【精品实用】电子实训指导书

1 电子实训指导书 一、 电子综合实训目的 电子实习、电子课程设计称为电子综合实训是在学生系统学习完模拟电子技术 、 数字电子技术等理论课程的基础之上 ,为进一步加强对理论知识的理解及综合利用能力的提高所进行的一项综合训练。 通过实训加强学生对所学理论知识的理解；强化学生的技能练习，使之能够掌握电子技术应用的基本理论、技能、技巧；加强动手能力及劳动观念的培养；尤其在培养学生对所学专业知识综合应用能力及认知素质等方面，该项实训是不可缺少的重要环节。 二、电子技术实训项目 （一） 常用电子 元 器件的认识及焊接练习、印刷电路 板的制作 1实训目的 （ 1）熟悉常用电子元器 件 （ 2）掌握常用电子 元 器件的测试方法 （ 3）掌握不同 电子 元器件的测量及焊接方法 （ 4）掌握印刷电路板的制作工艺 2实训器材 （ 1）常用电子元器件如三极管、二极管、电阻、电容、集成电路 . （ 2）通用示波器一台 （ 3）万用表一块 . （ 4）电烙铁一把 .（ 20 （ 5）敷铜板一块 3实训基本要求 （ 1）会测试识别 电子 元器件种类、熟悉三极管等器件的特性参数、并能根据电路需要进行选用、电阻 、电容 的认读及测量。 （ 2）掌握检查常用 电子元 器件好坏的方法。 如三极管、二极管、不同阻值的电阻及不同容量的电容、不同种类的电阻、电容等。 说明 :可根据实训情况选用不同的器件形式及种类 . 2 （ 3）焊接基本练习 建立基本单元电路，会根据原理图正确安装焊接。 元件焊点平滑光亮、均匀、无毛刺、直径在 2据情况）以内。 焊接手法快速、无虚焊假焊脱焊堆焊等现象。 无焊接时烧坏元件的现象。 元气件的拆焊迅速，会进行集成电路的拆焊操作。 器件弯脚插接、布局符合要求 . （ 4）印刷电路板的制作 会画印刷电路图 根据所画的印刷电路图按照印刷电路板制作工艺完成印刷电路板的 制作 （二）直流稳压电源的设计与安装（ ）（） 1实训目的 （ 1）掌握直流稳压电源的设计方法。 （ 2）对自行制作的稳压电源会进行调试。 （ 3）会根据测试结果对安装电路进行故障分析 2实训器材 （ 1）示波器一台 （ 2）万用表 1块 （ 3）自耦调压器一台 （ 4）常用电子安装工具 1套 3实训基本要求 （ 1）会根据指标要求确定设计方案，会进行元件参数计算。 （ 2）按印刷电路板制作工艺，自制一块稳压电源电路板。 （ 3）正确安装电路，元 器 件布局合理。 （ 4）焊接可靠无错焊假焊脱焊等。 （ 5）会利用自耦调压器、万用 表测输出电压是否稳定。 一 ） 串联型直流稳压电源的设计与安装（ ） 1 本设计指标要求 稳压电源指标有两类：一类是描述稳压性能优劣的称质量指标，如稳压系数 阻 波电压等；另一类是说明稳压电源使用范围的称特性指标，如负载电 3 流 输出电压 V 其调压范围等，本设计稳压电源的指标要求为： 输出电压 V 12V 最大输出电流 00 电网电压波动 10% 稳压系数 2） 例 取 2V，则 V DI V 6V 根据全波整流电路 关系 ： V 考虑电网电压变化值： V DI 1 16V 整流管 在桥整流电路中，流过每 只二极管的电流是负载电流一半，考虑到过流最大值 =375虑到电网电压最大值，每只管上最大反向电压为： 2 2 （ 1+10%） 5V 选用 2参数为： 0V 满足要求。 滤波电容 整流电路的滤波电容 根据 C=电容放电电流，可取最大负载 t 放电时间，桥式整流为交流电半周期 1/100 秒 波 电容在平均值上下的总波动量，一般取 2V 左右 。本 题负载电流较大取 总波动量 V = =1000 F 电容的最大反向电压 VC 2 5V，取 2=1000 F 耐压 25 足要求。 选择调整管 若保证调整管 T 在最不利的情况下仍能正常工作，则调整管的击穿电压 （ V DI Do =V 5V（过流保护时可能出现 V ） 50最大耗散功率： V DL o = 25=手册 选型号为 其参数为： 30V， 5W。在考虑输出负载为 0 时流过调整电流很大的情况，所以应考虑使用复合管，复合管的放大倍数 = 1 1 。 采样电阻计算 采样电阻的选取，应使 R 满足 0R=18 2=667 由 n=11得 2=334 取 2=330 确定基准电压 为了提高稳定度，取样分压比一般取（ ,由 V Z/n=12V 可知， ,为了减小 变化，采用温度系数小的稳压管为好，因此选用 6此时 n=用 20 0 取稳压管工作电流 5则 V =)612( =400 取 390 比较放大器元件计算 由于 耗不大，一般 小 功率管均能满足要求，尽量取 值 大些， 些的管子以提高放大器的增益，选 3测 =100， 1 1） = 为防止 作在截止区取 V V 保护电路参数 减少对稳压电路正常工作的影响。 7 4 稳压电源的 调试 1)安装：先按元器件测试方法筛选元件，选好后，在自行做好的印刷电路板上安装元件进行焊接，然后进行调试。 2）调试：调试前需要注意，认真检查元器件是否有错接、漏接，极性是否接反，有无短路。焊接是否有漏焊、虚焊等。确认无误后接通电源进行调试。 调试时 电源输入端接自耦调压器，输出端接 滑线 电 阻器做负载。 调试从电网电压变化输出是否稳定和负载变化输出是否稳定两方面进行调试。 结果符合要求，便可测量电源的技术指标。 测 稳压系数 自耦调压器使输入电压为 220V，再调滑线电阻器，使输出电压 V 12V，输出电流 调 自耦调压器模拟电网电压变化 10 即使输入电压分别为 242V 和 198V 测出相应的 V V （ 算 稳压系数 。 测内阻 持输入电压为 220V，在输出电流分别为 出相应的输出电压 V （当 V 数时） 计算稳压电源的内阻。 所用仪器设备 ： 自耦调压器、万用电表、滑线 电 阻器 及一些工具。 二 ） 直流稳压电源的设计与 安装（ ） 1. 本设计主要技术 指标 输入交流电压 220V（ 50 输出 直流 电压 12V 输出电流 00 输入交流 电压在 220V 上下波动 10时，输出电压相对变化量 2 稳压系数 内阻 确定 稳压电源的电路有许多种形式，即有分立元件组成又有集成稳压器加上一些外围元件 组成，即有固定式的，又有可调式的。本设计按指标要求选用具有成本低、性能指标高、可靠、使用简便、安装调试方便等优点 的集成稳压器 成的稳压电源电路 ，其框图和电路图分别如下： 稳压电路 电源变压器 整流电路 滤波电路 220V 直流稳压电源框图 8 在上电路中，电阻 1 与可变电阻 2构成取样电阻， 整流滤波电容 ,输入端滤波电容 ,可抵消电路的电感效应和防止自激振荡。 为减少取样电阻 端的纹波电压而设置的旁路电容，加 可提高稳压电源纹波抑制比，减少输出电压中的纹波电压， 以防止当整流滤波输出短路 电容向 电路放电损坏稳压器。 以防止 稳压电源输出端短路， 内 电 路放电损坏集成稳压器。在正常工作时 3. 电路元器件选择 (1)计算 变压器 次级电压 压器 次级电压 根据稳压电源的 输出电压 来决定，查阅 有关 集成三端稳压器的 资料可知，对输出电压在 5 12输入端 电压 一般要比输出端电压高 出 3V 以上，功率 要根据稳压电源的输出电压 O 决定， 应满足P 本设计 电路 大为 12V， P= 12 选变压器 次 级 电压 5V，这样整流 滤波输出电压为 15=18V，考虑电网电压向下波动 10，则 18=成稳压器的输入与输出的电压差为 V,满足要求，所以应选次级电压 5V，功率为 15 从电容滤波考虑， 容量应足够大，但也不能太大，否则整流元件的瞬时电流太大，且容量越大，其体积越大，价格贵，所以 000 F 电解电容即可满足要求。 (2)整流元件参数计算 1)反向耐压，在桥式整流电路中，每个二级管承受的最大反向峰值电压 在桥整流电路中，每个整流二极管的正向电流平均值 输出 为： 2 5 3 1 4 流稳压电源电路图 9 u 2 2 15 (1+10 ) 23V 2) 正向电流， 电流的一半，其最大值为： 11 800=400 桥整流既可选市场上出售的体积小、使用方便、价格低的常用 整流元件 整流桥堆， 也可选用四个整流二极管，本设计选用 1手册知其参数满足要求。 （ 3） 集成稳压器采用最常用的 输出电压范围为 37V，最大输出电流 不加散热器时耗散功率为 2上合适的散热片，保证它正常工作。 （ 4） 选择 间有固定不变的基准电压 调整 端 输出电流0 A，且十分稳定。图中 般用 出电压连续可调的 集成稳压电源，由于内部参数所限，其最小电流一般不得小于 5以 5250，取 240， 输出电压调节电阻。对电路分析和一些已知参数可 得： 1+1） =+1)得 因 2就可改变输出电压，故 的电位器。 （ 5） 选择 在本电路 中 保护二极管，它们在正常情况下，均截止，而发生故障时才导通，其两端电压为 而保护集成稳压器， 选最常用的 1流二极管即可。 （ 6） 根据 前面对电路的分析已知 设计 电路中的作用 及 参考其它资料和经验， 选 0 7 可满足电路要求。 (1)根据电路要求选出元件在 做 好的印刷电路板上进行焊接， 通电前 检查电路中是否有错接、漏接、焊接不牢之 处。尤其是 接是否正确，因为稳压电路是靠外接取样电阻来调节输出电压的，所以 接正确与否直接影响稳压性能。 (2)电路输入端接自耦调压器、输出端接滑线电阻器做负载电阻， 稳压器的 散热器安装可靠后方能调试。 先测试电压调整范围， 其方法： 电路输入 调 最小调至最大 ，用万用表监视输出电压值，输出电压达到 指标要求，说明 进行其它性能指标测试。 测 稳压系数 先 调 自耦调压器使输入电压为 220V，再调 滑线电阻器使输出 10 电压 2V，输出电流 调 自耦调压器 模 拟电网电压变化 10 即 使输入电压分别为 242V 和 198V 测出相应的 ： U （ 计算 稳压系数 。 测内阻 持输入电压为 220V，在输出电流分别为 出相应的输出电压 计算稳压电源的内阻。 （三）超外差式晶体管收音机的安装与调试 1实训目的 （ 1）了解收音机原理，看懂原理图，安装调试 超外差式晶体管收音机。 （ 2） 能根据原理分析调整电路，排除故障。 2实训器材 1）必要的元器件选择 （ 2）示波器一台 （ 3）高、低频信号发生器各一台 （ 4）万用表一台 （ 5）常用电子工具一套 3实训基本要求 （ 1）安装前检查给定的元件好坏。 （ 2）读懂电路原理图。 （ 3）正确安装电路 （ 4）焊接可靠无错焊假焊脱焊等 （ 5）测试及调整 A会根据电路原理正确分析故障原因 B会使用仪器测试电路的参数及波形 C记录测试过程参数并整理成实训报告 4 电路原理简介 超外差式晶体管收音机由变频级、中频放大级、检波级、低频放大级等几部分组成，基本框图如下： 功率放大级 低频放大级 检波级 中频放大级 变频级 11 由上框图可知，自天 线接收下来的高频信号，通过调谐回路送入 变频极，变频极将外来的高频调幅波讯号频率变成一个较低、介于低频与高频之间的固定频率 465为中频，然后由中频放大级 将变频后的中频信号进行放大，再 经检波级检出音频信号，然后经低频前置放大和低频功率放大以动喇叭。 通常，将从高频到检波为止的电路部分称为高频部分，而从检波到喇叭为止的电路部分称为低频部分。 5 收音机主要性能指标 1） 灵敏度；灵敏度指收音机能够接收微弱电台信号的能力。 2） 选择性：指收音机选择电台能力。 6 收音机安装与调试 1） 安装 首先在对收音 机电路了解后，可按电路图选元件 再安装。在安装时 （ 1）元件要用万用表及其它仪器认真选择。（ 2）安装顺序以从后到前为宜，即先装功放、次低放、后检波、再中放、最后安变频级。 2） 调试 1） 检查电路（包括元件型号、规格、焊接情况、元件极性等） 2） 晶体管静态工作 点调试。 （将电流表串在电路中测） 3） 调中频频率。 中频变压器安装以后是需要调整的，因为它所并联的电容容量有误差，底板的布线间也存有大小不等的分 布 电容这些因素会使中周变压器失谐。 方法： 将信号发生器的 频率调到 465它发出调幅信号。将信号发生器的输出线套在收音机的天线上 ，将双联可变电容全部旋入，音量电位器开到最大，此时收音机应能 收到此信号。 将万用表拨到 50 100。串接在 末 极功率放大管的集电极回路中，通过观察动态电流的变化来判断中频变压器是否调准。 调中频变压器顺序由后向前。 调中频变压器使扬声器输出信号最强，电流表读数最大，然后再调整信号发生器，使输出的中频减弱，以收音机刚收到信号为准。 再 次调中频变压器，使输出信号最大。 在调整过程中，若产生自激振荡（或 尖叫或嘟嘟声）则应先设法排除 故障，然后再进一步调整。 调整中频变压器 磁芯要用无感螺钉旋具，避免调节时产生感应现象，影响变压器的磁力线分布。 12 4） 调整频率范围 收音机在中波段频率范围 535 1605满足频率覆盖，收音机的实际频率范围一般调在 525 1640频率范围也叫对刻度。 调信号发生器，输出 525其输出端靠近天线。 将双连变容器全部旋入，调节指针对准 525度，并调节振荡线圈磁芯，使收音机收到此信号。 调信号发生器频率为 1640部旋出，使指针对准 1640整补偿电容使收音机收到信号为止。 若没有信号发生器，可按下方法进行： 将双连调到最低端，调节指针对准最低刻度，找一个熟悉的低端电台如 640转双连旋出 1 5，调节中频振荡线圈磁芯，使收音机收到这一电台广播。 再找一个熟悉的高端电台，如 1370双连旋出 4 5 时），调节中频 振荡回路的补偿电容，使收音机收到这一电台节目。 4） 统调 影响收音机灵敏度和选择性的一个重要原因是：输入调谐回路与本机振荡回路谐振频率 之差不是在整个频段内都为 465为解决这个问题，必须调整输入调谐回路的谐振频率，使两者频率始终等于 465一调整过程叫做统调， 统调是在频率低、中、高三端各取一个频率也叫三点 统 调。 具体方法如下： 调信号发生器调出一个低频信号，调可变 电容器使收音机收到信号，然后移动调谐线圈在磁棒上的位置，使收音机输出最大，把线圈固定好。 调信号发生器输出一个高频信号，调整可变电容器，使收音机收到 这一信号，然后调节输入回路的微调可变电容器，使收音机输出最大。 按上述方法再复调一次即可。 检查三点通调中间一点是否在中频段，将信号 发生器调至一个中频信号，旋转并在天线上的半可变电容器，若电容在原来位置上声音最响说明三点统调正确。 3） 试听 收音机调整好后，就可以进行试听，试听时可以通过与产品收音机对比，检验它的灵敏度、选择性等各项指标。 （三）数字电子电路实训 1实训目的 （ 1）进一步熟悉数字电路设计方法。 13 （ 2）掌握常用集成芯片的功能及使用方法。 （ 3）通过 组 装调 试 练习掌握电子电路的测试及维修技巧 2实训器材 （ 1）实验板一块 （ 2）示波器一台 （ 3）万用表一块 （ 4）稳压电源一台 （ 5）配套器件 3实训要求 （ 1）按照给定 设计要求确定方案。 （ 2）画出电路原理图，按电路原理图查找检测元件进行安装。 （ 1）会根据电路原理正确分析，调试应有功能。 （ 2）会使用仪器测试电路。 一） 数字式抢答器的设计 与调试 1 本设计数字抢答器的功能 （ 1） 具有数字显示抢先抢答者序号功能，同时配有声、光报警以响应抢先抢答者信号和序号。 （ 2） 对犯规抢答者（包括提前抢答和超时抢答）除声、光信号报警外，还有显示抢答犯规者序号功能。 （ 3） 对于抢先抢先者信号有锁存作用。 2 本设计数字抢答器的使用 步骤 （ 1） 电路上电后抢答前，由抢答主持人进行系统复位、确定抢答允许时间。 （ 2） 抢答主持人发出抢答命令同时按下起动定时开关。 （ 3） 抢答者听到抢答开始命令后，通过各自的按钮开关输入抢答信号。 3 设计任务与要求 （ 1） 根据数字式抢答器的功能和使用步骤，设计抢答者的输入抢答信号锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。 （ 2） 设计定时电路、声、光报警电路。 14 （ 3） 设计定时逻辑电路、起动、复位电路。 （ 4） 根据数字式抢答器的功能，使用步骤和上述设计要求拟定系统原理图，画出全部逻辑电路图。 （ 5） 在实验板上插线 ，插完线认真检查，检查接线无误后通电（注意：利用直流稳压电源输出的 5V 电压），按抢答器的功能和使用步骤进行调试，如遇到故障 会利用万用表及其它仪器排除故障达到设计要求。 4 设计参数 （ 1） 元件选择参考： 7474共阴极数码管 、 发器、555 定时器、 7474D 触发器、 747474光二极管、 喇叭或蜂鸣器、 必要的电阻电容。根据确定的方案选择其中有关元件。 （ 2） 定时电路和振荡器电路的元件参数根据设计不同可选不同参数 5 本设计参考框图及原理图 下图为电路原理参考图 编码器 显 示 数 码 号锁存 输入信 答信号 八路抢 动电路 译码驱 电 路 存 储 电 路 定 时 电 路 报 警 电 路 存 储 1 & 数字抢答器电路框图 15 在图中，八路抢答器信号通过八个按钮开关输入，并由 74 D 锁存器对输入信号进行锁定，由 74先编码器对输入进行编码， 7 段数字显示器 共阴极数码管用来显示抢答者的序号。 抢答预定允许 时间通过改变 555 单稳态触发器定时实现， 报警采用 555 定时器驱动喇叭或驱动音乐片实现主要利用 555 的 4 号端功能。 74发器主要用来存储合法抢答信号和时间设定信号。 6 所用仪器 实验板、稳压电源、万用表等 二） N 进制秒计数器的设计 与调试 1本设计要求 ：利用所学的电子知识 会 设计秒计数器及进制的 实现 ， 了解并掌握一些集成芯片及一些电子元器件的基本结构和工作原理。因为秒计数器是许多电子产品的一个组成部分 ，如数字电子钟的时、分、秒单元的进制的实现方 法就是利用本设计的秒计数器进制实现方法而设计的。 2 本设计所用元器件 555 定时器、 74阴极数码管、 、 电容、47K 、 180 电阻及若干导线。 3 设计原理 &R 1315 5555 C 15 V& 1R 45 J 1 1 C 1674 674 074 074 69108121311 74 212374 031251331 1 2 4 6 5 61 2011 10S 14874 732 4 6 V I 351185621174131210915143 16230 8300 300 75 . 1 1 03 100 K 100 01 03 100 4 25 数字式抢答器 16 （ 1） 基本框图 ： （ 2） 电路原理 1)脉冲产生电路 振荡器：计数器特别是如电子钟等产品的精度主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度 ，要产生稳定的时标信号，一般是采用石英晶体振荡器 。本设计则采用学生易理解和掌握的 谐振荡器， 见下图 选择合适的 的值，使得振荡频率 f=100（ ） 分频器：因为振荡器产生的时标信号频率很高（ 本设计为 100它不能直接用来计数，必须把它变成周期为 1 秒的脉冲信号 ， 为此 就需要 进行一定级数的分频 电路 ， 分频器的级数 和每 级分频的次数 要根据时标频率来定。 本设计 因 是 100标 信号 ，所以可 利用 计数器 分频，即可 以 把振荡器产生的 100冲 信号 。 具体电路见下图： 译 码 显 示 电 路 计 数 电 路 脉 冲 产 生 电 路 1 C 555 15V 100N P N P 17 图中的 十进制同步加法计数器， 其主要特点是时钟触发可用上升沿，也可用下降沿，采用 8421一片 对于任一个计数器有两个时钟输入端 时钟上升沿触发，则信号由 使 为高电平。若用时钟下降沿触发，则信号由 输入，并使 高电平或正脉冲时，计数器输出均为零。 另外，多级分频电路也可用 完成。 一种单时钟可逆计数器，只有一条时钟通道，采用 8421 编码。 对于分频电路还有多种设计 方案，本设计中的分频电路仅为参考方案 。 3） 计数器电路 周期为 1秒 的 信号产生后，在根据所要求的进制用 两个十进制计数器组成 （本设计仍采用一片 四输入 与非门 74每个均采用 反馈归 0的方法实现。 这里与非门 74 4） 译码显示电路 译码显示电路的功能是将秒计数器 状态 8421编 码）翻译成数码管能显示十进制数所要求的电信号。 然后再经数码管或其它驱动显示电路，把相应的数字显示出来。在本设计中译码驱动采用 种译码是把 a 于驱动 示采用七段数码管显示，数码管 有共阴极和共阳极显示两种，本设计要求使用共阴极。 直接驱动数码管。 4 调试 根据所设计的电路在实验板上插件，检查无误后接