武汉理工大学电子电工实习.docx

目录1实习目的12实习预备12.1安全用电12.2常用仪表的使用12.3常用电子元件的检测22.4手工焊接技术33实习内容43.1超外差式收音机的焊接与调试43.1.1超外差式收音机原理43.1.2超外差式收音机元件测量表63.1.3焊接与调试83.1.4.小结83.2报警器的创新设计93.2.1单元电路及元件介绍93.2.2报警器的工作原理113.2.3报警器元件测量表133.2.4报警器的创意及调试143.2.5小结153.3 家具图设计及其简易安装153.3.1实验器材153.3.2设计思想与原理153.3.3家具图的简易实现。163.3.4小结163.4三相异步电动机正反转控制线路的布线以及安装173.4.1实验器材173.4.2实验原理173.4.3三相异步电动机正反转的实现183.4.4小结184实习心得191实习目的电工实习是工科院校电类专业的必修课和学位课。通过实习加强学生对本专业知识的理解和掌握，培养学生的实践能力。掌握常用电子元器件的识别、检测，基本掌握手工电烙铁的焊接技术，手工焊接工艺，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。对后续专业课的学习做准备。2实习预备2.1安全用电（1）学习安全用电常识，提高安全用电意识。（2）使用电子仪器设备时，应先了解其性能，按操作规程操作。实验前先检查用电设备，再接通电源；实验结束后，先关仪器设备，再关闭电源。（3）若电器设备发生过热现象或出现焦糊味时，应立即关闭电源。（4）如离开实验室或遇突然断电，应关闭电源，尤其要关闭加热电器的电源开关。（5）电源或电器设备的保险丝烧断后，应先检查保险丝被烧断的原因，排除故障后再按原负荷更换合适的保险丝，不得随意加大或用其它金属线代替。（6）实验室内不能有裸露的电线头；如有裸露，应设置安全罩；需接地线的设备要按照规定接地，以防发生漏电，触电事故。（7）如遇触电时，应立即切断电源，或用绝缘物体将电线与触电者分离，再实施抢救。（8）电源开关附近不得存放易燃易爆物品或堆放杂物，以免引起火灾事故。（9）电器设备或电源线路应由专业人员按规定装设，严禁超负荷用电；不准乱拉，乱接电线；随时解决电器设备，工具，线路存在隐患。（10）严格执行学校关于用电方面的规章制度。不准带食物，饮料进入实验室。2.2常用仪表的使用 在电工实验室中常用的仪器仪表有万用表，信号发生器，示波器等，鉴于本实习主要目的是认识电工电子产品的原理和制作，为今后的专业课打好基础，所用的设备不多。在此只介绍万用表的使用。本实习所用万用表是MF47型机械指针万用表。MF47型以电池作能源的机械指针型万用表。可以用来测量以下几类参数：交直流电压，电阻，电流，三极管HFE。图1 MF47型万用表机械指针型万用表分为表头，表盘，电路板，表笔几部分。表头是电磁驱动指针在刻度盘上指示测量数值的。表头的工作电流很小，约几微安至几十微安。测量时通过接配不同的测量电路达到不同的测量目的。水平放置时，表头上的指针应该处于左侧“0“位。如果不是，应调节表头正中的按钮使之为0.表盘指针下方是一个多触点的专用开关。通过开关接触不同的电路完成不同的项目测量。电路板上装有测量电路与表头相连接构成不同的功能测量电路。表笔是万用表的输入线，接触电路中的被测点就能使万用表接入电路，红笔插入+，黑笔插入-。机械型万用表在使用中要注意量程的选用。在不知道被测值的情况下要选用最大的量程，在能估计到被测数据时要选用万用表指针指示尽量在居中45度范围内。2.3常用电子元件的检测（1）三极管调零后转动开关到HFE处，将三极管ebc对应插入晶体管座，在表盘HFE刻度线上读取三极管放大倍数；将万用表拨到X1K档，调零后分别测量BE，BC的正反向电阻。说明：因为PN结得到点是非线性的，在不同的电压下就会有不同的结果。所以规定用X1K档测量。（2）二极管二极管由一个PN结构成，具有单向导电性，用万用表电阻档测量时会出现正向导通（数据可读），反向截止（电阻无穷）。规定用X1K档。（3）电容对于电解电容，用万用表电阻X1K档测量。将万用表拨到电阻X1K档，用表笔将电容的两极短路放电后，正反两次对电容进行充电。好电容应能完成充电和放电的过程，摆动幅度。充放电的时间受容量控制。如果出现电阻为零或一个固定值，说明电容击穿；如果指针不动，说明电容失效；如果放电时指针没有退回左侧有缓慢向右，说明电容有漏电。（4）变压器共有天线线圈，震荡线圈，中周，输入变压器，降压变压器。分别测量初级内阻，次级内阻，初次间不能短路。注意震荡线圈初次级不能和屏蔽外壳连通；中周初次级和屏蔽外壳不能短路。2.4手工焊接技术 焊接的目的是要使元件和印刷电路板之间达到可靠的电连接和对元件牢固的固定。焊接的好坏，将直接影响电子产品的质量。（1）工具介绍烙铁：烙铁有内热式和外热式的区别，功率不同发热量也不尽相同。烙铁头根据要求的不同也形状各异。本实习选用的是20W内热式斜面型的电烙铁。内阻为1.7到3.0K。使用前要将烙铁头上的镀烙层锉掉并涂上锡。焊锡丝：焊锡丝是由一定比例的铅锡合金包裹松香芯拉丝而成。为适宜不同的焊接要求有不同的直径，因根据焊点的大小选用。（2）焊接方法首先将处理干净的元件插入印刷电路板的指定位置，反转过来焊盘朝上放置。右手持处理好烧热的电烙铁斜面向上以45的角度接触焊盘约1到2秒，以左手持焊锡丝涂向已加热的焊盘。当焊盘被融化的锡覆盖后左手抽走焊锡，右手移走烙铁。这样一个焊点就完成了。（3）拆除焊点的方法把电路板固定，用镊子夹住元件，用烙铁加热焊点，趁焊锡融化时把元件从孔中拉出，用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡，为下次焊接做准备。3实习内容本次实习共有四部分：超外差式收音机的焊接与调试，报警器的创新设计，家居图设计及其简易安装，三相异步电动机正反转控制线路的实现。3.1超外差式收音机的焊接与调试3.1.1超外差式收音机原理图2超外差式收音机原理图超外差式收音机原理图如图2所示，其电路各部分功能及其工作方式如下：（1）输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路，T1是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f1/2LabCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号。中频只是改变了载频的频率，原来的音频包络线并没有改变。中频信号可以更好地得到放大。中频信号经检波并滤除高频后得到的音频信号（图中D处），再经低放和功率放大后，推动扬声器发出声音。（2）变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VT1为中心，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号（高频信号）变换成固定的465KHz的中频信号。VT1、T2、CB等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。由于C1对高频信号相当于短路，T1的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、CB控制，CB是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈，其初次线圈绕在同一磁芯上，它们把VT1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。（3）混频电路混频电路由VT1、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是：（磁性天线接收的电台信号）通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过T1的次级线圈Lcd送到VT1的基极，本机振荡信号又通过C2送到VT1和发射极，两种频率的信号在T1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率高于电台频率465KHz的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。（4）中频放大电路主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz。由于中频放大电路比高频信号更容易调谐和放大，所以使超外差式收音机灵敏度和选择性都较高。（5）检波和自动增益控制电路中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管VT3，VT3既起放大作用，又是检波管，VT3构成的三极管检波电路，这种电路检波效率高，有较强的自动增益控制（AGC）作用。AGC控制电压通过R3加到VT2的基极，其控制过程为：外信号电压Vb3Ib3Ic3Vc3；通过R3，使Vb2Ib2Ic2外信号电压。检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号。C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。（6）前置低放电路检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。（7）功率放大器（OTL电路）功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。变压器T5做倒相耦合，C9是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。3.1.2 超外差式收音机元件测量表（1）固定电阻测量表1 固定电阻测量情况序号位号标称值允许误差欧姆档量程测量值实际误差适用判断备注1R1200K10%X1K200k02R21.8K10%X1001.72k0.08k3R3120K10%X1k120k04R430K10%X1k29.5k0.5k5R5100K10%X1k95k5k6R610010%X109557R712010%X1012008R810010%X109829R912010%X10120010R1010010%X1099111R1133010%X103282（2）可变电阻其测量表2 可变电阻测量情况序号标称值欧姆档量程固定电阻R12可调电阻4-5通断是否可靠R13R2315KX1K5K0-4.8K0-4.8K是（3）固定电容器测量表3 固定电容器测量序号位号标称值额定工作电压欧姆档量程有无击穿，漏电，失效适用判断备注1C1103耐压1k无2C2682耐压1k无3C310u25V1k无4C4223耐压1k无5C5223耐压1k无6C60.47u50V1k无7C7223耐压1k无8C8100u10V1k无9C9100u10V1k无（4）晶体三极管测量表4 晶体三极管测量情况序号位号型号欧姆档量程 X1k万用表测hFEbe正向电阻bc正向电阻be反向电阻bc反向电阻1VT1901811.8k11.2k802VT2901811.7k11.2k733VT3901811.8k11.2k714VT490149.8k9.5k1705VT590139.6k9.5k2306VT690139.6k9.5k230（5）电感元件（变压器）的测量表5 变压器的测量情况序号位号名称型号欧姆档量程连线示意图初级阻值次级阻值初次级间有无短路1T1磁棒线圈X14.60.7无2T2中周红X14.30.6无3T3中周白X16.20.4无4T4中周黑X16.21.4无5T5输入变压器X112034:4456:46无3.1.3焊接与调试（1）焊接焊接过程中出现了一些问题，开始的时候，我焊接出来的结点总是出现不了老师所说的那种锥形，发亮的效；而且烙铁带不走锡，移走烙铁的时候，结点会出现一个尖尖，很不好看。烙铁打磨的没有问题，可以粘住锡，后来听说锡可能是劣质的，就去换了一段锡，接下来就焊接的比较轻松。 焊接的时候，把一个中周焊接错位置了，就直接把那个中周给废掉了，换了一个。（2）调试收音机各级电流的测量如下：表6 收音机各级电流IaIbIcId0.5mA1mA4.2mA2mA各级电流基本符合理论情况，遂将ABCD四点各自焊接起来，导通。收音机就发出了声音，只是声音比较小；调节三个中周，使声音达到了最大。接下来调节了一下相应的螺丝，使调节音量和调频螺盘滑动自如；再贴上相应的标签，一个收音机便做好了。3.1.4.小结 本次试验并不是很顺利，中间出现过很多差错，但是最后收音机并没有经过太多的修整，就达到很好的效果，让人感到欣慰。首先锡丝是劣质的，失败了很多次，浪费了很长时间，有点气馁，有一种想放弃的感觉，但是坚持了下来，换了锡丝之后，焊接的很快。在焊接过程中，不小心焊接错了一个中周。还记得老师强调过，中周焊接错了，整个板子就废了，没有其他办法。当我发现接错了之后，发现老师确实说的是对的，因为中周有5个脚，很难把它卸掉，除非同时用上5个烙铁。这种状况下，我发现没有退路，就冷静下来思考了一下，最后决定从上面把中周敲碎，把五个脚分开，把中周卸掉了，又去要了一个中周换上。所以说，不要轻易放弃，犯了错误之后能冷静下来，寻找解决之道。3.2报警器的创新设计3.2.1单元电路及元件介绍（1）全波桥式整流电路由四个整流二极管VD1-VD4接成典型的全波整流桥，交流电分两个半周流过后变为直流。图3 全波整流桥（2）555定时器555定时器是一种模拟和数字相结合的中规模集成器件，可以构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等，也可构成多谐振荡器，组成信号产生电路。 采用不同形状的脉冲信号对555 振荡电路产生的矩形波信号进行调制，可以产生出不同效果的模拟声。其引脚图如图4所示：图4 555引脚图555定时器应用广泛，简单，主要能够构成施密特触发器，单稳态触发器，多谐振荡器，以及由这些电路组合而成的各种功能不同的电路。这里主要介绍一下多谐振荡器。原理图如图5所示：图5 多谐振荡器其工作原理为：当电路与电源接通瞬间，C2两端没有存储电荷，两端的电压为零，555定时器的2、6两端输入电压为零，即出现6端输入电压小于2/3Vcc，2端的输入电压小于1/3Vcc的情况，集成运算放大器的A1输出高电平，A2输出低电平，基本RS触发器置1工作状态，输出信号Vo为高电平，晶体管截止，电源Vcc经R5、R6、C2到公共端对电容C2充电。这种情况一直维持到C2的两端电压略超过2/3Vcc。当C2的两端电压略超过2/3Vcc时，出现6端输入电压大于2/3Vcc，2端的输入电压大于1/3Vcc的情况，集成运算放大器的A1输出低电平，A2输出高电平，基本RS触发器清零工作状态，输出信号Vo为低电平，使晶体管导通，电容C2经C2、R6、晶体管T到公共端放电。这种情况一直维持到C2的两端电压略低于1/3Vcc。此后又从新回到上述的充电过程，如此周而复始，形成振荡，产生矩形脉冲波输出。（3）7805芯片7805芯片引脚图如图6所示：1进2出，3为公共端。图6 78057805是我们最常用到的稳压芯片了，使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压恰好为5v。3.2.2报警器的工作原理报警器的原理图，装配图，布线图见手工绘图1。稳压报警器电路可由六部分电路组成：整流，滤波，稳压，多谐振荡，报警。（1）整流电路本实验电路采用单相桥式全波整流电路，具体可分为变压和整流两部分。变压部分主要由磁感线圈组成，作用是将220V的交流电变换成电路所需的低压交流电（9V）。整流部分采用四个二极管，其工作原理可分析如下。 图7 整流工作原理图在e2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。在e2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。根据上述分析，可得桥式整流电路的波形都是单方向的全波脉动波形。（2）电容滤波电路在整流器的输出端并联一个滤波电容，就是电容滤波电路。图8 带载时桥式整流滤波电路接通交流电源后，二极管导通，整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在 时刻，即达到u2 90峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。先设达到90后，二极管关断，那么只有滤波电容以指数规律向负载放电，从而维持一定的负载电流。但是90后指数规律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超过90以后有一段时间二极管仍然承受正向电压，二极管导通。随着u2的下降，正弦波的下降速率越来越快，uc 的下降速率越来越慢。所以在超过90后的某一点，例如图5(b)中的t2时刻，二极管开始承受反向电压，二极管关断。此后只供电流，直至下一个半周的正弦波来到，u2再次超过uc，如图8中的t3时刻，二极管重又导电。以上过程电容器的放电时间常数为:d=RLC电容滤波一般负载电流较小，可以满足d较大的条件；负载输出电压V0在外特性上在(1.11.4)V2的范围内，在工程设计中一般取V0=(1.11.2)V2；所以输出电压波形的放电段比较平缓，纹波较小，输出脉动系数S小，输出平均电压Uo)大，具有较好的滤波特性。（4）稳压电路 稳压电路由集成稳压器7805和与之相连的电容构成。Cw7805输出为+5V,最大电流为1.5A。用78/79系列组成的稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。（5）多谐振荡电路 图 9 多谐振荡器的电路形式与输出电压波形电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T10.7(R1+R2)C；暂稳态的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T20.7R2C。 因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2R1，则D1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。（6）报警电路 本实验中采用声光报警，由两个发光二极管和一个蜂鸣器组成，其中一个发光二极管为电源指示灯。由于555芯片中的3接口输出电压为矩形脉冲，当输出电压为高电平时，三极管9013导通，三极管8550截止，蜂鸣器响，发光二极管LED1亮，发光二极管LED2熄灭；当输出电压为低电平时，三极管9013截止，三极管8550导通，发光二极管LED1熄灭，发光二极管LED2亮。3.2.3 报警器元件测量表（1）固定电阻器测量表7 固定电阻器测量情况序号位号标称值允许误差欧姆档量程测量值实际误差适用判断1R156010%10540202R210010%109913R310K10%1K9.5K0.5K4R41K10%100990105R510K10%1K9.8K0.2K6R61K10%100990107R71K10%100990108R81K10%10099010（2）晶体三极管测量表8 晶体三极管测量情况序号位号型号欧姆档量程 1K万用表测HFEbe正向电阻bc正向电阻be反向电阻bc反向电阻1VT190131501502502VT2855015154250（3）电容器测量表9 电容器测量情况序号位号标称值额定工作电压欧姆档量程有无击穿、漏电、失效适用判断1C1470uF25V1K无2C2100uF25V1K无3C3103(0.01uF)耐压1K无3.2.4报警器的创意及调试 用提供的元件，将报警器的装配图，设计为左右对称，平面为一“十字架”。另外，我将电容C1放在了四个二极管之间，这样既美观有可以节省导线。将元件焊接在电路板上取得良好的实物效果。第一次调试时，电源指示灯都不亮，于是仔细检查了布线，发现缺少两根接地的线，将其补上后，指示灯还是不亮。用万用表测量C1两端电压，发现电压值为零，但是二极管方向没有放错，且变压器次级电压满足要求。在测试过程中，发现万用表指针接触7805的输入端和整流电路的输出端，电铃响了，故考虑两者是否接触不良，重新焊接了两点间的导线，达到了预期的效果，报警器的实现完成了。3.2.5小结本实验主抓创新，这样既可以激发学生的兴趣，又可以提高学生的动手能力。电路原理图已提供，如何创新是最重要的。从想出创意到设计再到实现，是一个完整体系，完全是由一个人来完成，当看到自己的创意可以实现时，觉得很有成就感。3.3 家具图设计及其简易安装3.3.1实验器材表10 家具图实验器材序号名称个数备注1电源接口12外接空开13内接空开14空调插座15单相三极开关带插座、电话线和网线接头26灯座27白炽灯28电表19导线若干10组装板13.3.2设计思想与原理（1）设计思想结合家庭房间的布局设计家庭电气的电路设计，家庭用电一般是220V的交流电，从外界引入单相的220V交流电，即一根火线和一根零线。家庭用电可根据情况分成不同的几路，每一路单独控制，便于检修和安全。外界引入的单相交流电经过一个空气开关后接入单相电表，这个空气开关的作用是隔开家庭电路和外界总电路，防止一个家庭的电路出现故障而影响到整个电路。单相电表的作用是记录家庭的总用电量。从单相电表出来后