電子通信實訓課程設計實驗報告

1、實踐 創(chuàng)新 努力 奮斗電子通信實訓課程設計實驗報告專業(yè)班級：姓名：學號：組員：學號：指導老師：日期：13實驗報告一、 焊接、組裝、調(diào)試數(shù)字萬用表的經(jīng)驗、教訓和體會1、安裝工藝DT830B由機殼塑料件（包括上下蓋，旋鈕），印制板不見包括插口，液晶屏及表筆等組成，組裝成功的關鍵是裝配印制板部件，整機安裝流程如下所示：PCB裝配檢查安裝液晶屏 裝入上蓋裝電池調(diào)試檢查裝下蓋安裝旋轉(zhuǎn)開關（1） 拿到元器件，首先對照元件清單進行檢查，看是否缺少元件。（2） 用萬用表測量每個電阻的阻值大小并編號整理。（3） 對其他元件也進行編號整理。（4） 首先焊接臥式電阻，在焊接立式電阻，然后焊接電容，最后焊接其他元件。

2、（5） 安裝液晶屏，面殼平面向下置于桌面，從旋轉(zhuǎn)圓孔兩邊墊起5cm，將液晶屏放入面殼窗口內(nèi)，白面向上，方向標記在右方.f放入液晶屏支架，平面向下，用鑷子把導電膠條放入支架兩橫槽中，注意保持導電膠條的清潔。（6） 安裝旋鈕時 V型簧片裝在旋鈕上，共六個，簧片易變形，用力要輕，簧片一定要對準定位片，裝完簧片把旋鈕翻面，將兩個小鋼珠放入兩個小彈簧中，注意蘸上凡士林，再把裝好的彈簧的旋鈕按照正確的方向放入表殼。（7） 固定印制板時，要將印制板對準位置裝入表殼，注意安裝螺釘之后在安裝保險管，并用三個螺絲釘緊固，最后裝上保險管和電池，轉(zhuǎn)動旋鈕，液晶屏正常顯示。（8） 裝上電池，蓋上后蓋，組裝完成。2、校準

3、檢測原理：以集成電路7106為核心構(gòu)成的數(shù)字萬用表的基本量程為200mv檔，其他量程和功能均通過相應轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)為基本量程，使用該儀器注意：該儀器dcv100mv檔作為校準電壓源，內(nèi)部電壓基準和運放調(diào)整，并用高檔儀表校準。在裝后蓋前將轉(zhuǎn)換開關置于20mv電壓檔，插入表筆，將筆測量端接校測儀的dcv100mv插孔，調(diào)節(jié)萬用表電位器，使表顯示99.9100.1mV即可。檢測：將待測萬用表置于校測儀相對應檔位，檢查顯示結(jié)果。3、注意事項（1）電阻測量要準確，電阻一但接錯將很難排除。（2）液晶屏安裝時一定要注意方向以及導電膠的放置。（3）旋鈕安裝時，v型簧片一定要放在定位槽上。4、經(jīng)驗教訓和體會在組裝這

4、個萬用表時，都是憑感覺在組裝，沒有看實驗書和指導書，導致在安裝完成后沒有準確的示數(shù)，后來檢查發(fā)現(xiàn)是液晶屏防范導致，排除故障后，發(fā)現(xiàn)開關的方向是反的，且示數(shù)不準確，開始一直找不到問題所在，在仔細看了實驗書和指導書后，發(fā)現(xiàn)是v型簧片放置方法錯誤，沒有放到定位槽上所致，在重新安裝后，測試一切正常?？傮w來說，本次組裝萬用表很成功，對組裝過程中由于沒有仔細閱讀指導書造成的一點點小麻煩感到不是很滿意，以后還要多多注意；看著自己親手組裝的萬用表能正常工作那是相當高興，以前覺得萬用表很神奇，這次自己組裝后發(fā)現(xiàn)原來只這么一回事，還是很簡單的，對萬用表有了一個更好的理解。2、 焊接、組裝、調(diào)試收音機的經(jīng)驗、教訓和

5、體會1、安裝工藝需求：在動手焊接前用萬用表將各元器件測量一下，做到心中有數(shù)。（1） 拿到組裝元件首先是清點元器件，查看是否缺少元件，測量電阻阻值并編號放置。（2） 仔細閱讀實驗書和指導書以及裝配說明書，標記需要注意的地方。（3） 安裝時首先安裝低矮的耐熱元件，再安裝大一點的元件，最后安裝怕熱元件。（4） 安裝電阻時，根據(jù)不同需求安裝為臥式或是立式電阻。（5） 安裝中周時中周外殼必須可靠接地。（6） 安裝電容和三極管時。各高度不能超過中周高度。（7） 耳機的插座焊接的速度一定要快，以免焊壞插座的塑料部分而導致接觸不良。（8） 磁棒線圈的四根引線頭可以直接用電烙鐵配合松香焊錫絲來回摩擦可自動上錫。

6、2、注意事項（1）電阻安裝時，阻值不能搞錯，立式電阻的高度要一致且不能超過中周高度。（2）安裝變壓器時，線圈骨架上有凸點標記為初級，對應印制板上的標記，安裝時不可裝反。（3）磁棒線圈的四根銅絲線由于上面有漆，安裝前要注意打磨，a、b、c、d的順序也不可以搞錯。3、調(diào)試和總裝 調(diào)試：測量電流，電位器開關關掉，裝上電池表筆跨接在電位器開關的兩端，若電流指示小于mA，則說明可以通電，將電位器開關打開，用萬用表分別一次測量D.C.B.A四個電流缺口，若被測量的數(shù)字在規(guī)定的參考值范圍左右即可將這四個點一次連通，再把音量開到最大，調(diào)雙連拔盤即可以收到臺 總裝：在安裝電路板時注意把喇叭及電池引線埋在比較隱蔽

7、的地方，并不要影響調(diào)諧拔盤的旋鈕和避開螺絲釘樁子，電路板挪位后在上螺絲固定。4、經(jīng)驗教訓和體會焊接元件對我來說都是比較簡單的了，沒有花很長時間久焊接完畢，但是很焊接完成后，調(diào)試時卻沒有聲音，電源燈確實是亮的，對比班上唯一一個做好的同學的作品，一個一個的排查，發(fā)現(xiàn)原來是A、B、C、D四點的沒有連接上，重新敢接后本以為會有聲音的，但是還是沒有，這下就很納悶了，于是就排查看是不是有虛焊或是短接的地方。又對比同學的看了一下，發(fā)現(xiàn)完全一樣，于是懷疑是不是中周的問題，稍微調(diào)試了一下還是沒有得到聲音，結(jié)果一段時間思考后，想到磁棒線圈的細銅絲沒有打磨，抱著試一試的心態(tài)重新打磨一下然后敢接調(diào)試，終于出來了聲音，

8、很是高興；當時焊接磁棒線圈的時候以為烙鐵的高溫可以融化銅絲周圍的漆，看來事實不是我想象的那樣，以后還得注意；同伴的其他同學的問題和我的一樣，我就把我的經(jīng)驗告訴他們，讓他們也試著去打磨一下銅絲，他們聽取建議后都調(diào)試都聲音了；經(jīng)過一些簡單調(diào)試，我做的收音機可以成功收到五個臺，其中三個臺非常清晰，我想這個收音機估計遠遠不只收到五個臺，以后還有待調(diào)試。三、直流數(shù)字電流表的設計摘 要：數(shù)字電壓表是諸多數(shù)字化儀表的核心與基礎。以數(shù)字電壓表為核心擴展成的各種數(shù)字化儀表幾乎覆蓋了電子電工測量、工業(yè)測量、自動化系統(tǒng)等各個領域。本設計采用CMOS集成電路芯片ICL7106來進行A/D轉(zhuǎn)換，屬于雙積分型直流數(shù)字電壓

9、表。該數(shù)字電壓表采用LCD顯示，除具有一般數(shù)字電壓表讀數(shù)直觀準確、測量速度快、輸入阻抗大、測量范圍寬之外，還具有讀數(shù)保持的功能。電路特點是成本低，簡單，體積小，安全性好，可擴展性強。1、數(shù)字電壓表原理框圖一般數(shù)字電壓表的組成框圖如圖（1）所示。輸入電路一般由分壓電路、具有高輸入阻抗的源極跟隨器和放大電路組成，其作用是對量程進行擴展和阻抗變換等；A/D轉(zhuǎn)換器將被測電壓轉(zhuǎn)換成與之成比例的數(shù)字量；計數(shù)器完成對數(shù)字量的累計；顯示電路作用是對計數(shù)結(jié)果進行寄存、譯碼并驅(qū)動顯示器顯示測量結(jié)果。隨著集成電路技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有多種專用的A/D轉(zhuǎn)換芯片，如本設計中采用的ICL7106，這些集成芯片往往具有A/D

10、轉(zhuǎn)換、計數(shù)、邏輯控制等多項功能，因此只需少量的外圍電路即可構(gòu)成數(shù)字電壓表。 圖（1）2、單元電路設計2.1雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7106（1）雙積分式A/D轉(zhuǎn)換的基本原理所謂雙積分就是在一個測量周期內(nèi)要進行兩次積分：首先，對被測電壓進行定時積分，然后對基準電壓進行定值積分。通過兩次積分比較，將變換成與之成正比的時間間隔；然后，在這個時間間隔內(nèi)對固定頻率的時鐘脈沖計數(shù)，計數(shù)的結(jié)果正比于被測電壓的數(shù)字量。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的組成框圖和積分電路的波形如圖（2）所示。 （a） (b) 圖（2）兩次積分的過程如下：1）對被測電壓定時積分設t=時，開關接通被測電壓，積分器對進行正向積分其輸出電壓線性

11、上升，一旦0，則過零比較器翻轉(zhuǎn)，輸出從低電平跳到高電平，打開閘門，時鐘脈沖進入計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)過預定時間或達到計數(shù)器預置的數(shù)后，在計數(shù)器溢出（即t=）時，產(chǎn)生溢出脈沖，該溢出脈沖通過邏輯控制電路使開關接通基準電壓，則定時積分階段結(jié)束。定時積分結(jié)束時積分器的輸出電壓 （1） 式中，為計數(shù)脈沖的頻率，為計數(shù)器的預置數(shù)。2）對基準電壓定值積分設t=時，開關接通基準電壓。積分器對做反向積分，其輸出電壓線性下降。當下降到0（即t=）時，過零比較器再次翻轉(zhuǎn)，輸出從高電平跳到低電平，閘門關閉，停止計數(shù)，邏輯控制電路是開關閉合，積分電容C快速放電，積分器恢復到零狀態(tài)，則定值積分階段結(jié)束。定值積分結(jié)束時積分器的輸

12、出電壓為 （2） 式中，為定值積分的時間，可以通過計數(shù)器累計的時鐘脈沖來計算，即 =/ （3）將其代入式（2）得 （4）由式（1）和式（4）得 （5） 可見，只要適當選擇/的比值，被測電壓的值就可直接以計數(shù)值來表示。（2）ICL7106芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 ICL7106是CMOS大規(guī)模集成電路芯片，它將模擬電路與數(shù)字電路集成在一個有40個功能端的電路內(nèi)，所以只需外接少量元器件就可組成一個31/2位數(shù)字電壓表。若接上各種轉(zhuǎn)換器就可構(gòu)成各種數(shù)字式測量儀表。 ICL7106的原理圖及功能引腳功能如圖3所示。圖中，驅(qū)動電路由多個異或門構(gòu)成，可直接驅(qū)動液晶顯示器；a1g1、a2g2、a3g3分別為個

13、位、十位和百位的筆段驅(qū)動端；bc4接千位“1”字的b、c段；PM為負極行指示輸出，接千位的g段，當PM為負值時，顯示負號；BP端輸出50Hz方波信號，驅(qū)動液晶顯示器的背面公共電極；、為基準電壓輸入端；為基準電容端；COM為模擬信號公共端；INT為積分輸出端，接積分電容；BUF為緩沖器輸出端，接積分電阻；AZ為積分器和比較器的反向輸入端，接自校零電容；TEST為數(shù)字邏輯地端，此外，還用來測試顯示器的筆段。、為電源正負極，單電源供電，通常接+9V。 為模擬信號輸入端。為時鐘振蕩器的引出端，主振頻率由外接的值決定，即 =0.45/ （6）ICL7106計數(shù)器的時鐘脈沖是主振頻率經(jīng)4分頻得到的，由式（

14、6）可得 （7）設ICL7106一次A/D轉(zhuǎn)換所需時鐘脈沖的總數(shù)為N，則一次轉(zhuǎn)換所需時間 T=N/=4N/ （8）圖（3）-a ICL7106的引腳圖 圖（3）-b ICL7106的原理圖2.2 輸入電路一般電子電壓表中，輸入電路采用高輸入阻抗的場效應管跟隨器或三極管陰極跟隨器以提高電壓表輸入阻抗，后接放大器以提高電壓表靈敏度。測量高直流電壓時，輸入端接入由電阻網(wǎng)絡組成的分壓電路。由于本設計采用了ICL7106來進行A/D轉(zhuǎn)換，且ICL7106輸入阻抗很大，所以輸入電路部分不需采用源極跟隨器來提高輸入阻抗，電壓表的輸入阻抗將由電阻衰減網(wǎng)絡決定。輸入電路部分原理圖如圖（4）所示組成的電阻衰減網(wǎng)絡

15、及開關實現(xiàn)量程的手動轉(zhuǎn)換，各擋量程分別為200mV、2V、20V、200V和1000V，其中200mV為基本量程，電壓表的輸入阻抗。ICL7106輸入端的最大允許輸入電壓不得大于電源電壓（9V），否則芯片很容易被損壞。為了防止用低壓擋去測高壓的誤動作，分壓電路后還需增加過壓保護電路。本設計采取了雙重保護措施。圖中為限流電阻。熔斷絲起過載保護作用。兩只二極管與電容起過壓保護作用。R19MR2900KR390KR49KR51KF1Fuse 1R61MD1D2C10.01ufVi+Vi-S1ICL7106IN+IN-COM2.3 ICL7106外圍電路2.3.1 振蕩電路ICL7106的振蕩電路有三

16、種設計方案：（1） 在38、39、40腳之間接入RC網(wǎng)絡。如圖（5）-a所示。其特點外圍電路成本低，頻率穩(wěn)定度較差。（2） 在39腳與40腳之間外接入一只石英晶體JT，構(gòu)成晶振電路，如圖（5）-b所示，其特點是頻率穩(wěn)定度和準確度都很高，但電路成本高，一般用于精密測量。 （3） 將外部時鐘頻率接至 第40腳，可選1648kHz、幅度為5的方波。在使用多片ICL7106時，采用外時鐘輸入方式，不僅可以簡化總體設計，還能實現(xiàn)同步。電路如圖（5）-c所示。圖（5）-a 圖（5）-b 圖（5）-c 本設計采用第一種方案，即振蕩器由ICL7106內(nèi)部的兩個反相器與外部的阻容元件R、C構(gòu)成。設ICL7106

17、進行一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時鐘脈沖總數(shù)為4000，而測量速率為2.5次/s（即一次轉(zhuǎn)換所需時間T=0.4s），則時鐘脈沖頻率由式（8）可得 由式（7）可得主振頻率 則由式（6）可計算出R、C的值。取表1列出了幾種常用的振蕩器阻容元件的選擇方案。 測量速率（次/s）R(k)C(pF)(s)5621207.4153100100104820.82.51201001240255622015605128.61662.5 表1 時鐘振蕩器阻容元件的選擇 2.3.2 基準電壓電路 ICL7106內(nèi)部有一個簡易基準電壓源，可提供一個左右的基準電壓源。利用分壓電阻可從中獲取基準電壓，電路如圖（6）所示，其中，RP

18、為精密多圈電位器，通過對它的調(diào)節(jié)可獲得準確的基準電壓值。數(shù)字電壓表的基本量程為200mV，所以多圈電位器選用。若需將基本量程改裝成2V，應改變基準電壓分壓電阻RP、自動調(diào)零電容和積分電阻的值2。ICL7106VREF+VREF-COMVDDVEEVDD 圖（6）當對基準電壓精確度和穩(wěn)定度要求較高時，可采用外部基準電壓源2。2.3.3 積分電路部分積分元器件、及自動校零電容的取值分別為。2.4 顯示部分2.4.1 位液晶顯示器液晶顯示器是上世紀60年代末出現(xiàn)的一種顯示器件。其主要特點是本身不發(fā)光，只能反射或透射外界光線，亮暗對比度可達100：1；驅(qū)動電壓低（一般為36V），驅(qū)動電流低（幾微安），

19、功耗極低（幾至幾十微瓦），可用CMOS、TTL電路直接驅(qū)動；必須采用交流電壓驅(qū)動，頻率為30100Hz.目前，本設計采用向列型液晶顯示器，并且通過導電橡膠條與驅(qū)動電路相連。當液晶顯示器的筆段電極（ag）與背電極（BP）呈等電位時，液晶不顯示（消隱）；當二者存在一定的電位差時，液晶就顯示。通常是把兩個頻率與幅度相同而相位相反、占空比為50%的方波電壓，分別加至某個筆段引出端與BP端之間，利用二者的電位差來驅(qū)動該筆段發(fā)光。ICL7106內(nèi)部采用異或門來驅(qū)動LCD。電壓的數(shù)字量經(jīng)譯碼后作為異或門的一個輸入，BP端的信號作為另一個輸入，同時BP還與LCD背電極相連。這樣譯碼信號就可控制異或門驅(qū)動器輸出

20、方波的相位，在LCD某筆段電極與背電極之間加上兩個頻率與幅度相同而相位相反、占空比為50%的方波電壓，從而在液晶顯示器上顯示所要顯示的數(shù)字。 2.4.2 小數(shù)點驅(qū)動電路ICL7106內(nèi)部有異或門電路，可以直接驅(qū)動位LCD數(shù)字顯示器。但LCD上的小數(shù)點（）的顯示需另加異或門驅(qū)動電路，如圖（7）所示。開關與量程選擇開關相連，以控制所要顯示的小數(shù)點。驅(qū)動顯示原理同液晶顯示器上的數(shù)字顯示。 R101M_.R111MR121M.LCD±³µç¼«3214651098VDDS2ICL7106TEST . . .BP 圖（7）2.5 讀數(shù)保持功能電

21、路 ICL7106的時鐘振蕩器是由兩個反相器、與外部阻容元件構(gòu)成的。ICL7106的第40 引腳（）接反相器的輸入端，如果在測量過程中用一根導線將40腳與第37腳（測試端TEST）短路，那么的輸入端就接上了固定的電平數(shù)字地，振蕩器立刻停振，進而使分頻器、計數(shù)器、A/D轉(zhuǎn)換器全部停止工作。顯然，分頻器停止工作后，液晶顯示器背電極（BP）上的方波電壓隨之消失。此外，由于不再產(chǎn)生新的計數(shù)脈沖，計數(shù)器則保持原計數(shù)狀態(tài)不變。因此，每個筆段譯碼器所輸出的電平也保持不變，即短路之前為高電平的仍為高電平。再經(jīng)過異或門驅(qū)動器，所顯示的筆段以及構(gòu)成的字形也不變。也就是說，即使被測電壓仍加在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，也不會改變原來的顯示值。這樣，就可使數(shù)字電壓表具有讀數(shù)保持功能。電路圖如圖（8）所示。 LCDÏ