昆明理工大学电子电路实习报告 2.docx
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昆明理工大学电子电路实习报告 2.docx
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昆明理工大学电子电路实习报告2
昆明理工大学
电子实习报告
实习题目:
MF47型万用表制作、
带充电功能的可调直
流稳压电源排版
学院:
电力工程学院
班级:
电自114
学号:
姓名:
二○一三年九月十一日
目录
目录.............................................................................................2
一、实习目的………………………………………….………3
二、实习内容………………………………………….………3
三、实习过程……………………………………………….…3
(一)MF47型万用电表的安装及调试……......................3
(二)带充电功能的可调直流稳压电源的排版…............9
四、问题解决及其完成情况………………………………...…14
五、参考文献……………………………......………………...15
六、实习心得体会...........................................................................16
一、实习目的
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。
7、激发同学们对知识学习的积极性。
2、实习内容
1、万用电表的焊接、安装及调试
2、带充电功能的带充电功能的可调直流稳压电源的排版
三、实习过程
(一)MF47型万用电表的安装及调试
1、万用表的分类
数字万用表按照量程转换方式来分类,可划分成三种类型:
手动量程,自动量程,自动/手动量程
根据功能、用途及价格的不同,数字万用表大致可分为9大类:
低档数字万用表(亦称普及型数字万用)、中档数字万用表、中/高档数字万用表、数字/模拟混合式仪表,数字/模拟图双显示的仪表、万用示波表(将数字万用表、数字存储示波器等动能集于一身)。
2、MF47万用表结构及工作原理
MF47的组成部分:
指针式万用表的型式很多,但基本结构是类似的。
指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成。
表头是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。
万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。
当转换开关拨到直流电流档,可分别与5个接触点接通,用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。
同样,当转换开关拨到欧姆档,可分别测量×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ量程的电阻;当转换开关拨到直流电压档,可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压;当转换开关拨到交流电压档,可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。
测量电路:
把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流,由电阻、半导体元件及电池组成。
它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。
分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流,分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压;整流电路将被测的交流,通过整流转变成所需的直流电。
档位选择电路:
万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现,转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。
转换开关有固定触点和活动触点,它位于不同位置,接通相应的触点,构成相应的测量电路。
MF47电路原理框图:
图1MF47电路原理图
3、安装原理及准备工作
A、套件材料的清点
打开包装袋,但不要将塑料袋撕破,以免材料丢失。
清点材料时以万用表后盖为容器,将所有的东西都放在里面。
按材料清单一一对应,记清每个元件的名称与外形。
清点完后将材料放回塑料袋。
B、电阻识别读数方法
电阻的识别首先要知道电阻的分类,市场上常用的电阻分为四道色环,五道色环两类。
所以识别时候应该分为四道色环,五道色环来进行:
四色环电阻:
第一色环是十位数,第二色环是个位数,第三色环是应乘颜色次幂颜色次,第四色环是误差率。
例如:
棕红红金其阻值为12×10^2=1.2K误差为±5% 误差表示电阻数值,在标准值1200上下波动(5%×1200)都表示此电阻是可以接受的,即在1140-1260之间都是好的电阻。
五色环电阻:
红红黑棕金五色环电阻最后一环为误差,前三环数值乘以第四环的10颜色次幂颜色次,其电阻为220×10^1=2.2K误差为±5%第一色环是百位数,第二色环是十位数,第三色环是个位数,第四色环是应乘颜色次幂颜色次,第五色环是误差率。
首先,从电阻的底端,找出代表公差精度的色环,金色的代表5%,银色的代表10%。
再从电阻的另一端,找出第一条、第二条色环,读取其相对应的数字,以上面所说的为例,前两条色环都为红色,故其对应数字为红2、红2,其有效数是22。
再读取第三条倍数色环,黑1。
所以,我们得到的阻值是22x1=22Ω。
如果第三条倍数色环为金色,则将有效数乘以0.1。
如果第三条倍数色环为银色,则乘以0.01。
对于第五环所代表的代表误差。
如果第五条色环为黑色,一般用来表示为绕线电阻器,第五条色环如为白色,一般用来表示为保险丝电阻器。
如果电阻体只有中间一条黑色的色环,则代表此电阻为零欧姆电阻。
C、焊接工艺及注意事项
焊接基本流程:
清洁处理、加热、给锡
首次使用电烙铁时,插上电源插头后,电烙铁温度上升的同时,先在烙铁头上涂上少许松香,待加热到焊锡熔点时,再往烙铁头上加焊锡,在使用过程中,由于电烙铁温度很高,达300℃以上,长时间加热会使焊锡熔化挥发,在烙铁头上留下一层污垢,影响焊接,使用时用擦布将烙铁头擦拭干净或在松香里清洗干净,再往烙铁头上加焊锡,保持烙铁头上有一层光亮的焊锡,这样电烙铁才好使用。
a、焊点的正确形状:
1.正确焊点,焊点就象光滑小山丘;
2.不正确焊点,焊锡多,中间空,虚焊;
3.烙铁不正确焊点,元件线未出头
4.不正确焊点,半焊,振动易脱焊;
5.不正确焊点,撤离时带出一个小尖峰;
6.正确焊点,桃形焊点,烙铁从元件引脚方向离;
7.不正确焊点,像油滴焊点,与焊盘未焊接。
元器件焊接好后,元器件引脚不高出电路板面1mm,应将多余部分的引脚用斜口钳或其它剪切工具剪去,使印刷电路板整洁美观。
实际操作时应该尽量按照上图所示,防止虚焊错焊,这样在众多的焊点焊完之后,才能保证这个电路没有断路的焊点。
b、烙铁头的保护
为了便于使用,烙铁在每次使用后都要进行维修,将烙铁头上的黑色氧化层锉去,露出铜的本色,在烙铁加热的过程中要注意观察烙铁头表面的颜色变化,随着颜色的变深,烙的温度渐渐升高,这时要及时把焊锡丝点到烙铁头上,焊锡丝在一定温度时熔化,将烙铁头镀锡,保护烙铁头,镀锡后的烙铁头为白色。
c、烙铁头上多余锡的处理
如果烙铁头上挂有很多的锡,不易焊接,可在烙铁架中带水的海棉上或者在烙铁架的钢丝上抹去多余的锡。
不可在工作台或者其他地方抹去。
d、元件引脚规范处理
要求将元件的引脚弯曲成规定的形状之后在进行插入到电路板之中。
左手用镊子紧靠电阻的本体,夹紧元件的引脚,使引脚的弯折处,距离元件的本体有两毫米以上的间隙。
左手夹紧镊子,右手食指将引脚弯成直角。
不能用左手捏住元件本体,右手紧贴元件本体进行弯制,如果这样,引脚的根部在弯制过程中容易受力而损坏,元件弯制后的形状,引脚之间的距离,根据线路板孔距而定,引脚修剪后的长度大约为8mm,如果孔距较小,元件较大,应将引脚往回弯折成形。
电容的引脚可以弯成直角,将电容水平安装,或弯成梯形,将电容垂直安装。
二极管可以水平安装,当孔距很小时应垂直安装,为了将二极管的引脚弯成美观的圆形,应用螺丝刀辅助弯制。
将螺丝刀紧靠二极管引脚的根部,十字交叉,左手捏紧交叉点,右手食指将引脚向下弯,直到两引脚平行。
有的元件安装孔距离较大,应根据线路板上对应的孔距弯曲成形。
4、组装和调试过程
A、组装过程:
a、按照实验原理图,分别将每个电阻焊接到线路板上。
b、然后焊接4个二极管和电容。
注意二极管和电容的正负极性。
c、根据装配图固定4个支架,晶体管插座,保险丝夹,零欧姆调节电位器和蜂鸣器。
d、焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线,各档位对应的电阻元件及其对外连线,最后焊接电池架的连线。
至此,所有的焊接工作已完成。
e、检查、核对组装后的万用表电路,底板装进表盒,装上转换开关旋纽。
B、调试过程:
首先查看自己组装的万用表的指针是否对准零刻度线,如果没有对准,则进行机械调零。
然后装入一节1.5伏的二号电池和一节9伏的电池。
a、档位开关旋钮打到BUZZ音频档,在万用表的正面插入表笔,然后将它们短接,听是否有鸣叫的声音。
如果没有,则说明安装的蜂鸣器线路有问题。
b、档位开关旋钮打到欧姆档的各个量程,分别将表笔短接,然后调节电位器旋扭,观察指针是否能够指到零刻度线。
c、档位开关旋钮打到直流电压2.5伏档,用表笔测量一节1.5伏的电池,在表盘上观察指针的偏转是否正确。
d、档位开关旋钮打到直流电压10伏档,用表笔测量一节9伏的电池,在表盘上观察指针的偏转是否正确。
e、档位开关旋钮打到交流电压250伏档,用表笔测量插座上的交流电压。
f、档位开关旋钮打到*10K欧姆档,测量一个6.75M的电阻。
g、然后依次检测其它欧姆档位。
5、数据测试与分析
在测量前需要对各种档位进行调零后才能测试出正确值。
机械调零:
旋动万用表面板上的机械零位调整螺钉,使指针对准刻度盘左端的"0"位置。
测量直流电压:
把万用表两表棒插好,红表棒接"+",黑表棒接"-",把档位开关旋钮打到直流电压档,并选择合适的量程。
当被测电压数值范围不确定时,应先选用较高的量程,把万用表两表棒并接到被测电路上,红表棒接直流电压正极,黑表棒接直流电压负极,不能接反。
根据测出电压值,再逐步选用低量程,最后使读数在满刻度的2/3附近。
交流电测试:
测量交流电压时将档位开关旋钮打到交流电压档,表棒不分正负极,与测量直流电压相似进行读数,其读数为交流电压的有效值。
测量电阻:
插好表棒,打到电阻档,并选择量程。
短接两表棒,旋动电阻调零电位器旋钮,进行电阻档调零,使指针打到电阻刻度右边的"0"Ω处,将被测电阻脱离电源,用两表棒接触电阻两端,从表头指针显示的读数乘所选量程的分辩率数即为测得电阻的阻值。
读数方法:
读数时目光应与表面垂直,使表指针与反光铝膜中的指针重合,确保读数的精度。
检测时先选用较高的量程,根据实际情况,调整量程,最后使读数在满刻度的2/3附近。
(2)带充电功能的可调直流稳压电源排版
电路原理图如下图所示,电压调节主要由LM317完成。
图2带充电功能的可调直流稳压电源原理图
1、整流滤波电路
220V~——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。
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。
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,以下图电路为实际应用电路的排版图。
图3带充电功能的可调直流稳压电源排版图
3、原理图绘制过程
(1)运行SchematicEditor,点击文件新建文件,可打开编辑窗口。
(2)设置图纸大小:
点击选项设置图纸,设置为A4。
设置栅格大小:
定位栅格5,可视栅格5
(3)添加库“2004sch.LIB”文件,拖动器件到图纸中
(4)画电路图。
①调整器件位置。
鼠标单击器件让器件处于选定状态——器件四周出现黑色虚线边框,再单击器件,可让器件粘连于箭头之上,按空格键(space)可调整器件姿态,即放置方向,然后在适当的位置点击鼠标即可把器件放置于该位置;按X,Y键可对调整器件左右、上下方向。
同样的方法还可以移动器件的标识;
②绘图。
用
工具,把所有器件按照图纸连接好,用
工具把所有连接点连上。
③编辑器件标号及参数。
按照图纸要求,修改每个元器件的型号及参数,并按照“器件封装对照表”选择封转号。
(5)生成“设计规程检查报表”,看有无器件未连上导线等错误。
(6)建立网络表,自行校验有无网络、型号参数等错误。
原理图中有24个元件,13个网络(N0001——N0013)
4、印板图绘制过程
(1)运行ProtelforPCB,点击文件新建PCB文件,打开PCB编辑窗口。
(2)加载“2004pcb.lib”库文件。
(3)加载网络表。
点击网络表加载网络表…,屏幕打开网络表加载状态窗口,观察网络表加载情况,若出现有网络或器件丢失,一定要点击生成报告按钮,然后返回电路图编辑状态,对照报告检查电路图绘制情况,否则点击OK进入编辑状态,这时点击
可看到调入的器件与网络。
(4)摆放器件。
①选择编辑窗口最下方工具条,点击展开,选定禁止布线层,设置定位栅格为0.25mm,线宽为1mm。
选择画线工具
,按电路板的尺寸画框,划定线路板有效区域;线路板尺寸:
95mm×45mm。
②铺开器件。
点击自动自动布局参数设置…,在出现的窗口中,选定“局部布局”,然后按“进行自动布局”按钮,可以看到器件已被散布于刚才划定的有效区域中了。
③选取线条或器件,对器件摆放位置进行调整;此时可设置定位栅格为0.1mm。
(5)网络优化。
点击网络表优化网络表优化所有网络。
(6)自动布线设置。
点击自动自动布线参数设置…,在展开的窗口中设置要进
行布线的层面、线宽、布线时和布线后对线条的处理方法以及布线的算法。
(7)进行全自动布线。
点击自动自动布线进行全部网络的自动布线,会进入电路的自动走线状态,屏幕上将出现显示线路布通情况及布通率的窗口,待布线完成后又会出现一个提示窗口,点击窗口中的OK按钮,待窗口关闭就可以看到布线的结果了。
(8)查看布线结果。
点击信息PCB图上的状态…,会出现显示PCB图线路布
通情况的窗口,检查有多少线未布通,布线不通时,把自动布线取消,重新调整元件的位置和方向,再进行一次。
(9)手动处理未布通的线。
①点击自动利用飞线进行手工布线。
手动布置未布通的线。
②放置跳线。
通过放置跳线布通上面步骤未布通的线。
(10)器件标注文字大小和位置的调整。
①调整位置。
与调整器件的方法相同。
②调整标号及参数的大小
(11)PCB图中有25个元件,13个网络(N0001——N0013),39条线。
以上工作完成后,点击信息看是否有错,无误后保存。
实验过程:
安装PROTEL10.SCH软件并汉化,安装正确的库文件,新建文件出现绘图窗口,选择图纸大小后开始绘图。
通过放置器件,调整器件位置,通过导线实现器件间的互联等过程初步完成图形,编辑器件的名称编号、型号参数,封装号。
如下图
图4带充电功能的可调直流稳压电源网络图
建立网络表,对照网络表文件与实习指导书上的电路图检验网络表,校验图形正确后,安装ProtelforWindows1.5,打开程序,新建PCB文件,并添加库文件。
导入上一步生成的网络表,检查是否丢失组件、管脚数和封装名,确认无误后方可进行下一步,否则退回上一步,检查原理图是否正确,直到没有错误方可进行进一步实验。
选择图层为“禁止布线层”划定线路板95mm×45mm的有效区域,将原件摆放在其中,当排版到比较满意时,调整自动布线的参数,选择自动布线中的全自动布线,反复调整布局,当版图线路无错误时,版图方绘制完成。
图5PCB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-D10-5
1C-5A
2C-D8-4
1C-5A
2C-D10-5
VD1
VD2
VQ
IC
VW1
V1
1D-10
1D-10
VQ-10
IC-317
1D-10
1V-2
T
FS
VL1,2
RW
CHARGE
POWER
CZ-2A
CZ-2A
CZ-2A
CZ-2A
CZ-2A
CZ-2A
四、问题解决及最终完成情况
在实习的过程中遇到了很多问题,但是最终都得到了解决。
1、色环的认识
对色环要有正确的认识,才能够准确地找出电阻,这点很重要。
并且要注意从材料袋中取出电阻时,别的东西不能丢失,封好塑料袋的封口。
下表是电阻的色环表。
颜色
Color
第1数字
第2数字
第3数字(4环电阻无此环)
Multiple乘数
Error误差
黑
Black
0
0
0
100
棕
Brown
1
1
1
101
±1%
红
Red
2
2
2
102
±2%
橙
Orange
3
3
3
103
黄
Yellow
4
4
4
104
绿
Green
5
5
5
105
±0.5%
蓝
Blue
6
6
6
±0.25%
紫
Purple
7
7
7
±0.1%
灰
Grey
8
8
8
白
White
9
9
9
金
Gold
10-1
±5%
银
Silver
10-2
±10%
2、焊接问题
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;如果是左撇子就插在左手。
烙铁通电前应将烙铁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。
通电后应将电烙铁插在烙铁架中,并检查烙铁头是否会碰到电线、书包或其他易燃物品。
烙铁加热过程中及加热后都不能用手触摸烙铁的发热金属部分,以免烫伤或触电。
焊接时先将电烙铁在线路板上加热,大约两秒钟后,送焊锡丝,观察焊锡量的多少,不能太多,造成堆焊;也不能太少,造成虚焊。
当焊锡熔化,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。
焊接过程中如果烙铁头上挂有很多的锡,不易焊接,可在烙铁架中带水的海棉上或者在烙铁架的钢丝上抹去多余的锡。
不可在工作台或者其他地方抹去。
3、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、表棒损坏;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,电池两极无法与电池极板接触,电阻档就无法工作;电刷方向装错或者电刷的三个触脚没有与电路板接触也会导致表针不转。
4、元器件的插放
在插放元器件时一定不能插错位置;二极管、电解电容要注意极性;电阻插放时要求读数方向排列整齐,横排的必须从左向右读,竖排的从下向上读,保证读数一致。
5、画图排版问题
在带充电功能的可调直流稳压电源的排版这个环节,电路图没有链接好,在加载网络表时出现了丢失封装号等情况,建立网络表和在进行PCB排版时有问题,在建立网络表时,网络数和元件数不是13和24,最后检查了一遍就正确了。
五、参考文献
1、指导老师提供的资料;
2、MF-47A(2007改进版)材料配套清单;
3、MF47/MF47A万用表使用说明;
4、老虎工作室·PROTEL99SE入门与提高(1CD)·人民邮电出版社·2007
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