電子線路設計與仿真教程綜合實驗報告..

1、電子線路設計與仿真教程綜合實驗報告1. 實驗目的：1.1.熟悉電路板的制作過程；1.2.掌握Proteus的使用1.3. 對一般常用電子器件的識別和測量；1.4. 掌握電烙鐵的使用及電路的焊接工藝；1.5. 掌握電路圖的分析方法1.6. 掌握簡單電子線路的調(diào)試技巧和方法。2. 實驗設備及器材手電鉆，電烙鐵，曝光機，斜口鉗，感光敷銅板，顯影劑氯化鐵溶液，焊錫，電子元器件（具體見清單），萬用表，示波器。3. 實驗內(nèi)容3.1.Proteus學習3.1.1Proteus簡介Proteus是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一款軟件。Proteus是將設計流程、集成化PCB設計、可編程器件（如FPGA）設計和

2、基于處理器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的軟件，一種同時進行PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案，具有將設計方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。3.1.2Proteus的原理圖繪制在此僅以RC振蕩電路的整個制版流程為例進行說明。首先進入到proteus繪制界面，如下圖所示。點擊左邊菜單欄的圖標即可進入到相應的原理圖繪制模式。然后再點擊旁邊的巴圖標代表選擇相關元件放置。屆時將進去到下圖右所示的界面當中。EMilD-KMsscrallie魚MtToas怙丁1測'加zCt»:innTeroieHeb同ikii至+乩速9?hlSillVI?I掀IM朗1*以電阻為例，在

3、上圖右邊界面中關鍵詞處輸入“電阻”，下;拉框中即會出現(xiàn)各種型號的電阻。然后我們選擇相應的型號即EE此過程中的一些快捷方式，如下表所示：快捷鍵用途快捷鍵用途Ctrl+s打開關閉磁吸磁吸用于對準一些點的，如引腳等等：x打開關閉定位坐標顯示個大十字射線PageDown或不同圖幅之間+-旋轉(zhuǎn)“PageUp的切換R刷新Ctrl+畫線可以劃曲線Ctrl+pgup最頂層Ctrl+Pgdn最底層Pgup改變圖層Pgdn改變圖層u撤銷鍵o重新設置原點將鼠標指向的點設為原點G柵格開關柵格網(wǎng)格Ctrl+Fl柵格寬度0.1mm顯示柵格為0.1mm，在pcb的時候很有用m顯示單位切換mm和th之間的單位切換，在右下角顯

4、示F8全部顯示當前工作區(qū)全部顯示F2柵格威0.5mm顯示柵格為0.5mm，在pcb的時候很有用F6放大以鼠標為中心放大F7縮小以鼠標為中心縮小F42.5mm顯示柵格為F3柵格威1mm顯示柵格為1mm,在pcb的時候很有用：柵格威F5重定位中心BAT1I5vZTX1056ArvcvldFC1t47uR333kR1300Q1ZTX1056A原理圖繪制成功以后得到的圖形：14C247uF如果點擊運行鍵，原理圖已經(jīng)正常運行則說明原理圖是正確連接的313protel的PCB圖繪制A.1、繪制原理圖2、元件編號3、電路規(guī)則檢查4、創(chuàng)建網(wǎng)絡表5、新建PCB文件6、裝載封裝元件庫7、裝載網(wǎng)絡表8、放置封裝元件

5、9、設置PCB板參數(shù)10、修改移動步長11、元件布局12、規(guī)劃PCB板布線規(guī)則13 、自動布線14 、手工調(diào)整導線15、導出PCB文件。B.成功繪制完成原理圖之后，接下來就是PCB板的繪制了。點擊原理圖繪制界面的曙圖標即可進入到相應的PCB板繪制界面如下圖所示：由于在原理圖中各個元件的引腳已經(jīng)連接好了，因此在進入繪板的界面當中各個元件之間會有一定的連接，我們只需要按照這種指示連接起來即可。另外可以點擊自動布線圖標攵，然后再將比較亂的線刪掉按照自己的想法布置。如果連接沒有出錯的的話得到的效果圖應該如下圖所示：KKK0JA322121110CtrcnuI222*12'3+C在繪制PCB板的

6、過程當中是會遇到一些問題的。在此將其總結(jié)如下并將相應的解決辦法進行說明。a、在進入回版界面的時候有如右圖示的窗口的提示。出現(xiàn)這種情況主要是由于所選元器件沒有進行相應的封裝?；氐皆韴D中進行相應的替換即可。如果找不到有封裝的元件則要進行創(chuàng)建相應的封裝。b、在繪制時可能出現(xiàn)紅線，這本來是可以的，只不過繪制出來的是雙面板。單擊導線右鍵，選擇置底選項即可。在繪板完成之后輸出3D圖查看，效果圖如下圖示：32電路板的制作321制作流程及注意事項鋸板：將一塊完整的感光板按照實際需要進行分塊，然后用鋸條沿邊線鋸下。（注意在鋸的時候不要弄破了感光紙，否則在曝光過程中效果不好，導致整塊板都作廢是得不償失的。）磨邊

7、：將已經(jīng)鋸好的板拿到打磨機前面打磨，直到感光板的四周都已經(jīng)平整為止。（注意仔細檢查四周是否真的打磨平整，否則曝光效果不好）曝光：將已經(jīng)打磨好的曝光板放入曝光機中，將硫酸紙蓋在板上面，然后再按照曝光機的操作流程進行。（在曝光過程中一定要在黑暗的環(huán)境中進行）顯影：首先應該配制一定濃度的顯影劑，然后將已經(jīng)曝光好的板浸入到顯影劑中，知道曝光紙完全溶解只剩下銅層。腐蝕：把板放入腐蝕液中（主要成分是氯化鐵），直到銅層完全被腐蝕（注意腐蝕液的溫度應該控制在50度左右，同時保持足夠量的水的深度）。鉆孔：把已經(jīng)腐蝕好的板拿到打孔機處按照各個引腳的位置依次打孔即可。3.3. 工藝安裝3.3.1、電阻識別讀數(shù)（1）

8、直標法（貼片電阻）直標法是直接將電阻的阻值標在電阻表面上，阻值誤差5%則在電阻表面上打上3位絲印,例如153為15千歐姆，第3個數(shù)字表示0的個數(shù),誤差1%的則用4個數(shù)字表示，15千歐姆則絲印打上1502.而R47則表示0.47Q，以R表示小數(shù)點。直標法簡單明了。但直標法在電阻上占的位置比較多，所以體積小的貼片電阻只能用3位數(shù)字表示（2）色標法將不同顏色的色環(huán)涂在電阻器上來表示電阻的阻值及誤差，這就是電阻阻值的色環(huán)標注法，簡稱為色標法。一般適用插腳電阻,圓柱電阻,金屬膜色環(huán)電阻.表示上一般的有四環(huán)標注法和五環(huán)標注法，共同點是最后一環(huán)表示誤差，倒數(shù)第二環(huán)表示倍乘數(shù)，前面的表示有效數(shù)字。各種色環(huán)所對

9、應的數(shù)值見下表：隕邑毎一理第二段第三段滾菱!里色500i1110*1%)MM虹色22a190tMKM333IX*44m緣色S51】応iCUMESH'«C61Maw紫色7?|1OHSS営tOuQAK|1豈色91金赳0.1±M*imS±33K技巧：找到標記誤差的色環(huán)，從而確定色環(huán)。最常用的表示誤差顏色金，銀，棕色，特別是金色和銀色，一般很少用作電阻色環(huán)的第一環(huán)所以在電阻只要有金和銀，可以保證它是色環(huán)電阻的最后一環(huán)。3.3.2使用數(shù)字萬用表判斷三極管的管腳極性以S9013的三極管，假設不知它是PNP管還是NPN管。我們知道三極管的內(nèi)部就像二個二極管組合而成的。其

10、形式就像下圖1。中間的是基極（B極）。IIKPNPK丨HNPN圖1三極管的內(nèi)部形式首先我們要先找到基極并判斷是PNP還是NPN管?？瓷蠄D可知,對于PNP管的基極是二個負極的共同點，NPN管的基極是二個正極的共同點。這時我們可以用數(shù)字萬用表的二極管檔去測基極,看圖2。對于PNP管，當黑表筆（連表內(nèi)電池負極）在基極上，紅表筆去測另兩個極時一般為相差不大的較小讀數(shù)（一般0.5-0.8），如表筆反過來接則為一個較大的讀數(shù)（一般為1）。對于NPN管，當紅表筆（連表內(nèi)電池正極）連在基極上。從圖3可以得知，手頭上的S9013為NPN管，中間的管腳為基極。圖2萬用表的二極管測量檔圖3判斷S9013的B極和管型

11、找到基極和知道是什么類型的管子后，就可以來判斷發(fā)射極和集電極了。如果使用指針式萬用表到了這個步可能就要用到兩只手了，甚至有朋友會用到嘴舌，可以說是蠻麻煩的。而利用數(shù)字表的三極管hFE檔（hFE測量三極管直流放大倍數(shù)）去測就方便多了，當然你也可以省去上面的步驟直接用hFE去測出三極管的管腳極性，我自己則認為還是加上上面的步驟方便準確一些。表打到hFE檔上，S9013插到NPN的小孔上，B極對上面的B字母。讀數(shù)，再把它的另二腳反轉(zhuǎn)，再讀數(shù)。讀數(shù)較大的那次極性就對上表上所標的字母，這時就對著字母去認S9013的C，E極。學會了，其它的三極管也就一樣這樣做了，方便快速。圖4萬用表上的hFE檔EZ圖6判

12、斷C，E極圖6判斷C,E極3.3.1. 手工焊接的基本操作及要領(1) 準備施焊:焊接前的準備包括焊接部位的清潔處理,元器件安裝及焊料,焊劑和工具的準備.左手焊錫絲,右手握電烙鐵(烙鐵頭要保持清潔,并使焊接頭隨時保持施焊狀態(tài)).(2) 加熱焊件:應注意加熱整個焊件整體,要均勻受熱.(3) 送入焊絲:加熱焊件達到一定溫度后,焊絲烙鐵從對面接觸焊件.(4) 移開焊絲:當焊絲融化一定量后,立即移開焊絲.(5) 移開焊鐵:焊錫渡潤焊盤或焊件的施焊部位后,移開烙鐵.3.3.2. 安裝成型在已經(jīng)打孔完畢之后選取相應型號的元件，然后將元件按照相應的位置焊接就行了。(元件高度及焊接工藝，盡量做到電路板美觀完善

13、）。3.3.3. 焊點檢查1）.外觀檢查外觀檢查就是通過肉眼從焊點的外觀上檢查焊接質(zhì)量，可以借助310倍的放大鏡進行目檢。目檢的主要內(nèi)容包括：焊點是否有錯焊、漏焊、虛焊和連焊，焊點周圍是否有焊劑殘留物，焊接部位有無熱損傷和機械損傷現(xiàn)象2）撥動檢查在外觀檢查中發(fā)現(xiàn)有可疑現(xiàn)象時，可用鑷子輕輕撥動焊接部位進行檢查，并確認其質(zhì)量。主要包括導線、元器件引線和焊盤與焊錫是否結(jié)合良好，有無虛焊現(xiàn)象；元器件引線和導線根部是否有機械損傷。3）通電檢查通電撿查必須是在外觀檢查及連接檢查無誤后才可進行的工作，也是檢查電路性能的關鍵步驟。如果不經(jīng)過嚴格的外觀檢查，則通電檢查不僅困難較多，而且容易損壞設備儀器，造成安全

14、事故。通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷，例如，用目測觀察不到的電路橋接、內(nèi)部虛焊等。3.4.闡述電路原理在該RC方波振蕩電路中,在接通電源之后即對電容進行充電。當電容充電到一定電量的時候即將打破原本的平衡進行放電。然后再進行充電，重復該過程，分析可得其振蕩頻率f=l/2；RC。整個電路正常運行如下圖示：陲20121127-ISISProfessional(Animating)FileViewEditToolsDesignGraphSourceDebugLibraryTemplateSystemHelp圈&皿國廚|舟丨+食空曾鑒ImelX蹙盂丨食#離）IBINSTRUMENTSOSCILLOSCOPE一¥rnDigitalOscilloscopeLOGICANALYSERCOUNTERTIMERI2CDEEIIJGGEFISIGNALGENEFIATOFIPATTERNGEMEFlATOfDCVOLTMETEFIDCAMMETERACVOLTMETER心匚AMMETERVIRTUALTERMINALSF'IDEBUGGERIllUhOne-ShotJCursorsSourceSourcePosiiionChannelCChannelBPcqiticnChannelD16在完成電路板的焊接的過程后，接上電源。接入示波器顯示其正常波形如下圖所示仿真結(jié)果如下