电子技能与工艺实训.ppt

电子技能与工艺,实训,实 训 说 明,一、实训目的： 培养学生专业技能和专业素质，提高学生分析问题、解决问题能力，掌握电子产品的开发能力，实现电子新知识、新技术、新工艺、新产品的具体应用，最终具备工程实践能力。 二、实训效果： 通过实训，使学生不仅加深对理论知识的理解，同时具备了识读电路图、构建实用电路、调试技术、分析实训结果、以及对实训仪器设备进行配置、调整维护的能力。学生在动手制作的过程中，通过灵活变换元器件参数，实现不同的效果，通过声、光、电的变化，加深对电子电路的理解，进一步增长知识、增加兴趣，增强技能。 三、实训要求： 1、在每次实训前进行充分的预习。 2、实训中严格执行操作规程，认真分析实训现象和记录实训数据。 3、实训后，认真总结，进行应用可行性分析，写好实训报告。,面包板及面包板的插接技术 在电子工程中是采用焊接的方法把元器件连接起来，焊接的优点是接好电路可以长期使用。但用焊接方法完成实验和电路设计就显得不方便，特别是需要修改电路变换参数时尤为突出，因此，除使用实验箱、实验台等成套设备外，实验和设计工作也经常在面包板上完成。可容易更换线路、改变电路参数和器件，节省焊接时间，并且可多次使用。,一、面 包 板 的 结 构 面包板上小孔孔心的距离与集成电路引脚的间距相等。板中间槽的两边各有655个插孔，每5个一组，5个孔是相通的，也就是两边各有65组插孔。双列直插式集成电路的引脚分别查在两边，即每个引脚可接出4个插孔，与其它元器件连接。面包板外边各有一条115的插孔，每5个一组是相通的，由于各厂家不统一，各组之间是否相通，要用万用表测量后方可使用。两边的这两条孔一般可用做公共信号线，接地线或电源线。,二、布 线 技 巧 1、安装的分立元件应便于看到其极性和标志。 2、不要剪断元器件引脚，但防止裸露的引线短路。 3、对于多次使用的集成电路的引脚，必须修理整齐所有的引脚应向外偏，这样才能使引脚与插孔连接良好。 4、要根据信号的流向，确定元器件在面包板上的排列位置。 5、把使用的导线拉直，根据连线的距离及插孔的长度剪断导线（45斜口），导线两端各留6mm做为插孔的长度。导线最好贴紧面包板，以免弹出造成接触不良。 6、不要使导线相互重叠在一起，应尽可能做到横平竖直，这样有利于查找、更换器件及引线。导线要采用不同的颜色，便于查找。 7、所有的地线必须连接在一起，形成公共参考点。,实训一 万用表电流、电压量程的设计,一、实训目的 1、掌握电阻在电子电路中的分流、分压作用； 2、学习构建万用表电路，实现一个表头完成多档多量程的测量原理； 3、掌握误差分析； 4、培养安全意识，养成规范操作习惯。 二、实训设备及器件 1、直流稳压电源、万用表、单臂电桥各一台； 2、50uA/3k表头一块， 3、 15、36、 100、 150、 180、1 K、47K、 100K、 150K 电阻各一只； 3、面包板一块、硬导线若干、常用工具一套。,三、实训要求 1、根据并联电阻可实现电流量程的扩大，用满偏为50uA的磁电系表头并联电阻测量较大电流，要求设计电流量程分为两档5mA和10mA。 2、根据串联电阻可实现电压量程的扩大，用同一只磁电系表头串联电阻测量较大电压，设计电压量程分两档5V和10V。,四、实训流程 1、根据上述要求确定测量电路，并计算各电阻的参数值（包括阻值和功率）。 2、用万用表检测元器件参数测得参数值与电阻上标识对照，并计算电阻本身的误差。 3、调试所用的仪器设备，先将电压信号调到最小，关闭。 4、布局并搭建电路：在万能板上连接电路，连接前根据电路图确定各元件在电路板上的位置分布，布线合理，元器件标识朝上，红色导线接电源正极，蓝色接负极。 注意：表头有极性，判断电流的方向。 5、连接与调试：接通电源逐渐增大输入信号，指针偏转角也逐渐增大，达到允许测量范围的最大值时，指针正好指在满偏位置上。否则应重新修正电阻元件的参数值。 6、将记录结果分别填入下表：,测直流电流实验数据,测直流电压实验数据,五、实训分析 1、若用50 uA表头测量5mA电流不行，必须并联电阻。 熟悉电阻元件分压、分流的基本原理与运算公式 分流电阻的计算：RI1 = ImR0 / I1 -Im RI2 = I1RI1 / I2 2 、若用50 uA表头测量电压绝对不行！必须串联分压电阻。 分压电阻的计算：SV = 1 / Im R1 = V1SV - R0 R2 = ( V2 - V1 ) SV 3、了解电阻元件的标识（阻值）、材料（精密电阻）和使用功率。,电阻的色环标识,棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑,1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,第一位数,第二位数,倍乘数,允许误差,1,0,102,1000,(1k),误差：金色 5% 银色 10% 无色 20% 棕色 1%,10%,倍乘数,允许误差,1,0,0,102,10k, 1%,四色环色表法,五色环色表法,间距较宽,间距较宽,电阻器的测量,电阻器的测量方法：,万用表欧姆挡测量 电阻电桥法,万用表欧姆挡测量：,第一步：将波段开关置于欧姆挡适当量程,第二步：将表笔短接后调零 (每换一档均要调零）,第三步：测量（单手操作）,正确的测量方法,不正确的测量方法,？,因为造成了人体电 阻与被测电阻并联,实训二 照相机电子测光电路,一、实训目的 1、熟悉敏感元件的特性。 2、学会检测光敏电阻。 3、学习使用光敏电阻组成电子测光电路及典型应用。 二、实训设备及元器件 1、设备：万用表，直流稳压电源。 2、元器件：MG41-20A 光敏电阻； 三极管（9013）2只； 100 1 / 8W电阻 3只；47K电位器 1只；51K 1 / 8W电阻 1只；10K 1 / 8W电阻 2只； LED红、绿各一只。,三、实验原理： 如图，VT1、VT2接成对称工作状态，当各自得到的基极电流相同时，两只三极管同时导通，发光管LED1、LED2均点亮。光照较弱时，Rcds电阻很大，VT1得不到足够的偏置电流而无法导通，呈截至状态，LED1红色二极管不亮。而VT2导通，绿色发光二极管亮。当Rcds可得到足够的基极电流而导通时，红色发光二极管被点亮，因IC1增大使R6上端电位下降，VT2得不到足够的基极电流变为截止，绿色发光二极管熄灭。 应用到照相机测光系统中，Rcds透光孔中间插入以控制进光量的可调密度板（相当曝光圈调节），使用时，光线从孔板照射到Rcds上，移动密度板（调节光圈），使电路达到平衡，两个LED发光均匀，表示适曝。如其中一只亮而另一只不亮，则表示欠曝，这是移动密度板，可达到正确曝光的目的。电路中R4半可调电阻，是为设定适曝而设置的。,怪叫娃娃 该电路能产生一种随光线强弱变化音调的怪声有时如警笛，有时似雷鸣，有时像鸟叫。 试将光电二极管取代光敏电阻如何。,6v,555定时器功能表,四、实训流程 1、元器件检测 光敏电阻的检测 无光照，呈高阻态，暗阻值达1.5M。 有光照，电阻迅速下降，亮阻值1k以下。 可加交流和直流偏压。 三极管的检测、,基极B的判断： 当黑（红）表笔接触某一极，红（黑）表笔分别接触另两个极时，万用表指示为低阻，则该极为基极，该管为NPN（PNP）。,C、E极的判断： 基极确定后，在B与假设的C之间连一电阻，黑表笔接假设的C ，红表笔接E，测一阻值，调换表笔，再测一阻值，比较两次阻值，较小者黑表笔接的为集电极C。,2、调整设备：直流稳压电源输出3v，关闭。 3、依据原理图搭建电路，注意元器件较多，做到每个元件连接良好。 4、调试电路。,分立元件的检测及构成电路,实训三,1、了解分立元件在电子电路中的基本作用。 2、熟悉示波器、信号发生器的基本功能与使用。 3、了解仪表的使用。,一、实训目的,1、双踪示波器，信号发生器、万用表各一台。 2、0.01uF、0.1uF、1uF的电容器、5.1k、10k、 20k电阻各一个。 3、面包板一块、硬导线若干、常用工具一套。,二、实训设备及器件,(1)积分电路：由R、C元件组成的电路如下。R、C取值不同时，得到的输出波形不同。,三、实训原理,输入信号为Uom=4V ， f=1kHz的方波,R=10k，C=0.01uF，输入信号不变。,输入信号为Uom=4V ， f=1kHz的正弦波（红色）,(2)微分电路：由R、C元件组成的电路如下。 R、C取值不同时，得到的输出波形不同。,输入信号为Uom=4V，f=1kHz的方波,R=10k，C=0.01uF，输入信号保持不变。,输入信号为Uom=4V ， f=1kHz的正弦波（红色）,1、组成RC电路，取R=20k，C=0.01uF，将R与C元件插在面包板上。 2、将信号发生器作为信号源，调节信号发生器，使其输出Uom= 4V，f =1kHz的矩形电压信号，用示波器观察电路输入电压Ui(t)，UR(t)和Uc(t)波形。 3、观察RC积分电路，微分电路的输入、输出波形。 改变电路参数，观察电路输出波形的变化。,四、实训步骤,4、观察RC移相电路的输入、输出波形相位的变化。改变电路参数，观察电路输出波形相位变化的大小。 5、在实训指导书上记录相关的数据。,实训四 二极管的测试及应用电路,一、实训目的 1、进一步了解二极管的基本特性。 2、学会使用晶体管特性特性图示仪，观测二极管特性曲线。 3、掌握二极管在电路中的限幅作用。 4、掌握稳压管的测试方法及稳压特性。 二、实训设备与器件 1、设备：输出电压可调的直流稳压电源1台，双踪示波器1台，万用表1台。 2、器件：二极管2AP6两只， 5.1v、3.8v、6.3v稳压管各一只，1K、2k电阻1只，稳压管5.6v、6.2v各一只，1k电位器一只，导线若干。,三、实训原理 如图由 2AP6组成限幅电路，它是利用二极管单向导电性，把输出的电压值限幅在要求的范围内，在电路中起保护作用。Ui为输入正弦交流电压，峰值10V，直流电源UR13V，UR26V，限流电阻R1K，该电路的功能把输出电压U0的幅值加以限制。 注意 Ur1的接法，即直流稳压电源输出正极接电路板的公共地端，负极接二极管D1的正极。,四、实训步骤 1、测量各元器件参数； 2、调整仪器：用信号发生器做信号源，输入峰值为10V的正弦交流电压； 用直流稳压电源提供UR13V，UR26V的电压。 预热双踪示波器，调整好初始状态。 3、并按电路图在面包板上搭建电路。 当Ui幅值6V时，D2导通，D1截止，Uo6V。 当Ui幅值3V时，D1导通，D2截止，Uo3V 当Ui在3Ui +6V时，D1、D2均截止。 用双踪示波器观察输入电压Ui和输出电压Uo。,观察分析 二极管钳位电路 钳位电路是一种能改变信号的直流电压成分的电路，下图是一个简单的二级管钳位电路的例子。 设输入信号ui为幅度+2V的方波信号， 当ui0时，D截止， iD=0，回路无法放电，使电容C的电压保持uc=ui=2V，而输出电压： uo=ui+uc= ui+ 2V=4V,ui,稳压管,用万用表检测稳压二极管（如何区别二极管和稳压管）,稳压二极管的外型与普通二极管相似，极性判断方法与普通二极管相同，只有当外加反向电压超过稳压管的稳压值时，稳压管工作在稳压状态。,稳压值的判断：,仿真,实训五 整流滤波电路的设计及测试,一、实训目的 1、掌握单相半波、单相桥式整流电路的测试方法，并观察整流的输入输出波形。 2、观测电容滤波效果，不同电容值滤波效果不同。,二、实训设备及元器件 1、仪器：示波器、万用表。 2、元器件： 变压器：220v/15v 二极管： 1N4007 4只 电容 :220F / 50V、470F / 50V 、 1000F / 50V各1 电阻 ：100、1K、2K、10 K 各1,三、原理分析,整流原理：利用二极管的单向导电性,整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。,常见的整流电路： 全波整流,半波整流、桥式整流、,实训电路,半波整流（无滤波）,整流电压平均值 ：,流过二极管电流平均值 ：,每管承受的最高反向电压 ：,桥式整流（U2正半周、无滤波）,uD2uD4,整流电压平均值：,整流电流平均值 ：,流过每管电流平均值：,每管承受最高反向电压 ：,uD2uD4,u2,uD1uD3,桥式整流（U2负半周、无滤波）,整流电压平均值：,整流电流平均值 ：,流过每管电流平均值：,每管承受最高反向电压 ：,u2 uC时，二极管导通，电源在给RL供电，给电容充电， uC 增加，uo= uC 。,u 2uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。,= uC,桥式整流（有滤波）,(T 电源电压的周期),输出电压脉动程度与平均值Uo与放电RLC有关,RLC 越大 电容放电越慢 输出电压平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算取： Uo = 1. 2 U2 ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U 2（半波）,思考：负载RL 开路时，UO ？,为得到较平直输出电压,四、实训步骤,1、测量各元器件参数，并按原理图搭建电路。 2、观察不接电容和接上电容的输出波形。 3、观察改变电容的大小对输出波形的影响。 4、观察桥式整流与半波整流输出波形的不同。 5、记录以上波形，写出实训报告。,U2：15V,电容耐压： 1.1,记录实训数据、波形,电路元器件参数计算,要求: 1、观察整流滤波电路波形，总结分析桥式与半波、有滤波与无滤波电路参数的变化和波形的变化，以便于今后灵活应用。 2、将测试数据填入表格并写出实训报告。,实训六 单结管构成电路,一、实训目的 1、掌握单结管的特性及测试。 2、学会分析单结管构成电路的工作原理与应用。 3、培养简单电路的设计能力。 二、实训设备及元器件 设备：直流稳压电源、示波器、万用表 元器件：单结管1只、5.8v稳压管1只， 9012、9013三极管各2只、 0.022 、10uF/25V、100uF/25V电容各1只、 100、510、1.5K、2K、20K、 51K、68K、 100K 电阻各1只、红绿发光二极管各1只、扬声器1只。,三、单结管构成告警电路 1、实训原理 如图a用细导线将电容C短路，平时C充不上电，电路不起振，扬声器不发声。若不慎折断细导线，电路起振，扬声器发声报警。图b是断线变音调报警电路。VT1和R1、C1组成锯齿波发生器，晶体管VT2、VT3和C2、R3组成互补自激振荡器驱动扬声器发声。平时接在AB两点的细导线将电容C1短路，VT1、VT2和VT3均截止，扬声器不发声，一旦细导线被弄断，电路开始工作，互补自激振荡器的振荡频率由C2、R3决定，同时还受C1两端的锯齿波电压影响，因此扬声器发出变音调模拟警笛声。,2、实训步骤 检测各元件参数值是否符合要求，尤其单结管注意引脚识别。 按电路图搭建电路。注意9012的管脚。 用直流稳压电源供电。 改变C2、R3音调发生变化。调整电路参数使电路达到设计要求。 填写测量结果分析报告。,四、单结管构成的电池电压指示电路原理 当电池电压正常时，VTz击穿导通，使VT1和VT2导通，A点电位近似为零，VT3组成的振荡器停振，此时LED1亮，LED2灭。当电池电压降到设定值时VTz截止，VT1和VT2也截止，LET1灭。电源通过R4对C充电，当充到VT3的峰点电压时，VT3导通，LED2发光显示。同时，C上电荷经VT3放电，当放电到VT3的谷点电压时，VT3截止，电源又通过R4对C充电，这样周而复始，LED2闪烁告警，表明电池电压已不足。,注意：改变C的值可使LED2的闪烁频率发生变化,五、单结管的检测 1、符号：由1个PN结组成,2、检测 用指针式万用表R1K档 由于b1对b2相当于一个固定电阻, 表笔正、 反向测得电阻值不变, 不同的管子, 此阻值是不同的, 一般在312 k之间。 利用以上测量结果, 可找出发射极来。 e-b1、e-b2间正向电阻（黑表笔接e，红表笔接b）约为5K；反向电阻。可以判断e极，或判断好坏。 由于e靠近b2, 故e对b1的正向电阻比e对b2的正向电阻稍大一些, 用这种方法可区别第一基极b1和第二基极b2。 实际应用中, 如果b1、 b2接反了, 也不会损坏元件, 只是不能输出脉冲, 或输出的脉冲很小罢了。,管脚的判别方法 对于金属管壳的管子, 管脚对着自己, 以凸口为起始点, 顺时针方向数, 依次是e、 b1、 b2。 对于环氧封装半球状的管子, 平面对着自己, 管脚向下, 从左向右, 依次为e、 b2、 b1, 国外的塑料封装管管脚排列, 一般也和国产环氧封装管的排列相同。,S,E,UA,单结管构成张驰振荡电路,实训七 电子抢答器电路设计,一、实训目的 1、掌握可控硅的特性及在电路中的应用。 2、熟悉可控硅控制电路的工作原理。,二、实训设备及元器件 1、仪器：示波器、万用表。 2、元器件： 二极管1N4007两只 三极管：9011（NPN）、9012（PNP）各一只 可控硅MCR100-6四只 0.3A、2.5V指示灯四只 0.1F涤纶电容一只 3K、2K、20K电阻各一只 8扬声器一只 轻触开关四只,三、原理分析,闭合S抢答开始。 假定S3先按下，VS3触发导通，H3亮，VT1、VT2工作，扬声器发声，S3按钮操作者获得优先权。 VD1、VD2导通，A、B两点电位接近。再按下按钮，无足够触发电压使未导通可控硅导通，其他灯不会再亮。主持人断开S，再闭合，进行下一轮抢答。,四、实训步骤及要求,1、按电路图正确安装各元器件。 2、检查各元器件安装无误后，接上6V电源，把电流表串接在S开关两端（开关处于断开状态），测得电流约在1.25mA左右，用镊子短路可控硅阳极和阴极，扬声器发声，电流表读数约为175mA左右。 3、接通开关S按下轻触开关，其中相对应的一只指示灯亮，扬声器发声。此时再按下其他指示灯不会再亮。 4、断开开关S，再闭合，检查其他每个指示灯，可控硅是否正常。电路中可控硅、指示灯可根据情况增减。 5、写出实验报告。,、判断可控硅好坏,1）RGK正向小（小于2K）， RKG大（大于80K），正常。 指针式万用表电阻挡 红表笔为电池负 黑表笔为电池正 2）R1K档： AK之间正反电阻 ，正常。 若：正反电阻均为零或均很小，损坏。,实训八 双音报警电路,一、实训目的 1、掌握555构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成的多谐振荡器电路。 2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。 3、了解用电压调制频率的方法。 4、学会分析变化的信号波形。 二、实训用仪器及元器件 仪器：直流稳压电源、示波器、万用表 元器件：1、IC1、IC2：NE555时基电路。 2、R1、R2、R3：10K 1/ 8W 碳膜电阻 R2=100K R3 =150K 3、C1 = 10F / 16V(电解)、C4 = 100 F（电解）、 C2、C3 0.01F / 63V(涤纶)， B为8小功率电动式扬声器。,三、实训内容与说明 如图为两个555电路组成的报警电路，IC1：5脚为控制端，片内接比较器的反相输入端，电位为2/3VCC。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容（0.01F-0.1F）接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，当需要把它变成可控多谐振荡器时，可以在电路的5脚外加一个控制电压，这个电压将改变芯片内比较电平，从而改变振荡频率，当控制电压升高（降低）时，振荡频率降低（升高），这就是控制电压对振荡信号频率的调制。利用这种调制方法，可组成双音报警器。 IC1输出的方波信号，通过R5控制IC2的5脚电平。当IC1输出高电平时，IC2的振荡频率低，当IC1输出低电平时，IC2的振荡频率高。因此IC2的振荡频率被IC1的输出电压调试为两种音频，使扬声器发出“滴、嘟、滴、嘟”的双音声响。,四、实训步骤： 1、测量各元器件参数。 2、按原理图搭建电路。 3、调试电路并用示波器观察输出波形频率的变化。 4、如报警电路发出动画声音与实际生活中不同，可调整R1、C1、R3、R4和C3元件解决。 5、写出实验分析报告。,如图，用IC1的2、6脚的周期为1S的低频锯齿波信号作为IC2的调制信号，使IC2输出一个扫频矩形波，产生变调效果。晶体管VT接成射级跟随器，使IC1的2脚上的锯齿波经VT缓冲后加到IC2的5脚上，使IC2的振荡频率在0.67s内逐渐下降到一个低频率，再在0.33s内上升到原来的高频率，如此反复进行下去，使扬声器发出类似消防车的声音。,实训九 实用继电器电路,一、实训目的 1、掌握电磁继电器及固态继电器的应用及测量。 2、了解继电器的结构与工作原理。,二、实训设备及元器件 1、直流稳压电源 2、元器件： 电磁继电器：12V（1个） 固态继电器：1个 光敏电阻： （1个）光照电阻小 二极管：1N4007(1个) 三极管：9013（NPN,2个），9012（PNP,1个） 电容：0.047u（1个）、330u（1个） 电阻：510欧（1个）、560欧（1个）、1k（1个）、10k（1个）、25k（1个） 电位器：100k（1个） 开关：1个 灯泡：12V灯泡（4个），220灯泡（1个）,三、原理分析,固态继电器实训原理（如图光控电灯电路） 白天光照强，光敏电阻Rg阻值很小，VT1截止、VT2饱和导通，SSR控制电压小于3V，SSR关断，H不亮。 夜晚光线暗，Rg内阻增大，VT1导通，VT2截止，SSR导通，灯H点亮。,电磁继电器实训