简易万用表的设计与制作实验报告1

简易万用表的与制作#实验报告#1 实习名称, 简易万用表 学生姓名, 伍 攀 学 号, 201016030120 专业班级, J10101 指导教师, 李文圣 完成时间, 2011年6月28日 报告成绩, 评阅意见, 评阅教师 日期 摘 要 目录 第一部分 摘 要 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 Abstract „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 第1章 绪 论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1 课背景研究的意义及目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.1 意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1.2 目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第2章 实验原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第3章 简易万用表原理说明 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.1简易万用表原理图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2简易万用表的工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.3电阻的测量原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.4直流电流的测量原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.5直流电压的测量原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.6交流电流、电压的测量原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.7实验工具和仪器 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第4章 实验内容和步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第5章 电路的仿真与调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第6章 注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 第7章 心得 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 第8章 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 第9章 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 第二部分 PCB课程制作 ? 一 有关PROTEL99 SE„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 二 原理图元件库编辑器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 三 实际操作生成原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 20 第三部分 收音机焊接 摘 要 摘要 万用表是一种多功能、多量程便于携带的电学仪器。它可用不同的量程测 量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。有的万用表还可以测量阻抗、容抗 和音频功率等。学习制作和设计万用表非常重要，还有利于我们大学同学提高 电路的能力并加深对万用电表工作原理的理解，提高自身的动手能力。 Abstract A multimeter is a multifunctional, multirange portable electrical equipment. It can be used in different range direct current measurement,DC voltage, AC voltage and resistance. Some avometer can measure the impedance, reactance and audio power. Study design and production of multimeter is very important, and we can improve the ability of schoolmate at College of circuit analysis and understanding of avometer principle understanding, improve their practical ability。 绪 论 1课题背景研究的意义及目的 1.1意义 万用表是一种很常用的仪表，它虽然精度不高，但其一表多用，结构简单， 使用方便，成本低，深受人们喜爱。通过简易万用表的实际制作可对电表的量 程、内阻等概念加深理解，巩固和扩大电表改装实验的知识。 1.2实验目的 (1)通过万用表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。 ? (2)了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。 2实验原理 万用表主要是由指示器、测量电路和转换装置三部分组成。指示器俗称表头，用来指示被测电量的数值，通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分，万用表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越小，灵敏度越高。一般万用表表头灵敏度在10~100μA左右。 测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，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。 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。 3简易万用表原理说明 3.1简易万用表原理图 摘 要 ? 3.2简易万用表的工作原理 由46.2μA直流表头、WH2、D3、D4、C1、R21、R22组成一只电流为50μA\电压为0.25V、电阻为5KΩ的表头:电路如下图所示: 1234 10μFC1 D3 DD D4 WH2500-1K46.2μA 10KWH1R22R21 20K2.69K R3R2R4CC R1 55550.55,I,46.2A0.47g1 ,6V,46.2，10，2500,0.115Vg15000.5505 0.115I,46.2，,46.2，3.8,50A, g30000DC maDCV,6V,0.115，50，10，2690,0.115，0.1345,0.25Vg BB2500，30000R,,2690,5k,g2500，30000 0.5A指针式万用表最基本的的工作原理(见图5)。 R28 *+0.025 TitleAA SizeNumberRevision A Date:13-Jul-2011Sheet of 我的文档\桌面\2011年春\MF47万用表原理图.ddbDrawn By:File:d:\ 1234 摘 要 它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个部分组成，图中“,”为黑表棒插孔，“，”为红表棒插孔。 测电压和电流时，外部有电流通入表头，因此不须内接电池。 当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时，通过二极管VD整流，电阻R限流，由表头显示出来;当打到直流电压档时不须二极管整流，仅须电阻R32限流，表头即可显示;打到直流电档档时既不须二极管整流，也不须电阻R限2流，表头即可显示;测电阻时将转换开关SA拨到“Ω”档，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为R，表内的总电x阻为R，形成的电流为I，由R、电池E、可调电位器R、固定电阻R和表头部xP1分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器R及固定电阻R相连，经过表头接到黑表棒与被测电P1 阻R形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为:I=E/( R+R) xx 从上式可知:I和被 电阻R不成线性关系，所以表盘上电阻标度尺的刻度是x 不均匀的。当电阻越小时，回路中的电流越大，指针的摆动越大，因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。 当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小R=0，那么 :xI=E/( R+R)=E/R x ? 此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏转最大，显示阻值为0Ω。请看电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位与它一致吗, 反之，当万用表红黑两表棒开路时??，可以忽略不计，那么:I=E/(RR R+R)xx ?E/R?0 此时通过表头的电流最小，因此指针指向0刻度处，显示阻值为?。 3.3 MF47型万用表的工作原理 请看今天要安装的MF47万用表的原理图(见图6)，测量线路板线路板(见图7)。 它的显示表头是一个直流μA表，WH2是电位器用于调节表头回路中的电流大小，D3、D4两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。电阻档分为×1Ω、 Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、几个量程，当转换开关打到某一个量程×10 时，与某一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。 它由5个部分组成:公共显示部分;保护电路部分;直流电流部分;直流电压部分;交流电压部分和电阻部分。线路板上每个档位的分布(见图8)，上面为交流电压档，左边为直流电压档，下面为直流mA档，右边是电阻档。 摘 要 47万用表无 3.4电阻的测量 MF47万用表电阻档工作原理(见图9)，电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、5个量程。例如将档位开关旋钮打到×1Ω时，外接被测电阻通过“,COM”端与公共显示部分相连;通过“，”经过0.5A熔断器接到电池，再经过电刷旋钮与R18相连，WH1为电阻档公用调零电位器，最后与公共显示部分形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。 ? 3.5直流电流的测量 万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式直流电流表，它应用分流电阻与表头并联以达到扩大测量的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。在电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形成一个闭合环路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分流电阻不同，构成不同量程的档位，如原理图所示。 3.6交流电流、电压的测量 磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流电压和电流时，采用整流电路将输入的交流，变成直流，实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶体二极管。万用表测量的交流电压只能是正弦波。万用表通常采用的是半波整流测量电路，如原理图所示。 3.7所需工具和仪器 万用表，螺丝刀，表头，数字万用表。 4实验内容与步骤 1.按照原理图进行电流、电压及电阻的测量，记录相关的实验数据并记录。 2.万用表校准 摘 要 在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表校准，方法如下。 (1)将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后，将万用表旋至最小电流档0.25V/50uA处，用数字万用表测量其“+”、“-”两插座之间的电阻值，应在4.9~5.1kΩ之间。如不符合要求，应调整电位器上方220Ω、120Ω两只电阻阻值，直至达到要求为止。 (2)将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时，从最小档开始。首先检测直流电流档，然后是直流电压、交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即可投入正常使用。 5电路的仿真与调试 一(已知参数: A(直流电流档的引入电流0.19mA B(测量机构总阻值6.3kΩ C. 测量机构的电流灵敏度:满刻度电流I=50μA S D(DC(A:2.5级 1mA 10mA 5A E(DC(V:2.5级 2.5V 10V 250V 输入阻抗为:1 / I S F(AC(V:5.0级10V 50V 250V 1000V 输入阻抗为:4kΩ / v 整流系数为:0.441，二极管正向电阻为:600Ω 交流调节电阻为2k,3k H(Ω:2.5级 ×1 ×10 ×100 (扩展量程×1K) 电阻中心值:22Ω 工作电池:1.2,1.6V 二、各量程的元件参数设计: 1(DC(A 量程的元件参数设计和分电路调试图: ? 多量程环形分流式直流电流表电路如图 (1)当电流为I引时 R=R+R+R+R=I/(I-I)*R s1234g引gg(2)电流为I时 3 R+R+R= I /(I-I)*(R+R) 123g3gg4(3)当电流为I时 2 R+R=I/(I-I)*(R+R+R) 12g2gg34(4)R=I/I*(R+R) 1g1gs (5)R=R-(R+R+R) 4s123 经计算可得:R=0.0855Ω R=42.6645Ω 12 R=384.75Ω R=1822.5Ω 34 摘 要 2(DC(V量程的元件参数设计和分电路调试图: 多量程直流式电压表电路如图 (1)对于图示的多量程直流电压表电路，先计算R 1R=U/I-R 11gg (2)再计算R 2 R=U/I-R-R 22gg1 (3)再计算R 3 R=U/I- R-R 33g2g 经计算可得:R=43.7kΩ R=150kΩ R=4843.7kΩ 123 3(AC.V量程的元件参数设计和分电路调试图: ? 多量程交流电压表电路如图 (1)根据给定的交流电压表灵敏度(输入阻抗Z)计算出交流引入电流(二极管前)I=1/Z (2)有交流引入电流I计算出半波整流后的(二极管后)的电流I=I*0.441 k(3)计算分流电阻R=IR/(I-I) ggkg (4)可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半 (5)计算U=U+U+U式中，U是内阻R上的电压;U是电位器RP上的电压;0gRPVD1ggRPU是二极管VD1上的压降,硅管U=0.65V。 VD1VD1 (6)参考电路图计算各分压电阻 R=(U-U)/I R=(U-U)/I 110221 R=(U- U)/I R=(U-U)/I 332443 C为滤波电容，约为5µF。防止整流后的脉动波形是表的指针不停VD2为保护二极管。 经计算可得:R=5228.22Ω RP=4KΩ(50%) R=35.258kΩ R=160kΩ R=800kΩ R=3MΩ 1234 4(Ω量程的元件参数设计和分电路图: 摘 要 多量程欧姆表电路如图: 1. 调零支路电阻R和RP的计算: b 各档电阻中心值: 低倍率档:R×1 的电阻中心值R=22Ω; Z1中倍率档:R×10 的电阻中心值R=220Ω; Z2高倍率档:R×100 的电阻中心值R=2200Ω; Z3最高倍率档:R×1000 的电阻中心值R=22kΩ。 Z4以电阻测量值最大的一档电阻中心值R计算E不同时的电流，它能满足其它档Z3的要求: 如R=2200Ω时 Z3 (b 点) I=1.6V/2200Ω=727μ max (a 点) I=1.2V/2200Ω=545μA min (c 点) I=1.5V/2200Ω=682μA 标 ? 当已知流过表头满刻度电流为I，表头总内阻为R时: ggA(计算RP指在a点时的总分流电阻R+RP: b R+RP=IR/(I—I) bggming B(计算RP指在b点时的分流电阻R: b R=(R+RP)I/I bbminmax C(计算分流电位器RP: RP=(R+RP)—R bb 2. 串联电阻R的计算: d 串联电阻R是由低压高倍率的电阻中心值R决定的。因为电位器RP是变数，dZ3设RP在中间为RP/2，接入R后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值R，因dZ3 此有: R=R-(R+1/2* RP)(R+1/2* RP)/[ (R+1/2* RP)+ ( R+1/2* RP)] dz3gbgb3.各倍率电阻的计算: )设R为中心电阻R=22Ω时的并联电阻，考虑电池内阻r一般为0.9,1.1(11Z10Ω, 从端口看: R—r=R//R Z10Z31 则有R=( R—r)R/[R—( R—r)] 1Z10Z3Z3Z10 (2)设R为中心电阻R =220Ω时的并联电阻 2Z2 同样有R=(R×R)/(R—R) 2Z2Z3Z3Z2 (3)设R为中心电阻R=2200Ω时的并联电阻 3Z2 则有R=(R×R)/(R—R)=(R×R)/0=? 3Z3Z3Z3Z3Z3Z3(4) 设R为测量最高倍率档(×1K)串联电阻，由于其电阻中心值太大，至1k 使灵敏度降低到端口短接(R=0)时也无法调零，故需增加电源电压。由于最高X 倍率档电阻中心值R=22KΩ,比高倍率档还大10倍，因而电源电压也高10倍，Z4 选电源EE为15V的层叠电池，见下图。同时高倍率档无分流电阻(R=?)，可3 见最高倍率档也无无分流电阻，工作电流与高倍率档相同。 则高倍率档串联电阻R= R-R-R 1kZ4Z3EE 其中:为电源EE的内阻R为1kΩ。 EE 经计算可得:R=477.054Ω RP=200Ω(80%) R=1687.97Ω bd 摘 要 r=1Ω E=1.5V R=18800Ω 01k R=21.2024Ω R=244.444Ω R=? 123 三、总线路图: 6注意事项 (1)由于表头部分属精密仪表，在安装时需倍加小心。 (2)表头部分含有永久磁铁，有磁性，很容易把含铁的杂质的吸入，损坏表头。 7心得 通过这次课程设计，得到了很多收获和体会。第一，巩固和加深了对电子线路基本知识和理解，提高了综合运用所学知识的能力。第二，增强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入研究有关问题，学会自己分析解决问题的方法。第三，通过实际电路的分析比较，设计计算，元件选取，安装调试等环节，初步掌握了简单实用电路的分析方法和工程设计方法。第四，在这次课程设计过程中，光有理论知识是不够的，还必须懂一些实践中的知识。所以在课程设计的实践中，我们应将 ? 实验课与课堂教学结合起来，锻炼自己的理论联系实际的能力和实际动手能力。第五，掌握了比较常用的仪器的使用方法，提高了动手能力。第六，培养了严谨的工作作风和科学态度。第七，在这次设计过程中，我也对word、photoshop、画图板等软件有了更进一步的了解。 通过此次设计过程，使我学会了一些作为一个通信工程专业的学生所应学会的软件如Multisim、Protel 99 SE等，并对可编程逻辑器件的应用和开发的设计思想有了更进一步的了解和掌握。 在今后的学习中，我会更加用心关注前沿电子科技，把理论与实际相结合，这样才能激发自己对本专业的学习兴趣。同时，在以后的学习生活中，我会更加多的与专业老师和其他同学交流、讨论，在互相勉励中共同进步、互相学习，良师益友是人生道路上不可缺少的一部分。这一次的课程设计为以后的设计课程乃至大四的毕业设计打下了坚实基础，我一定会在今后的学习中取得更大的进步～ 8参考文献 1.《武汉大学物理实验》周殿清主编 2.《指针式万用表的工作原理及维修经验总结》 3.《万用表使用入门》吴培生，孟桂华主编 4.《Protel99SE原理图与PCB及仿真》清源计算机工作室编著 9致谢 本设计及论文是在我的指导老师李文圣和诸位老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，李文圣老师和各位专业老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向各老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢帮助了我的各位同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑。直至本文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我很多帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母和一直给我最大帮助的老师们，谢谢你们! 第二部分 摘 要 一 有关PROTEL99 SE 1.1 PROTEL99 SE简介 早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到PROTEL99(网络上可下载到它的测试板)，是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server (客户/服务器)体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100,布通率。在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。想更多地了解PROTEL的软件功能或者下载PROTEL99的试用版，可以在INTERNET上。 1.2 Protel99 SE软件的一些使用方法 Protel 99SE 由两大部分组成:电路原理图设计(Advanced Schematic)和多层印刷电路板设计(Advanced PCB)。其中Advanced Schematic由两部分组成:电路图编辑器(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)。 1.3 PROTEL 99 SE软件的发展 2005年年底，Protel软件的原厂商Altium公司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件(如FPGA)设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。 ? 这款最新高端版本Altium Designer 6.除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。Altium Designer 6.0拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。 1.4 PROTEL99 SE软件特色 Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计(包含信号完整性分析)、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。 二 原理图元件库编辑器 1、概述 虽然Protel本身包含了庞大的元件库，但在实际应用中总会遇到找不到元件的情况，这时就需要根据元件资料 自己动手在元件库中制作这个元件。还有一种情况是各种元件分散在各个公司的元件库中，不便与使用，所以要把常用元件集中到一个元件库中，这就要自己动手制作，将经常用到的元件复制到这个元件库中，方便以后的使用。 2、基本操作 元件库文件(.LIB)也是基于数据库文件(.DDB)下的操作，同一个数据库下元件库中的元件才可以通过Tools -> Copy Component 相互复制，不同数据库时可先用右键的copy将整个元件库复制到当前数据库，再在该数据库中进行单个元件的复制。在放置芯片引脚时大头指的是引脚外侧，引脚名称会嵌到芯片框里，引脚号在外侧。 (1)在画芯片图时，如果用到画线的功能，则应将View -> Snap Grid 功能打开，可增加画线时的定位精度。 (2)不同设计文件之间拷贝模块时，操作如下:先选中要拷贝的部分,》拷贝，鼠标变成十字线后在选定的区域中间点击左键,》切换到另一个设计文件，粘贴即完成了操作。 三 实际操作生成原理图 摘 要 3.1 新建原理图设计文件 1.双击Protel99 SE图标，点击File(文件)中new项，新建设计数据库文件为“MyDesign.ddb”如图3-1 所示，以便日后方便管理，然后点击OK即可。再点击File(文件)中new 在New Document中双击Schematic Document 项创建电路原理图文件“电路设计.Sch”。如图3-1 所示。 图3-1 新建原理图 2(输入元件原理图符号库 单击浏览器中 Browse 栏的dd/Remove按钮，此时系统将弹出元件原理图符号库添加/ 删除对话框，在里面找Miscellaneous Devices.lib和Protel DOS Schematic Libraries.ddb 加载这两个库，可满足一般设计需求。在这两个库找不到的元件，可加载其它对应类型的元件库。 3(进入原理图编辑工作区放置元件符号 在原理图管理窗口中的原理图文件列表中要找到元器件所在的库文件，此时在原理图符号列表中将出现所需元件的符号。 有些元件不易找到或者在电路中连线不方便，此时可以自己编辑元件。 ? 4(元件编号与定义封装 元件编号后，根据实际情况对每个元器件定义合适的封装形式，方法:双击元件，在弹出的对话框中找到Footprint项，在其中输入元器件的封装形式即可，例如555定时器，其封装形式为DIP-8。 3.2 ERC 检测及元件清单生成 我们接下来对其进行电器规则检测，点击 “Tools/ERC/OK”出现图3-2即为正确。 图3-2 电器规则检测图 摘 要 图3-3 整体电路图 3.3制作PCB 图 制作PCB 图是实现从理论设计到实际产品的必要环节，只有完成了PCB 的设计才能进行实际印刷电路板的制作。利用生成的网格表来制作PCB 图是简单易行的方法。 3.3.1生成网络表 执行菜单“Design/Create Netlist”，在弹出的对话框中点击OK 即可，如图3-4 为电容式测量仪电路原理图的网格表一部分。 图3-4网格表 3.3.2 网络表与元件的装入 打开 PCB文件，执行菜单命令 Design/Load Nets ，在弹出的对话框中点击，此时弹出Select 对话框，在其中选中“测量仪.NET”然后OK 即可，在下方出现ALL macros validated说明加载正确，再点击Execute 就加载成功。在加载的过程中时常会出现错误提示，双击错误就可在弹出的对话框中查看和修 ? 改错误信息。表 3-5 列出了常见的错误及原因。 常见错误及原因 提示 意义 Node not found 引用了不存在的封装焊盘序号 Net not found 引用不存在的网络标题 Component not found 引用不存在的元器件 Footprint not found in 该元件封装不存在当前元器件封装库中 library 表3-5 常见错误及原因 网格表与元件加载之后，可以进行手工布局，以符合实际电气要求和美观为前提。之后就可以进行自动布线了。执行菜单命令 Auto Route/ALL 在弹出的对话框中点击Route ALL ，在弹出的对话框再点击OK 即可。 如果发现不美观的地方或连线感觉不顺畅的地方可以进行手动调整。调整完布线之 后，为了使导线和焊盘更好的接触，要进行补泪滴，执行Tools/Tear drops, 在弹出的对话框中勾选ALL Pads(所有焊盘)、ALL vias(所有过孔)、Add和Arc(圆形泪滴)然后点击OK 即可。 PCB设计图 摘 要 第二部分 收音机制作工艺实习 一、 实习内容: (1) 学习识别简单的电子元件与电子线路; (2) 学习并掌握收音机的工作原理; (3) 按照图纸焊接元件，组装一台收音机，并掌握其调试方法。 二、实习器材介绍: ? (1) 电烙铁:由于焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30 w，烙铁头是铜制。 (2) 螺丝刀、镊子等必备工具。 (3)松香和锡，由于锡它的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。 (4) 两节5号电池。 三、实习目的: 电子技术实习的主要目的就是培养我们的动手能力，同金工实习的意义是一样的，金工实习要求我们都日常的机械车床，劳动工具能够熟练使用，能够自己动手做出一个像样的东西来。而电子技术实习就要我们对电子元器件识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验，不能在面对这样的东西时还像以前那样一筹莫展。有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性 认识，打好日后深入学习电子技术基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。 具体目的如下: 摘 要 1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。 3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。 4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。 5.能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。 6.了解电子产品的焊接、调试与维修方法。 四、原理简述: 1 输入回路: 输入回路也就是调谐回路，它是由可变电容 C1a、C2 和天线线圈 L1 组成。调节可变电容C 可使 LC 的固有频率等于电台频率，产 生谐振，以选择不同频率的电台信号再由 T1 耦合到下一级变频级。 ? +Ec B1 c1ac2T1 L2L1R1 R2 D1 C3 D2 2变频电路 作用:将天线回路的高频调幅信号变成频率固定的中频调幅信号。 原理:利用晶体管(T1)的非线性特性，对输入信号的频率进行合成得到多个频率不同的输出信号，并通过选频回路选择所需要的信号。它由混频、本机振荡和选频三部分电路 组成。 混频:天线所接收信号由B1 耦合到T1 的基极，本机振荡信号通过 C4耦合到 T1 的发射极。两种频率的信号在 T1 中混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。其中包含本机振荡频率和电台振荡频率的差额等于465kHz 的中频信号。 摘 要 B3 +Ec C7 接中放 B1 B2 T1 L2R1 C5 C1b C4C6 C3D1 2 D2 R 3 中频放大级 输入电台信号与本振信号差出的中频信号 fI 恒为某一固定值465kHz ，它可以在中频通道”中畅通无阻，并被逐级放大，即将这个频率固定的中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。而不需要的邻近电台信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是预定的中频，便被“拒之门外”，因此，收音机的选择性也大为提高。中频放大一般为2-3级。 ? R3R5 B5B3B4+Ec D3 C10 C7 C12R4C9 13C R7 T1T2T3R8R6R1 W R615C14CC11C8 C3D1 D2 中 放 部 分 4前置低放与功率放大 R13R1620CC21C18B6 CKB7 T5 R9 YD +EcT416CT6 WR14 C19R11 K R10R15 C17R12 摘 要 五、实习步骤: (一)熟悉电路元件，掌握烙笔的使用方法 老师发给我们每人一块电路板，这是别人上一届的学长们做好的电路摸板。老师只是叫我们用烙笔把各种电路元件拆下来，通过拆的过程，使我们熟练掌握烙笔的使用方法，同时使我们熟悉电路元件的焊接过程。 (二)发收音机装配零件，检查和熟悉各种零件 老师让我们多次熟悉收音机的电路图和熟悉电路元件，并调试元器件的好坏。 这一天的工作是相对轻松的，仅仅是熟悉电路图和学习使用常用电子仪器仪表，和识别检测常用的电子元件。 这一天最重要的就是常用电子元件的识别和检测。我们常见的电子元件就是电阻、电容、二极管和三极管。电阻上的色带是就是电阻的色环标记法，通过色环来表示电阻的大小，有效数字、倍率和允许误差。现在见到的电阻的色环有四道和五道的，四道环的有效数字是前两道环所代表，而五道环是由前三道所代表。接着识别电容器，电容用于交流耦合、滤波、隔断直流、交流旁路和组成振荡电路等，电容的标注分为直接标注和色标法。通过学习，我明白了直接标注的电容是用数字直接表示电容量，不标单位。标注1,4位整数时，其单位是pf，标注为小数时，其单位是μf。也有用三位数字 ? 表示容量大小，默认单位是pf，前两位是有效数字，第三位是有效倍率(10m)，当第三位是9时，则对有效数字乘以0.1。而色标法则同电阻器的标注。检测电容的方法是利用电容的充放电特性，一般用万用表电阻档测试电容的充放电现象，两只表笔触及被测电容的两条引线时，电容将被充电，表针偏转后返回，再将两表笔调换一次测量，表针将再次偏转并返回。用相同的量程测不同的电容器时，表针偏转幅度越大说明容量越大。测试过程中，万用表指针偏转表示充放电正常，指针能回到?，说明电容没短路，可视为电容完好。现在说明在模拟电路中常见的二极管，通常二极管有整流、检波、稳压、发光、发电、变容、和开关二极管等。检测二极管我们利用的是二极管的正向导电性，正向导通反向截止，可以判断管子的好坏(三)熟悉收音机的装配图 我们在寝室里认真熟悉收音机的电路板的装配图。 (四)焊接各种零件并交收音机 这一天，我们就真正进入到电子技术实习的操作中去了，以前虽然接触过电烙铁，但毕竟没有实际操作过，总是怀有几分敬畏之心。而电子电路主要是基于电路板的，元器件的连接都需要焊接在电路板上，所以焊接质量的好坏直接关系到以后制作收音机的成败。因此对电烙铁这一关我们是不敢掉以轻心的。 影响焊接质量主要取决于焊接工具、助焊剂、焊料和焊接技术。对焊接工具、助焊剂、焊料这样的物品我们是没任何办法的，唯一可 摘 要 以改善的就是我们的焊接技术，所以焊接技术就直接决定了我们实习的成败。最终我们在这一天的实习中，焊接了十几个元件，起初没经验，将电阻立得老高，这样既不美观也不牢靠容易形成虚焊，之后有了经验就采取卧式法，既美观又牢靠，只是拆卸时稍微麻烦，需要别人帮忙。焊接时虽然胆战心惊，但还是总结出了心得，就是焊锡要用一点点下去，电烙铁要在锡水熔化后产生光亮就拿开，这样就能焊出光亮圆滑的焊点了。 将他们插好后就依次拆卸下来，先焊接电阻，再焊接瓷片电容(由于瓷片电容不分正负极，所以焊接同电阻)。然后是三极管，焊接时注意三极管的极性，管脚要放入相应位置。液体电容在装配时也要注意极性，防止接反，最后就是其他固定位置元件。 焊接完电路板的电子元件后，就要处理电源同电路板的连接，扬声器同电路板的连接。将电源槽扬声器安装在收音机外壳的对应位置，用焊锡焊接导线在接线柱上。将电源的正负极焊接在电路板对应位置，扬声器的导线不分正负极所以就近焊接，使导线不容易扭曲干扰为佳。 接下来就是安装电池，调试收音机了。因为前期安装焊接时谨慎小心，所以安装完电池后，调节双联电容，就可以调节出台了，而且能调出四个电台。调试基本成功。 六、心得体会 通过这次实习，我学习并掌握了晶体管超外差收音机的原理，了解了收音机各个部分的工作方式，通过实践巩固了课堂上学习的理论知识。另外，我还学 ? 会了如何识别和使用常见的电子元器件，学会了电烙铁的正确使用方法。 在焊接过程中，我也遇到了元件焊错和虚焊的情况，这给我的调试带来了不少麻烦，但通过我进一步仔细的检查，最终还是解决了所有问题。虽然这次收音机的焊接和调试不是非常顺利，但这为我以后进行类似的工作积累了宝贵经验，可谓从中受益匪浅。 以下是具体的心得: (1)对电子工艺的理论有了初步的系统了解，对元器件的焊接和组装技巧有了更深层次的理解，基本掌握了手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉了电子产品的安装工艺的生产流程。这对以后的工作和生活有许多现实意义。 (2)学会了怎样利用色环来读电阻，然后用万用表来验证读数和实际情况是否一致，再将电阻别在纸上，标上数据，以提高下一步的焊接速度 (3)学会了怎样辨认二极管的“+”，“—”极，怎样辨认三极管的“b”,“e”,“c”的三个管脚，学会了电容的辨认及读数，“?”表示元片电容，不分“+”、“—”极;“??+”表示电解电容(注意:电解电容的长脚为“+”，短脚为“—”)。 (4)注意焊接接点要圆、光、亮，各元件不要太高，特别是大元件，一定要贴着印制电路板，否则会影响收音机的外盖的合上。 (5)焊接电容，先焊接元片电容，要注意上面的读数(要知道223型元片电阻&103型元片电阻的区别,元片电容的读数方法——前两数字表示电容的值，后面的数字表示零的个数)，紧接着就是焊电解电容了，特别要注意长脚是“+”极，短脚是“—”极。 (6)调试前应仔细检查有无虚、假、错焊;有无短路，确认无误后，即可通电调试。通常只要装配无误、焊接可靠、装上电池即可唱响。 (7) 检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置(用信号注入法)。再查找故障点(用电位法)，循序渐进，排除故障。忌讳乱调乱拆、盲目烫焊，导致越修越坏。 摘 要 ?