(shù)。 1.2 焊料、焊劑和焊接的輔助材料 1焊料 焊料是一種熔點低于被焊金屬，在被焊金屬不熔化的條件下，能潤濕被焊金屬表面，并在接觸面處形成合金層的物質(zhì)。 電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，最常用的焊料稱為錫鉛合金焊料（又稱焊錫），它具有熔點低、機械強度高、抗腐蝕性能好的特點2焊劑(助焊劑 焊劑是進行錫鉛焊接的輔助材料。 焊劑的作用:去除被焊金屬表面的氧化物，防止焊接時被焊金屬和焊料再次出現(xiàn)氧化，并降低焊料表面的張力，有助于焊接。 常

8、用的助焊劑有： 無機焊劑 有機助焊劑 松香類焊劑：電子產(chǎn)品的焊接中常用。3常用的錫鉛合金焊料（焊錫 錫鉛合金焊料的有多種形狀和分類。其形狀有粉末狀、帶狀、球狀、塊狀和管狀等幾種。 手工焊接中最常見的是管狀松香芯焊錫絲。這種焊錫絲將焊錫制成管狀，其軸向芯內(nèi)是優(yōu)質(zhì)松香添加一定的活化劑組成的。 4清洗劑在完成焊接操作后，要對焊點進行清洗，避免焊點周圍的雜質(zhì)腐蝕焊點。 常用的清洗劑有：無水乙醇（無水酒精）、航空洗滌汽油、三氯三氟乙烷5阻焊劑 阻焊劑是一種耐高溫的涂料，其作用是保護印制電路板上不需要焊接的部位。 阻焊劑的種類:熱固化型阻焊劑、紫外線光固化型阻焊劑（光敏阻焊劑）、電子輻射固化型阻焊劑1.3

9、 錫焊的基本過程 錫焊是使用錫鉛合金焊料進行焊接的一種焊接形式。其過程分為下列三個階段： A潤濕階段（第一階段） B擴散階段（第二階段） C焊點的形成階段（第三階段） 1.4 錫焊的基本條件 A被焊金屬應(yīng)具有良好的可焊性 B被焊件應(yīng)保持清潔 C選擇合適的焊料 D選擇合適的焊劑 E保證合適的焊接溫度 對印制板上的電子元器件進行焊接時，一般選擇20W35W的電烙鐵；每個焊點一次焊接的時間應(yīng)不大于3秒鐘。 （二）手工焊接的工藝要求及質(zhì)量分析技術(shù)2.1 手工焊接技術(shù) 手工焊接適合于產(chǎn)品試制、電子產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)、電子產(chǎn)品的調(diào)試與維修以及某些不適合自動焊接的場合。 手工焊接的要點是： 保證正確的焊接姿勢

10、 熟練掌握焊接的基本操作步驟 掌握手工焊接的基本要領(lǐng)正確的焊接姿勢 一般采用坐姿焊接，工作臺和坐椅的高度要合適。焊接操作者握電烙鐵的方法：反握法：適合于較大功率的電烙鐵（>75W）對大焊點的焊接操作。正握法：適用于中功率的電烙鐵及帶彎頭的電烙鐵的操作，或直烙鐵頭在大型機架上的焊接。 筆握法：適用于小功率的電烙鐵焊接印制板上的元器件。電烙鐵握法的圖片（a）反握法 （b）正握法 （c）筆握法 印制版引線成型:手工焊接操作的基本步驟焊接操作過程分為四個步驟,一般要求在23秒的時間內(nèi)完成。 （1）加熱 （2）加焊料 （3）移開焊料 （4）移開烙鐵步驟三步驟一步驟二步驟三 步驟四步驟二 步驟四手工

11、焊接的操作要領(lǐng)手工焊接的操作要領(lǐng)分以下五個方面:u 焊前準備u 電烙鐵的操作方法u 焊料的供給方法 u 掌握合適的焊接時間和溫度u 焊接后的處理 電烙鐵接觸焊點方法的圖片電烙鐵撤離方向的圖片圖 電烙鐵的撤離方向與焊料的留存量焊料供給方法的圖片圖 焊料的供給方法 2.2 手工焊接的工藝要求 1保持烙鐵頭的清潔 2采用正確的加熱方式 3. 焊料、焊劑的用量要適中 4. 烙鐵撤離方法的選擇 5. 焊點的凝固過程 6. 焊點的清洗 2.3 焊點的質(zhì)量分析 1對焊點的質(zhì)量要求：電氣接觸良好、機械強度可靠、 外形美觀 2焊點的常見缺陷及原因分析虛焊（假焊）/ 拉尖 / 橋接 / 球焊 / 印制板銅箔起翹、

12、焊盤脫落 / 導(dǎo)線焊接不當(dāng) 常見焊接缺陷的圖片:（a）、（b）虛焊 （c）拉尖 （d）橋接 導(dǎo)線焊接缺陷的圖片:(a) 芯線過長 (b) 焊料浸過導(dǎo)線外皮 (c) 外皮燒焦 (d) 摔線 (e) 芯線散開 圖 導(dǎo)線的焊接缺陷2.4 拆焊(解焊) 拆焊是指把元器件從原來已經(jīng)焊接的安裝位置上拆卸下來。當(dāng)焊接出現(xiàn)錯誤、損壞或進行調(diào)試維修電子產(chǎn)品時，就要進行拆焊過程。1拆焊工具和材料 拆焊工具：普通電烙鐵、鑷子、吸錫器、吸錫電烙鐵等。 吸錫材料：屏蔽線編織層、細銅網(wǎng)等。2拆焊方法：分點拆焊法、集中拆焊法、 斷線拆焊法（三）自動焊接技術(shù) 目前常用的自動焊接技術(shù)包括：浸焊、波峰焊接技術(shù)、再流焊技術(shù)、 表面

13、安裝技術(shù)（SMT） （四）接觸焊接(無錫焊接) 接觸焊接是一種不需要焊料和焊劑，即可獲得可靠連接的焊接技術(shù)。 電子產(chǎn)品中，常用的接觸焊接種類有：壓接、繞接、穿刺、螺紋連接 4.4.1 壓接 壓接是使用專用工具，在常溫下對導(dǎo)線和接線端子施加足夠的壓力，使兩個金屬導(dǎo)體（導(dǎo)線和接線端子）產(chǎn)生塑性變形，從而達到可靠電氣連接的方法。壓接適用于導(dǎo)線的連接。手動壓接鉗及壓接的圖片（a）手動壓接鉗外形圖 (b) 導(dǎo)線與壓接端子壓接示意圖 圖 壓接示意圖u 壓接的特點 工藝簡單，操作方便，不受場合、人員的限制。連接點的接觸面積大，使用壽命長。 耐高溫和低溫，適合各種場合，且維修方便。成本低，無污染，無公害。缺點

14、：壓接點的接觸電阻大，因而壓接處的電氣損耗大。實訓(xùn)項目二 雙路直流穩(wěn)壓電源的制作（22學(xué)時）一、實訓(xùn)目的1、 提高Altuim Designer軟件的應(yīng)用技能與技巧。2、 掌握雙路直流穩(wěn)壓電源的電路原理及裝配工藝、調(diào)試方法。3、 掌握手工PCB制作工藝。4、 熟悉三端集成穩(wěn)壓器LM317、7815、7915的引腳及其功能。二、實訓(xùn)儀器及設(shè)備1、萬用表、示波器 4、熱轉(zhuǎn)印機2、電烙鐵 5、腐蝕槽、腐蝕劑3、激光打印機 6、臺鉆三、電路工作原理1、變壓部分可通過變壓器來實現(xiàn)。2、整流電路一般采用橋式是整流，可采用4個整流二極管接成橋式，也可采用二極管整流橋堆。3、濾波電路在輸出電流不大的情況下，一

15、般選用電容濾波即可。4、穩(wěn)壓電路可采用集成穩(wěn)壓電路，具體技術(shù)要求可參考模擬電子技術(shù)。調(diào)整電路比例電阻的選擇，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器。R1一般取120240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓（典型值為1.25V），輸出電壓Uo的表達式為：Uo1.25（1R2/R1）5、保護電路可采用防過流沖擊電路。四、核心元件、電路相關(guān)知識三端集成穩(wěn)壓器電路集成穩(wěn)壓器與簡單穩(wěn)壓電路相比其電路結(jié)構(gòu)簡單，它可以通過外接元件使輸出電壓得到很寬的調(diào)節(jié)范圍。并且內(nèi)部有過熱保護、過流保護等保護電路，可以很安全的保護電路的正常工作。圖（8）時由LM317組成的基準電壓源電路，電容Co用于消除輸出

16、電壓中的高頻噪音，可取小于1F的電容。輸入端和調(diào)整端之間的電壓時非常穩(wěn)定的電壓，其值為1.25V。輸出電流可達1.5A。圖（8） 由LM317組成的穩(wěn)壓電路由于調(diào)整端的電流可忽略不計，輸出電壓為Uo=(1+R2/R)×1.25V為了減少R2上的紋波電壓，可在其上并聯(lián)一個10F電容C。但是，在輸出開路時，C將向穩(wěn)壓器調(diào)整管發(fā)射結(jié)反偏，為了保護穩(wěn)壓器，可加二極管D2，提供一個放電回路，D1,D2起保護作用。如圖（9）所示：圖（9） LM317的外加保護電路（1）由于設(shè)計要求電壓從零開始調(diào)起，LM317集成穩(wěn)壓器不能直接滿足要求，需要設(shè)計一個電壓補償電路來抵消LM317的1.25V最小輸出

17、電壓，如圖（10）所示，電壓補償電路由R3和二極管D組成，其輸出電壓Uo=U-UD,其中，U為LM317的輸出端電壓，UD為二極管D的正向壓降。UD即為補償電壓。其值略大于LM317的基準電壓（1.25V），這里用兩只串聯(lián)的硅材料整流二極管的導(dǎo)通壓降來實現(xiàn)。當(dāng)調(diào)節(jié)R2 減少,使U3達到與UD 相等時,輸出電壓即為0V。之后,當(dāng)調(diào)節(jié)R2逐漸增大時, U0即由0V 開始增大。由于負載電流流過D ,故D 的最大工作電流應(yīng)能適應(yīng)負載電流的要求。下圖中輸出電壓的表達式為：（2）Uo =(1+R2/R1)×1.25-1.4（3）由于LM317工作時必須大于其最小工作電流，所以一般R1小于240,

18、在此令R1=50，根據(jù)上式可以求出R2max5K圖（10） 輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路原理圖五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟1、PCB設(shè)計1）板尺寸規(guī)格：120MM*95MM (此為實驗室提供敷銅板最大規(guī)格，如果超出，則無法印制)2）PCB元件要按“輸入到輸出，從左至右，從上至下”布局，交流與直流，兩路元件布局界線要分明，元件不能混雜一起。3）整流、濾波元件盡量靠近電源輸入端放置，輸入、輸出濾波電容也要盡量靠近三端穩(wěn)壓器放置，以提高濾波效果，減少紋波干擾。4）LM317、7815、7915要放置在板邊，要與體積大的元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以利于散熱。注意每個集成要預(yù)留安裝散熱器的位置（20MM*10MM）5

19、）放置電位器RP時，要與體積大的元件保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以方便調(diào)節(jié)阻值。6）輸入、輸出的電源接線端要整齊地放置在板的兩端，以方便對外接線。2、PCB制作PCB圖檢查、打印前準備、打印、熱轉(zhuǎn)印前準備、熱轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、清洗板、涂松香水3、檢測、裝配（1）檢測所有元器件及PCB板，均達到良好無誤，待裝配。（2）裝配：按電子產(chǎn)品工藝技術(shù)規(guī)則要求進行裝配、插接。（3）檢查：如裝配無誤，則穩(wěn)壓電源不需過多調(diào)試就可以正常工作。4、調(diào)試 穩(wěn)壓器性能的調(diào)整、檢測。（1） 測輸出電壓A：帶負載：用200/1.5A滑動變阻器作可調(diào)負載，連續(xù)調(diào)變阻器，由20180，觀察記錄輸出電壓值。B：空載：輸出端開路狀態(tài)，連續(xù)調(diào)

20、整微調(diào)電位器RP，由05.1 K，觀察記錄輸出電壓值。（2） 測試方法在空載狀態(tài)下，將輸出電壓調(diào)為DC6V，然后接上可調(diào)負載，檢測負載在20 -180變化，用萬用表觀測并記錄輸出電流及輸出電壓的變化。 （3）測量紋波電壓 用示波器同步觀測紋波電壓。（一般在輸出電壓的0.5%以下）實訓(xùn)項目二 紅外熱釋報警器的制作（18學(xué)時）一、實訓(xùn)目的1、提高Altuim Designerl軟件的應(yīng)用技能與技巧。2、掌握紅外熱釋報警器的電路原理及裝配工藝、調(diào)試方法。3、掌握手工PCB制作工藝。4、熟悉紅外熱釋傳感器及其信號處理芯片的應(yīng)用；熟悉光敏電阻的工作原理及應(yīng)用。二、實訓(xùn)儀器及設(shè)備1、萬用表、示波器 4、熱

21、轉(zhuǎn)印機2、電烙鐵 5、腐蝕槽、腐蝕劑3、激光打印機 6、臺鉆三、電路工作原理紅外熱釋電路原理圖如下圖所示。它由紅外信號接收與處理、傳感器信號處理集成和音樂集成三部分組成。工作原理：四、核心元件、電路相關(guān)知識1、紅外熱釋傳感器D203S2、傳感器信號處理集成BISS0001biss0001的引腳圖管腳定義：BISS0001典型應(yīng)用電路BISS0001的內(nèi)部方框原理圖圖2 BISS0001原理框圖特點CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰＞哂歇毩⒌母咻斎胱杩惯\算放大器，可與多種傳感器匹配，進行信號與處理。雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)范圍寬。內(nèi)置參

22、考電壓。工作電壓范圍+3V+5V。采用16腳DIP封裝或SOP封裝。3、菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用；二是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR（被動紅外線探測器）上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟1、PCB設(shè)計（1）板規(guī)格：75MM*50MM（2）線寬設(shè)置：地線1.5

23、MM;電源線及其它信號線1MM.（3）敷銅前安全線距設(shè)置：1MM。（4）布局要求： 技巧與提高：先放置集成芯片，然后按就近原則，放置其周邊元件，在保證適當(dāng)距離的情況下，與芯片直接相連的元件離芯片越近越好。注意：所謂就近原則是指，元件引腳與芯片對應(yīng)相連的引腳靠近。1）總體按原理圖信號流向，從左至右，從上至下布局，疏密均勻，以減少交叉線，提高電路性能，方便維護。2）電源、信號等接線端子（J1、U21、BL）靠板邊放置，以方便對外接線。3）電源開關(guān)、電源指示燈，靠近電源輸入端子放置。（5）在滿足以上要求的前提下，元件布局要整齊美觀。（6）元件編號、參數(shù)等標(biāo)注也要放置整齊。水平方向統(tǒng)一放在元件的上方（

24、或者下方）；垂直方向統(tǒng)一放在元件的左邊（或右邊）。2、PCB制作PCB圖檢查、打印前準備、打印、熱轉(zhuǎn)印前準備、熱轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、清洗板、涂松香水3、檢測、裝配（1）檢測所有元器件及PCB板，均達到良好無誤，待裝配。（2）裝配：按電子產(chǎn)品工藝技術(shù)規(guī)則要求進行裝配、插接。（3）檢查：如裝配無誤，則不需過多調(diào)試就可以正常工作。4、調(diào)試與參數(shù)測試簡述 紅外熱釋報警電路 調(diào)試、檢測步驟。六、實訓(xùn)報告與總結(jié) 1、測量A、B、C、D、E點、及三極管各極對地電壓，并判斷其工作狀態(tài)D203接收到紅外線狀態(tài)下斷開S1的1腳與R1的連接時ABCDEABCDE三極管UEUBUC工作狀態(tài)UEUBUC工作狀態(tài)Q2Q32

25、、分析以下故障原因（1）正常狀態(tài)下、與斷開S1的1腳與R1的連接，分別測A點的電位，有明顯變化，但U1的2腳輸出（C點）為低電平。（2）U1的2腳輸出（C點）為高電平，但蜂鳴片沒聲音。（3）U1的2腳輸出（C點）為低電平，在C點，C9兩端加3V電壓時，蜂鳴片發(fā)出正常的警報聲。4、 根據(jù)下圖，簡單寫出 紅外熱釋報警電路 電路的工作原理。實訓(xùn)項目三 帶顯示搶答器的制作（18學(xué)時）一、實訓(xùn)目的1、提高Altuim Designerl軟件的應(yīng)用技能與技巧。2、掌握數(shù)字顯示搶答器的電路原理及裝配工藝、調(diào)試方法。3、了解并掌握自鎖電路和反饋電路在電路設(shè)計中的重要性。4、掌握集成電路CD4511及數(shù)碼管的工

26、作原理及使用方法。二、實訓(xùn)儀器及設(shè)備1、萬用表、示波器 4、熱轉(zhuǎn)印機2、電烙鐵 5、腐蝕槽、腐蝕劑3、激光打印機 6、臺鉆三、電路工作原理數(shù)碼管及顯示譯碼器CD4511的引腳排列如P72圖4.2和圖4.3所示。實訓(xùn)電路圖如P72圖4.4所示。當(dāng)S1S8任意一個按下，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的按鍵值，即S1按下顯示1，S2按下顯示2，依此類推，S8按下顯示8.搶答器要求當(dāng)任何一組搶答，其余組再按下，均不起作用。一輪搶答結(jié)束后，用S9清零，數(shù)碼管顯示0，即可進行下一輪搶答。S1S8為8路搶答輸入，D1D12為輸入譯碼電路，將輸入的8路信號譯碼為CD4511能夠接收的四位二進行制碼。即當(dāng)S1按下時，CD451

27、1的輸入端DCBA0001；S2按下時，DCBA=0010;依此類推，S8按下時，DCBA=1000。CD4511的LE端為數(shù)據(jù)輸入允許端，當(dāng)LE為高電平輸入數(shù)據(jù)ABCD無效，當(dāng)LE為低電平時數(shù)據(jù)ABCD輸入芯片中經(jīng)譯碼輸出；BI端為數(shù)據(jù)消隱輸入端，當(dāng)BI為低電平時輸出端A-G全部為低電平，即數(shù)碼管不亮，當(dāng)BI為高電平時，輸出端為正常譯碼輸出；LT端為燈測試端，當(dāng)LT為低電平時，輸出AG全為高電平，即數(shù)碼管顯示為8，當(dāng)LT為高電平時，輸出為正常譯碼，在本電路中，我們不使用燈測試功能，所以LT端接高電平。四、核心元件、電路相關(guān)知識1、CD4511CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極 LED （數(shù)碼管

28、）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。CD4511 是一片 CMOS BCD鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動器，引腳排列如圖 2 所示。其中a b c d 為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時， B1端應(yīng)加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過十進制數(shù)9(1001)時，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端

29、，高電平時鎖存，低電平時傳輸數(shù)據(jù)。ag是 7 段輸出，可驅(qū)動共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時，a段消隱；顯示數(shù)“9”時，d段消隱，所以顯示6、9這兩個數(shù)時，字形不太美觀 圖3是 CD4511和CD4518配合而成一位計數(shù)顯示電路，若要多位計數(shù)，只需將計數(shù)器級聯(lián)，每級輸出接一只 CD4511 和 LED 數(shù)碼管即可。所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。限流電阻要根據(jù)電源電壓來選取，電源電壓5V時可使用300的限流電阻。 CD4511引腳圖如右圖所示。其功能介紹如下： BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何

30、，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有2、數(shù)碼管五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 1、PCB設(shè)計注意：在畫原理圖時，七段共陰數(shù)碼管的元件改用DPY_7-SEG_DP，IC1的ABCDEFG分別對應(yīng)連到數(shù)碼管的abcdefg

31、腳，數(shù)碼管的3和8腳接地，5腳懸空不接。三極管Q1的封裝作用注意：原理圖里B、C、E三極引腳號分別是1、2、3，而PCB里的封裝把1腳和2腳的位置調(diào)轉(zhuǎn)了，對應(yīng)的封裝引腳應(yīng)作相應(yīng)修改。（1）板規(guī)格：145MM*95MM（2）線寬設(shè)置：地線1.5MM;電源線及其它信號線1MM.（3）敷銅前安全線距設(shè)置：1MM。（4）布局要求：1）總體按原理圖信號流向，從左至右，從上至下布局，疏密均勻，以減少交叉線，提高電路性能，方便維護。2）電源接線端子靠板邊放置，以方便對外接線。3）數(shù)碼管應(yīng)放在顯眼的位置。 4) 按鍵放置是應(yīng)考慮到操作方便，而按編號順序整齊布局，操作區(qū)、顯示區(qū)、電路信號處理區(qū)等，布局上功能分明

32、。（5）在滿足以上要求的前提下，元件布局要整齊美觀。（6）元件編號、參數(shù)等標(biāo)注也要放置整齊。水平方向統(tǒng)一放在元件的上方（或者下方）；垂直方向統(tǒng)一放在元件的左邊（或右邊）。2、PCB制作PCB圖檢查、打印前準備、打印、熱轉(zhuǎn)印前準備、熱轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、清洗板、涂松香水3、檢測、裝配（1）檢測所有元器件及PCB板，均達到良好無誤，待裝配。（2）裝配：按電子產(chǎn)品工藝技術(shù)規(guī)則要求進行裝配、插接。（3）檢查：如裝配無誤，則不需過多調(diào)試就可以正常工作。若不能正常工作，將D13、D14斷開看能否顯示，若能則說明問題出反饋鎖存電路上，若仍不能正常顯示檢查CD4511的電源是否正常。4、調(diào)試與參數(shù)測試簡述 八路

33、數(shù)顯搶答器 調(diào)試、檢測步驟。六、實訓(xùn)報告與總結(jié) 1、按鍵S9按住不放時，CD4511的3腳電位 ；4腳電位 ；5腳電位 。 2、搶答狀態(tài)下，CD4511的3腳電位 ；4腳電位 ；5腳電位 。 3、簡述按鍵S9，及CD4511的3、4、5腳的作用。 4、簡述三極管Q1的作用。5、分析以下故障原因（1）按下按鍵S2時，CD4511的6-2-1-7腳電平DCBA=0010，但數(shù)碼管沒顯示。（2）按下按鍵S2時，數(shù)碼管顯示卻為數(shù)字“3”。（3）按下各按鍵時，數(shù)碼管顯示數(shù)字正常，但不能鎖定。6、根據(jù)下圖，簡單寫出 八路數(shù)顯搶答器 電路的工作原理。實訓(xùn)項目四 音頻功率放大器的制作（18學(xué)時）一、實訓(xùn)目的1

34、、學(xué)習(xí)并初步掌握音頻功率放大器的設(shè)計、裝配工藝、調(diào)試方法。2、學(xué)習(xí)音頻電路PCB布局、布線、元器件安裝與焊接的工藝要求及技巧。3、掌握音頻功率放大器的各項主要性能及指標(biāo)調(diào)試方法。4、熟悉集成運放LM741、TDA2030的工作原理及典型應(yīng)用。二、實訓(xùn)儀器及設(shè)備1、萬用表、示波器 4、熱轉(zhuǎn)印機2、電烙鐵 5、腐蝕槽、腐蝕劑3、激光打印機 6、臺鉆三、電路工作原理 音頻功率放大器也稱為擴音機，它是有前置放大器、功率放大器和直流電源等3部分組成，擴音機組成框圖如圖P58圖3.9所示。圖3.9輸入信號經(jīng)過前置放大的選擇、均衡、混合、放大，調(diào)整到適當(dāng)?shù)碾娖?，?jīng)功率放大器加以放大，等到足夠的功率去推動揚聲

35、器。電源部分為前置放大和功率放大器提供直流電源。前置放大一般包含前置放大器、混頻放大和推動級。其作用是由前置放大器（分為話筒放大器、拾音放大器、線路放大器等）分別將話筒、收錄機和其它線路輸出的微弱音頻信號進行放大后送混合放大部分一起進行放大。在混合放大部分裝有各種音量調(diào)節(jié)器，用于控制各種音量。推動級的任務(wù)主要是給功率放大器提供足夠大的激勵信號。在P58圖3.10中，前置放大部分采用集成運放LM741完成。功率放大器主要是對前級輸出的信號進行功率放大，在輸出信號的非線性失真盡可能小的情況下，為揚聲器提供盡可能大的輸出功率。在圖3.10中，功率放大器采用集成功放TDA2030完成。直流電源為各部分

36、電路提供直流電壓。本實訓(xùn)中電源電路采用由三端穩(wěn)壓器構(gòu)成的集成穩(wěn)壓電源，具體電源電路如圖3.11所示。圖中使用W7815和W7915為擴音機提供正負15V電源。四、核心元件、電路相關(guān)知識NE5532NE5532/SE5532/SA5532/NE5532A/SE5532A/SA5532A是一種雙運放高性能低噪聲運算放大器。相比較大多數(shù)標(biāo)準運算放大器，如1458，它顯示出更好的噪聲性能，提高輸出驅(qū)動能力和相當(dāng)高的小信號和電源帶寬。這使該器件特別適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備，儀器和控制電路和電話通道放大器。如果噪音非常最重要的，因此建議使用5532A版，因為它能保證噪聲電壓指標(biāo)。 NE5532特點：

37、 小信號帶寬：10MHZ 輸出驅(qū)動能力：600，10V有效值 輸入噪聲電壓：5nV/Hz(典型值) 直流電壓增益：50000 交流電壓增益：2200-10KHZ 功率帶寬：140KHZ 轉(zhuǎn)換速率： 9V/s 大的電源電壓范圍：±3V-±20V 單位增益補償 NE5532引腳圖：TDA2030A是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。并具有內(nèi)部保護電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等

38、均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。特點：1.外接元件非常少。2.輸出功率大，Po=18W(RL=4)。3.采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。4.開機沖擊極小。5.內(nèi)含各種保護電路，因此工作安全可靠。主要保護電路有：短路保護、熱保護、地線偶然開路、電源極性反接（Vsmax=12V）以及負載泄放電壓反沖等。 6.TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8阻抗時能夠輸出16W的有效功率，THD0.1%。無疑，用它來做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功放再合適不過了使用注意事項1.TDA2

39、030A具有負載泄放電壓反沖保護電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，二極管限壓（5腳因為任何原因產(chǎn)生了高壓，一般是喇叭的線圈電感作用，使電壓等于電源的電壓）以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。2.熱保護：限熱保護有以下優(yōu)點，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長時間的），或者環(huán)境溫度超過時均起保護作用。3.與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)。萬一結(jié)溫超過時，也不會對器件有所損害，如果發(fā)生這種情況，Po=（當(dāng)然還有Ptot）和Io就被減少。4.印刷電路板設(shè)計時必須較好的考慮地線與輸出的去耦，因為這些線路有大的電流通過。5.裝配時散熱片與之間不需要

40、絕緣，引線長度應(yīng)盡可能短，焊接溫度不得超過260，12秒。6.雖然TDA2030A所需的元件很少，但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。 典型應(yīng)用電路：五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟1、PCB設(shè)計（1）板規(guī)格：90MM*55MM（2）線寬設(shè)置：地線1.5-2MM;電源線1.5MM,及其它信號線1MM.（3）敷銅前安全線距設(shè)置：0.8MM。（4）布局要求： 技巧與提高：先放置集成芯片，然后按就近原則，放置其周邊元件，在保證適當(dāng)距離的情況下，與芯片直接相連的元件離芯片越近越好。注意：所謂就近原則是指，元件引腳與芯片對應(yīng)相連的引腳靠近。1）總體按原理圖信號流向，從左至右，從上至下布局，疏密均勻，以減少交叉線，提高

41、電路性能，方便維護。2）電源與信號、輸入與輸出功能布局要分明。3）電源、音頻輸入民輸出等接線端子靠板邊放置，以方便對外接線。4）音量調(diào)節(jié)電位器靠板邊放置。（5）在滿足以上要求的前提下，元件布局要整齊美觀。（6）元件編號、參數(shù)等標(biāo)注也要放置整齊。水平方向統(tǒng)一放在元件的上方（或者下方）；垂直方向統(tǒng)一放在元件的左邊（或右邊）。（7）布線要求：1）布線應(yīng)簡短，少彎折。2）電源線和信號線，保證足夠距離。3）地線應(yīng)按功能區(qū)域（電源、信號輸入與輸出等）劃分，采用單點接地。2、PCB制作PCB圖檢查、打印前準備、打印、熱轉(zhuǎn)印前準備、熱轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、清洗板、涂松香水3、檢測、裝配（1）檢測所有元器件及PCB

42、板，均達到良好無誤，待裝配。（2）裝配：按電子產(chǎn)品工藝技術(shù)規(guī)則要求進行裝配、插接。（3）檢查：如裝配無誤，則不需過多調(diào)試就可以正常工作。若不能正常工作，將D13、D14斷開看能否顯示，若能則說明問題出反饋鎖存電路上，若仍不能正常顯示檢查CD4511的電源是否正常。4、調(diào)試與參數(shù)測試 電路的調(diào)試過程一般先分級調(diào)試，最后進行整機調(diào)試和性能指標(biāo)的調(diào)試。分級調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。調(diào)試過程中，可先用電阻器代替揚聲器。 靜態(tài)調(diào)試時，將輸入端對地短路，用萬用表測試電路中各點的直流電位，與理論值進行比較，判斷電路中各元器件是否正常工作。 動態(tài)調(diào)試時，在電路信號輸入端輸入適當(dāng)信號，用示波器觀測各級電路的

43、輸出波形及工作情況。單級調(diào)試后，可進行級聯(lián)調(diào)試。將前級的輸出信號作為后級的輸入信號進行調(diào)試。此時應(yīng)注意級間的相互影響。 擴音機電路的主要性能指標(biāo)有：最大不失真輸出功率、頻率響應(yīng)、輸入靈敏度等。各參數(shù)的測試方法如下： （1）最大不失真輸出功率 用音頻信號發(fā)生器提供頻率為1kHz的正弦信號加在擴音機的輸入端。用8/10W的負載代替揚聲器。加大輸入信號幅度，用示波器觀測輸出，使輸出達到最大不失真輸出，此時輸出電壓為最大不失真輸出電壓。設(shè)最大不失真輸出電壓為Vo，負載為RL,則最大不失真輸出功率Po為：PoVo/2RL （2）頻率響應(yīng) 放大器的電壓增益相對于中頻（1kHz）的電壓增益下降3dB，此時所

44、對應(yīng)的低音頻率f1和高音頻率f2，稱為放大器的頻率響應(yīng)。 測試時，先調(diào)整音量電位器為適中，話筒輸入先輸入20mV，1kHz的正弦交流信號，用電壓表測出電壓值 ，再保持輸入電壓幅值不變，改變輸入信號的頻率，測出對應(yīng)的f1、f2的值。 （3）輸入靈敏度 擴音器在輸出額定功率時所需輸入電壓的有效值即為輸入靈敏度。測量時，將輸入信號由零開始增大，直到輸出電壓達到額定功率所需的電壓值，此時對應(yīng)的輸入電壓值，即為輸入靈敏度。實訓(xùn)項目五 函數(shù)信號發(fā)生器的制作（18學(xué)時）一、實訓(xùn)目的1、學(xué)習(xí)并初步掌握函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計、裝配工藝、調(diào)試方法。2、學(xué)習(xí)函數(shù)信號發(fā)生器電路PCB布局、布線、元器件安裝與焊接的工藝要求及技巧。3、掌握函數(shù)信號發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。4、熟悉單片函數(shù)信號發(fā)生器的專用集成芯片TCL8030的特性和應(yīng)用。二、實訓(xùn)儀器及設(shè)備1、萬用表、示波器 4、熱轉(zhuǎn)印機2、電烙鐵 5、腐蝕槽、腐蝕劑3、激光打印機 6、臺鉆三、電路工作原理由TCL8030組成的函數(shù)信號發(fā)生器如圖3.18所示。該電路可同時輸