电子工艺实习的目的要求与内容.docx
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电子工艺实习的目的要求与内容.docx
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电子工艺实习的目的要求与内容
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一.电子工艺实习的目的与要求··························1P
1.
2.
二.电子工艺实习的主要内容····························3P
三.晶体管超外差收音机的装配与调试····················5P
1.组件概述
2.装配过程
3.调试与指标
四.多用充电器的装配与调试···························17P
1.组件概述
2.装配过程
3.调试与指标
五.总结·············································23P
一.电子工艺实习的目的与要求
电子工艺实习目的:
电子工艺实习是电子信息工程、计算机科学与技术、通信工程和安全信息等专业的一门专业实践性课程。
通过本课程的学习,使学生了解电子产品的生产工艺流程,熟悉电子工艺的一般知识和掌握最基本的技能,进一步提高学生的动手操作能力,初步树立起电子工程意识,增强学生的创新意识和知识运用能力,为今后走上实际工作岗位打下坚实的基础。
通过对电子电路的一系列设计和实际操作,实现以下目的:
一、了解用电安全及电子装配操作安全;二、熟练掌握焊接工艺并实现电子产品的安装;三、了解电子元器件的基本小知识;四、掌握电子电路图的电子设计流程;五、了解表面安装技术(STM)。
并且通过对电子元器件的简单焊接和电子产品的组装学会初步的焊接工艺。
逐步培养处理电路的正确操作和能力,从而懂得采用合适的工具和材料,选择合理的工艺规范,运用正确的手工操作,制作出符合标准的合格电子产品,从而具备初级的电子技能,在一定的条件下实现指定的电子功能。
另一方面也能和以前所学的知识相互融通,达到对电子知识更好的掌握和实际应用。
电子工艺实习要求:
1、注意用电及操作安全,认真阅读用电安全手则和操作安全守则,并在焊接组装中注意相应规范,一定要做到安全用电,安全操作,保证人身和设备的安全。
2、掌握基本的焊接工艺技术,认识焊接所用的材料、工具及其使用方法。
能认真正确的完成指定焊接要求的单个电子版并上交。
3、按具体要求完成三个电子产品的安装,并能实现其功能完成电子绘制电路图。
一.电子工艺实习的主要内容
序号
实验项目
实验内容
备注
1
安全用电
对学生进行安全教育,明确实习目的、要求,了解实习安排、有关规定及实习安全制度。
2
焊接工艺
焊接工具的正确使用。
手工锡焊技术、焊接缺陷及质量检验。
SMT简介及工业生产中的锡焊技术。
3
焊接训练
(1)
工具发放,安全使用说明,进行焊接练习。
4
焊接训练
(2)
元器件的正确安装与焊接;导线焊接,线路板的拆焊;元器件的焊接练习
5
焊接训练(3)
综合练习并考核
6
印制电路板设计与制造
(1)
印制板设计的工艺流程及手工制作印制板的方法。
计算机辅助设计印制电路板CAD简介。
7
印制线路板设计与制造
(2)
计算机设计印制板讲解、练习及考核
8
电子元器件
常用元器件分类、命名、参数表达方法。
常用元器件识别及量测方法。
9
实习产品及电子装配技术
产品原理。
安装制造工艺。
调试、故障查找及维修。
10
实习产品的制作与调试
元器件清点、整机焊接,安装2~3个产品,按产品技术指标进行调试,验收。
(1)了解操作中的用电安全;
(2)进行初步的焊接技术操作--焊接电子元器件,并熟练掌握要领;
(3)运用protel99se软件进行绘制电子电路图;
(4)焊接安装,晶体管超外差收音机进行检测验收;
(5)焊接安装,多用充电器,进行检测验收;
(6)进行表面安装技术(SMT)的学习并焊接组安装FM微型收音机(SMT实习),进行检测验收;
(7)完成电子实习报告。
三.晶体管超外差收音机的装配与调试
1.组件概述
超外差收音机把接受到的电台信号本机振荡信号同时送入变频管进行混频,并始终保持本机振荡频率比外来信号频率高465KHz,通过选频电路取两个信号的“差频”进行中频放大。
因此,在接收波段范围内信号放大量均匀一致;同时,超外差收音机还具有灵敏度高、选择性好等优点。
其框图如图1所示。
图1 超外差收音机框图
输入回路从天线接收到的众多广播电台发射出的高频调幅波信号中选出所需接收的电台信号,将它送到混频管,本机振荡产生的始终比外来信号高465KHz的等幅振荡信号也被送入混频管。
利用晶体管的非线性作用,混频后产生这两种信号的“基频”、“和频”、“差频”……,其中差频为465KHz,由选频回路选出这个465KHz的中频信号,将其送入中频放大器进行放大,经放大后的中频信号再送入检波器检波,还原成音频信号,音频信号再经前置低频放大和功率放大送到扬声器,由扬声器还原成声音。
1、输入回路
收音机的天线接收到众多广播电台发射出的高频信号波,输入回路利用串联谐振电路选出所需要的信号,并将它送到收音机的第一级,把那些不需要收听的信号有效的加以抑制。
因此,要求输入回路具有良好的选择性,同时因为收音机要接收不同频率的信号,而且输入回路处在收音机电路的最前方,因此输入回路还要具有较大且均匀一致的电力传输系数,正确的频率覆盖和良好的工作稳定性。
常用输入回路如图4所示前一部分。
其中L1L2线圈为磁性天线,它由一根长圆或扁长形磁棒和线圈L1L2组成。
中波磁棒用锰锌铁氧体材料制成,长度大于50mm。
一般磁棒越长接收的灵敏度越高。
线圈用多股纱包线饶制而成,一般把线圈放在磁棒的两端,这样可以提高输入调谐回路的Q值。
高Q磁性天线如图2所示。
2、变频电路
图3 变频电路框图
变频电路是超外差收音机的关键部分,它的质量对收音机的灵敏度和信躁比都有很大的影响。
它取本机振荡产生的等幅振荡信号频率f1和输入回路选择出来的电台高频已调波信号频率f2的差频465KHz作为中频信号输出,送往下一级。
对变频电路,要求在变频过程中,原有的低频成分不能有任何畸变,并且要有一定的变频增益;躁声系数要非常小;工作要稳定;本机振荡频率要始终比输入回路选择出的广播电台高频信号频率高465KHz。
电路框图如图3所示。
常用变频电路如图4所示后一部分。
其中,L1L2组成的磁性天线与C1AC1a构成输入回路。
以晶体管V1为中心所组成的是变频电路,可同时完成本机振荡和混频。
本机振荡信号由L4中间抽头经C3耦合到V1的发射级,输入回路输出的电台信号经L2耦合到V1的基极,两者在V1中混频。
由于晶体管的非线性作用,将产生多种频率的信号,其中差频为465KHz的中频信号,由于中频变压器B3的谐振频率为465KHz,所以只有465KHz的中频信号才能在这个并联谐振回路中产成电压降,而其他频率信号几乎被短路。
C1AC1B是同轴双连可变电容器,它使本机振荡频率f1和输入回路谐振频率f2同时改变,而且f1-f2始终等于465KHz,这需要仔细的进行统调。
C1aC1b为半可变电容器,分别用于统调时调整补偿和调整高端频率刻度时调整补偿。
3、中频放大电路
载波经变频以后,有原来的频率变换成一个465KHz的中频信号,这个中频信号电压较弱,必须进行放大,然后再进行解调。
中频放大器就承担着中频电压放大的任务。
中频放大电路的耦合一般用中频变压器耦合,也有的使用陶瓷滤波器和阻容耦合。
本机采用两极放大,变压器耦合的中频放大电路。
在电路中,要兼顾选择性和通频带,尽可能地使谐振曲线趋于理想曲线;对于增益分配,功率增益要控制在60dB左右。
第一级中放电路常常是自动增益控制的受控级,同时为防止第二级中放电路输入信号过大而引起失真,所以第一级中放电路增益要取小一些,一般为25dB左右。
第二级中放一般不加自动增益控制,为满足检波电路对输入信号电平的要求,第二级中放增益要尽可能大一些,为35dB左右;对于工作状态,为了便于自动增益控制,应使增益随ICO的变化越明显越好,为此,第一级中频放大管的集电级电流IC1应在0.3mA-0.6mA之间,即功率增益AP与集电极电流ICO关系曲线较陡峭部分,而第二级中频放大电路的输入信号较大,必须使其工作在线性区,以得到最大增益而又不发生饱和失真,一般IC2应为1mA左右;对于调谐回路,普及型收音机两极中放所用的三个中频变压器一般都是单调谐回路,而在高级收音机中,通常采用两极双调谐中频变压器和一级单调谐中频变压器。
中频变压器通常称为中周,是超外差收音机的重要元件,在电路中起选频和阻抗变换的作用。
4、检波与自动增益控制电路
(1)检波电路
在调幅广播中,从振幅受到调制的载波信号中取出原来的音频调制信号的过程叫做检波,也叫解调。
完成检波作用的电路叫检波电路或检波器。
一般的检波器由非线性元件和低通滤波器组成。
非线性元件通常采用二极管或三极管,它们工作在非线性状态,利用非线性畸变产生包括音频调制信号在内的许多新频率,低通滤波器通常用RC电路,取出音频信号,滤除中频分量。
超外差收音机因整机增益以很高,为了降低检波失真,改善音质,通常采用串联式二极管检波和大信号检波,实际电路中,常将三极管接成二极管形式做二极管使用。
(2)自动增益控制电路
自动增益控制电路简称AGC电路,它的作用是当输入信号电压变化很大时,保持收音机输出功率几乎不变。
因此,要求在输入信号很弱时,自动增益控制不起作用,收音机的增益最大,而在输入信号很强时,自动增益进行控制,使收音机的增益减小。
为了实现自动增益控制,必须有一个随输入信号强弱变化的电压或电流,利用这个电压或电流去控制收音机的增益,通常从检波器得到这一控制电压。
检波器的输出电压是音频信号电压与一直流电压的叠加值。
其中直流分量与检波器的输入信号载波振幅成正比,在检波器输出端接一RC低通滤波器就可获得其直流分量,即所需的控制电压。
实现AGC的方法有多种,超外差收音机通常采用反向AGC电路,该电路又称基极电流控制电路。
它通过改变中放电路三极管的工作点,达到自动增益控制的目的。
确定被控管的工作点要兼顾增益和控制效果两方面的要求,工作点过低增益太小,工作点过高,控制效果不明显。
一般取静态电流在0.3mA-0.6mA之间。
选择低通滤波器的时间常数也相当重要,一般取0.02s-0.2s之间。
常用的中放、检波及自动增益控制电路如图5所示。
其中V2、V3组成两极中频放大电路,其中V2为AGC电路的受倥级。
中频变压器B3、B4、B5调谐在465KHz。
V4、C8、C9和电位器W组成检波器。
R8和C4为AGC电路的低通滤波器。
5、 低频放大电路
从检波以后到扬声器输出的这一部分电路称为低频放大电路,它通常包括低频小信号电压放大和低频功率放大电路两部分。
其中低频电压放大电路工作在三极管的线性区,非线性失真小,电压放大倍数大,工作点稳定,常采用多级放大电路级间耦合采用直接耦合或阻容耦合;低频功率放大电路用来推动扬声器工作,是一种大信号放大电路,常采用甲乙类互补推挽功率放大电路。
常用的收音机低频放大电路如图6所示。
图6 收音机低频放大电路
其中V5等元件组成电压放大级,为低频功放提供具有一定输出功率的音频信号,其输出采用变压器耦合,获得较大的功率增益。
同时为了适应推挽功率级的需要,变压器B6的二次侧有中心抽头,把本机的输出信号对中心抽头分成大小相等、相位相反的两个信号,分别推动推挽管V6、V7工作。
B6、B7、V6、V7组成推挽功率放大电路。
为了提高电路工作的稳定性,改善电池电压下降对放大器工作状态的影响,V5的基极偏置电压有二极管D1、D2组成的稳压器提供。
此外,当温度升高时,D1、D2的正向压降也随之减小,有补偿V5的Ube变化的作用。
R12、C15组成退耦电路,C13、C14为电源退耦电容,C11、C12为反馈电容,起改善音质的作用。
2.装配过程
该收音机除天线、扬声器和电池外,其他电气元件全部安装在PCB板上。
PCB板与外部的连接仅8根(2根电池夹连线,2根扬声器连线,4根天线线圈连线)线。
1、 根据清单清点所有元器件和结构件,认识了解它们的结构、性能和作用,判断其好坏,找出元件和结构件各端(极)在电路板上相应的位置。
2、 按类型将所有元器件焊接到电路板对应位置上。
3、 将天线、扬声器接上,通电检查应有响声。
用双连选出某个广播电台,由后级向前级调整中频变压器,使扬声器输出音量最大。
但线圈B2不需调整,因其出厂时已调整在465KHz。
4、 调整频率范围及统调
(1)调整频率范围
收音机的中波段频率范围是535-1605KHz,实际频率范围一般调在525-1640KHz。
调整频率范围也叫对刻度,它是靠调整本机振荡频率来实现的,步骤如下:
①调节函数信号发生器,输出525KHz调幅信号,并将其输出端靠近收音机磁性天线。
②将双连可变电容器全部旋入,调节指针对准525KHz刻度,并调节振荡线圈磁芯,使收音机收到此信号。
③ 调节函数信号发生器,输出1640KHz调幅信号,将双连可变电容器全部旋出,使指针对准1640KHz刻度,调整补偿电容收到此信号为止。
④按上述步骤复调一次。
也可用电台信号进行调试。
收听熟悉的几个不同频段范围内的广播电台,调节使起声音最大,使指针对准其频率刻度即可。
(2)统调
调整输入调谐回路与本机振荡回路谐振频率之差在整个频段内始终保持在465KHz。
可以在频率低、中、高三端各取一个频率,如600KHz、1000KHz、1500KHz进行调整(调节可变电容,使收音机收到这三个信号,移动调谐线圈在磁棒上的位置,使收音机输出最大),即三点统调。
3.调试与指标
1.整机检查和清理
收音机安装好以后。
首先要对照所用线路,检查各元件联接是否正确无误,然后再查看各个元件和焊点,可以轻轻拨动各元件,一方面查清焊接是否牢靠,有没有漏焊或虚焊;另一方面可把各元件排列整齐,以免和机壳或其它元件相碰。
还应该注意把滴落机内的锡珠、线头等清理干净,防止通电后造成短路。
2.通电试验
清查结束后,在检查无误的情况下,可以接通电源,观察电路的工作情况,一股可能出现下列几种情况:
(1)能收音,但收台少,声音小。
这说明电路和元件数值基本正确,可以进一步进行调整。
(2)唧唧咕咕乱叫不止,或转动双连时在某些频率上出现啸叫。
这是出现了寄生振荡,应当首先把它消除掉,然后进行调整。
(3)完全无声。
接通电源后,扬声器中连一点点轻微的声音也没有,这可能是电源、扬声器或输出级有毛病,可用万用表检查。
经过检修,直至能够收到广播,然后,才可能进行调整。
在上述工作完成之后,便可着手进行调整工作。
超外差机的调试一般也是从未级开始,然后逐级向前,即从功放、低放、检波、中放级后调变频级,这样容易获得较好的效果。
3.低频部分的调整
超外差收音机低频部分的调整,主要是确定正确的工作点。
因为超外差机管子较多,功率增益足够,一般希望末级有较大的功率输出,对管数较少的,则应兼顾功率增益。
其调试方法,可参阅一般低频放大器的调试方法,这里不再论述。
4.中频部分的调整
中频放大器部分是决定超外差收音机灵敏度和选择性的关键所在。
中频放大级的调整主要包括以下三个内容:
(1)决定工作点;
(2)消除中频自激;(3)调中周。
下面以图1电路为例,将它们的调整方法介绍如下。
(1)工作点的决定与调整
晶体管的集电极电流Ic与功率增益有关。
当Ic=0.3毫安时,功率增益变化比较激烈,这是第一中放管BG2最有利的工作点。
因为第一中放级一般总是带有自动增益控制电路,所以要求电路受控制时有较大的功率增益变化。
虽然Ic小于0.3毫安时,功率增益变化更激烈.但是选择这些点作为工作点是不合适的。
因为Ic太小,功率增益就小,整机增益也就不高;另一方面,当电池电压变化时,整机性能变化十分激烈,全机的稳定性变差。
第二级中频放大器不带自动增益控制电路,因此应充分利用其功率增益。
当Ic=1毫安时,功率增益几乎已接近最大值,这时Ic再增加,功率增益也不会增大很多,因此第二中放管BG3多选择在0.5~1毫安左右。
调整的方法是将电流表串入集电极电路。
这时应注意,要用一适当的电容器(一般为0.05~0.1微法)和电流表并连,以便高频信号旁路。
然后调整BG2的基极偏流电阻R5(或BG3的偏流电阻R8),使电流表的指示满足上述要求即可。
(2)中频自激问题
中频放大级的调整,最容易出现的问题是中频自激振荡。
它的振荡频率会与变频级输出的中频信号产生差拍,因而产生啸叫声,严重地影响收音机的正常收听。
要滤除中频自激振荡,首先要找出产生振荡的原因,归纳起来,不外乎以下四种:
(A)由于中放管集电极-基级的极间电容Cc的作用,使中放级产生内部反馈;(B)由于杂散电容使中放级的输出与输入电路产生耦合;(C)由于电池内阻的作用;(D)中放管的β值太大。
找到了自激振荡产生的原因,就可以针对具体的原因采取相应的措施。
(A)在电路中增加中和电容Cn,即可消除Cc的作用。
Cn的数值由实验决定,一般为几微微法到十几微微法。
可先用半可变电容器接到电路里,调节电容器的电容量,使啸叫声消失,然后测量或估计一下电容量,用相同容量的固定电容换上去。
如发现刚打开收音机时无啸叫声,但工作几分钟后产生啸叫,这是因为中放管的热稳定性能不好,可在产生啸叫声时加以中和。
(B)关于减少杂散电容的耦合,解决的办法是:
⑴必须把中频变压器的外壳---隔离罩接地;⑵振荡级和第一中放级的元件与接线要和第二中放级的元件与接线离远些,不要挤在一起,并且中频变压器和磁性天线之间,也要有一定的距离;⑶布线要合理,尽量避免往返和交叠现象。
(C)关于电池内阻的作用。
收音机内所有晶体管都是由同一电池供电的,各个管子的电流都流经电池,由于电弛有一定的内阻,因而各频率相同的电流在电池内阻上的电压降就会互相影响,有可能产生正反馈而造成自激振荡。
虽然图1电路中的电容器C14有去耦作用,但电解电容器在高频时并非纯容抗,不能很好地滤除高频电流,因此有时就会发生中频自激。
图1每级未标注元件标号的中放级集电级给出了为消除这种自激可能性所加的去耦电路,使直流电源经过一个R、C滤波网络再接到中频变压器。
R的数值一般为300~2K欧,C约为0.05~0.1微法。
接上去耦电路后,晶体管集电极电压会降低一些,因此管子的工作点须重新调整。
电阻R不宜太大,否则,集电极电压降得太多,会影响增益。
(D)关于中放管的β参数及中放级总增益的选择。
由于超外差机的灵敏度度主要决定于中放级,所以这一级的放大倍数越大。
就意味着收音机的灵敏度越高。
但要使一个中频放大器能稳定地工作,避免自激振荡,其放大量必须适当地加以限制。
一般来说,两级中放的总增益,控制在45分贝左右,此时工作比较稳定。
要降低中放级增益可采用下面两种方法,一个是在中频变压器初级3、5两端加接电阻,以降低中频变压器的有效Q值,这个方法会使整机选择性降低,因此只有在选择性有一定富裕量时才能使用。
这个电阻值一般为80~150千欧,加在哪一级中频变压器上,由试验决定。
另一个是在晶体管发射极上加一个不被旁路的独立电阻R,一般在20~80欧之间,具体可出试验决定。
这个阻值越大,这一级的增益降低越多。
由上所述分析可以看出,在实际制作中,如果所用的两只中放管值太大时,对整机的工作稳定性能反而不利。
(3)调中周
如果所用的中频变压器是新的,它们一般都经过出厂检验,调准在中频465千赫,这种情况下的调整工作就较简单。
调整的方法是:
打开收音机,随便收听一个电台,用起子把双连调谐电容器的两组定片分别对地短路。
不论短路那一组,收音都应立即停止,这说明变频级和本机振荡部分都在工作,收到的广播是经过差频送到后面去的,这时调中周才有意义。
如果短路本机振荡后还能收到广播,这就说明通过中放级的不是差频后的中频信号,而是串过去的,这时若调中周,不仅调不出谐振点,反而会把中频变压器调乱。
所以在围中周前要先分辨清楚。
经过试验证明变频级和本机振荡部分都在工作后,然后一边听声音大小,一边微调三只中频变用器的调谐元件(铁粉心)。
先调输出一只的,依次往前,都调到听起来声音最大。
由于自动增益控制作用以及人耳对很响的声音稍有大小不易分辨的关系,收听本地电台已经调到声音很大时,往往不易调得更精确,这时可改收外地广播声畜较小的电台,再调到声音最大为止。
按照上述从前到后的次序,反复调几遍就可以了。
如果中频变压器是自制的,或着是旧的中频变压器但已调乱.需要调准中频频率时,可以找一台比较正常的超外差半导体收音机作为标淮,用它代替中频信号发生器来校淮中频变压器。
首先,准备—条长约1米左右的绞合塑料电源线做成一条专用联线(如图3)。
调整时,将标准机的检波二极管和中频变压器的次级断开,然后将专用联线的“甲线用端”和中频变压器次级断开处相接,也就是用甲线从标准机第三只中频变压器次级取得变频后输出的中频信号。
再利用甲乙双线绞合的分布电容将中频信号耦台给乙线。
把“乙线用端”接在被调收音机的变频管BG1的基极上。
用另外一根导线把两收音机的底板连通(同一地电位)。
这时临时用变频级也作中频放大,以调数三个中频变压器。
如果被调收音机是多波段的话,波段开关应放在中波段位置,并且被调收音机酌双连应旋在全旋进的位置上,以减少对中频信号的衰减。
接好后,打开俩机的电源,用标准机收一电台,听被调收音机的声音,从后向前逐个调整被调收音机的中频变压器,反复仔细调整几遍,都调到声音最大为止。
如果中频变压器已经调得很乱,谐振频率和规定的中频频率465千赫相差很远,用上述取中频信号的联接方法还可能听不到声音,这时由标准机第三只中频变压器的次级取
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