电子设计与实习实验报告.doc

电子实习与设计报告 姓 名： 张 伟 学 号： 20100612 专 业： 机械工程及自动化 一、目的与要求 电子实习与设计是一门重要的实践课程。通过实习加深对课堂知识的理解，初步了解和掌握一般电子产品安装、焊接工艺的基本知识和操作方法；掌握部分专用及常用电子仪器、仪表的使用方法，初步掌握一般电子产品的设计、安装、调试与检测方法，培养动手能力、创新能力以及严谨、科学的工作作风，使学生在实践中学习新知识、新技能、新方法，为毕业设计及今后工作奠定基础。2、 实习与设计内容 S66D AM调幅 收音机(一)电子实习的目的及意义现代生活离不开电，我们每个人都必须掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过电子实习可使我们学会一些常用电工工具、仪表、开关元件等的使用方法及工作原理。接触电学知识，实现理论联系实际，并为后续专业课程的学习打下一定的基础。收音机是最常用的家用电器之一，通过这次实习，我们应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用 ，并学会排除一些常见故障。锡焊技术是电工、电子工艺的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。（1） 实习目的： 通过收音机组装实习，掌握基本的焊接技术，学会元件识别、测试、质量检验和安装的方法。掌握万用表的使用方法，学习掌握超外差式收音机的基本工作原理，学会识别电路原理图与印刷图，学会电子设备的整机装配、调试方法等，了解电子产品的装配过程。从而锻炼和提高动手能力，严谨的科学作风，巩固和加深对电子学理知识的理解和掌握。 （2）实习要求：为保证装配到线路板上的元件质量，要求严格按照下列步骤装配每一个元件： 第一步，用万用表测试元件并记录测试结果。 第二步，观察元件引线，如表面有氧化，清楚氧化层。 第三步，元件引线镀锡（新元件可免此步骤）。 第四步，结合原理图与印刷图插接元器件。 第五步，检查插接的元器件。 第六步，焊接元器件。测试记录要求： a. 元器件在电路中的编号 b. 元器件的类型（电阻、电容） c. 测量结果（标称值、实测值）电阻：色码、实测值电容：容量、级间电压、电解电容的极性电感、中周、本振、变压器：初次极电阻二极管：方向（实体图）、级间正反向电阻三极管：类型（PNP/NPN）、放大倍数、各级间正反向电阻（2） S66D超外差式调幅收音机的工作原理 工作方框图（3） 安装步骤 A、清点材料：按元件清单一一对应，记清每个元件的名称与外形。打开时要小心，以免零件丢失。清点材料时将机壳后盖当容器，将所有的东西都放在里面。清点完后请将暂时不用元件、材料放回塑料袋备用。 B、二极管、电容、电阻的认识：测好电阻的阻值然后别在纸上，按顺序焊接，以免漏掉电阻，焊接完电阻之后用万用表检验一下各电阻是否还和以前得值是一样（检验是否有虚焊）。元件的大小与极性一定不能弄错，二极管用万用表测得；电容看引脚，长正短负。电阻色环读法 倍率 误差电阻色环的规律，金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边。表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远。我们用的电阻大都允许误差是5%的，用金色色环表示，因此金色一般都在最右边。C、焊接：1 去氧化层：左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条轻刮元件脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。新元件免去此项。2 元件弯制： 用镊子夹住元件根部，将元件脚弯制成形，距根部大约1- 2 mm。3 元件插放：立式插法的元件只要弯一边 。 4 元件焊接：烙铁必须插在烙铁架中；电烙铁加热的进程中要及时给裸铜面搪锡否则会不好焊；加热中要把斜面靠在元件脚上使加热面积最大；焊点高约1.5mm直径与焊盘一致脚高出约0.5mm。5 元器件的焊接与安装：注意不仅要位置正确，还要焊接牢固可靠，形状整洁美观。间距由孔距决定。电解电容紧贴底板安装。6 焊接中周及变压器，为了使印刷电路板保持平衡，我门需要先焊两个对角得中周，再焊接之前定要辨认好中周得颜色，以免焊错。7 焊接天线线圈时，四根线一定要按照电路图准确无误得焊接好。8 焊接喇叭和电池座。按照图纸并按以上顺序有条不紊地进行焊接工作。（四）检测 如上图1S66D型电原理图“”为集电极电流测试点，电流参考值见图上方。电流检测都正确后，将A、B、C、D四点分别焊接。(1)通电前准备:a.自检，互检，使得焊接及印制板质量达到要求，特别注意各电阻阻值是否与图纸相同，个三极管、二极管是否有极性焊错，位置装错以及电路板线条断线或短路，焊接时有无焊锡造成的电路短路现象。b.接入电源前必须检查电源有无输出电压（3V）和引出线正负极是否正确。(2)初测：接入电源（注意+、-极性），将频率盘拨到530KHz无台区，在收音机开关不打开的情况下首先测量整机静态工作总电流“Io”,然后将收音机开关打开，分别测量三极管T1-T6的E、B、C三个电极对地的电压值（也叫静态工作点），测量时防止表要测量点与其相邻点短接。如果Io15mA应立即停止通电，检查故障原因。过大或过小都反映装配中有问题，应该重新仔细检查。下面给出参考值： 表1 参考测量值工作电压：Ec=3V工作电流：Io=10mA三极管V1V2V3V4V5V6e100.056000b1.560.630.630.650.620.62c2.42.41.651.8533(3)试听：如果各元件完好。装配正确，初测也正确，即可试听。接通电源，慢慢转动调谐盘，应能听到广播声，否则重复（1）要求的各项检查内容，找出故障并改正，注意在此过程中不要调中周及微调电容。（五）调试经通电检查并正常发声后，可进行调试工作。（1）调中频频率目的：将中周的谐振频率调整到固定的中频频率“465KHz”这一点上。a将信号发生器的频率指针放在465KHz位置上。b打开收音机开关，频率盘放在最低位置，将收音机靠近信号发生器。c用改锥按顺序微微调整T4、T3。反复调整T4、T3，使收音机信号最强。（2）调整频率范围目的：使双联电容全部旋入活全部旋出，所接频率范围恰好是整个中频波段。a 低端调整：信号发生器调至525KHz ，收音机调至530KHz位置上，此时调整T2使收音机信号出现并最强。b 高端调频：将信号发生器调至1600KHz，收音机调至1600KHz，调C1b使信号出现最强。c 反复上述a、b两项调整2-3次，使信号最强。（3）统调（调灵敏度，跟踪调整）目的：使本机震荡频率始终比输入回路的谐振频率高出一个固定的中频频率“465KHz”。方法：低端：信号发生器调至600KHz，收音机低端调至600KHz，调至线圈T1在磁棒的信号最强。 高端：信号发生器调至1500KHz，收音机高端调至1500KHz，调C1a使高端信号最强。 高低端反复2-3次，调完后即可用蜡将线圈固定在磁棒上。（六）错误及试调 收音机通电后，发现有声音，但是声音很小。检查出是调频的旋钮没有安装好，用螺丝拧紧后，调频方便，而且声音大些了。 做出来的收音机有声音，能收到广播电台，但是频道很少。通过查资料，我明白原来收音机组装好了以后，还有一个最重要的步骤就是“统调”，收音机的灵敏度主要取决于“统调”技术： 第一，调频率覆盖，保证收音机能接收到整个波段的信号；第二，调中周，即中频频率，全部精确的调整到465KHz。高放调整好了，灵敏度就上去了。 能收到更多的台。（七）心得体会 在我的认识里，工科的课程学习总是枯燥乏味且平面化、单调化、难懂的。而且在我们所学的课程里，真正能马上运用到实际的实在少之又少，所以理论化的知识即使能停留在脑海里却也不能持续很长的时间。而这五天的实习安排却毫无单调乏味的感觉，似乎我们每天都在等待接收新的知识，因为这五天的学习积累终会给我们带来一个实实在在自己动手完成的作品。这次，自己一点点装配一个收音机，对我来说很有吸引力。通过老师的讲解，收音机的工作原理一点点呈现在我们面前，同时，每天讲解一部分的工作原理然后进行这一部分元器件的装配焊接更能加深我们对原理的掌握同时又增强实践动手能力。而在这样一个过程中其实蕴含着大量的知识：首先我们要掌握焊接的各方面知识，通过练习能熟练焊接，我们还要掌握元器件的识别以及功能的检测，我们要学习按照装配图安插元器件，同时了解电路的工作原理。整个过程培养了我们细心、耐心的做事方式和态度。老师不断地叮嘱我们要好好地进行焊接练习，练习焊接虽然看似过程简单，但这整个过程就像达芬奇画鸡蛋，无论要做的事或是工作有多高的技艺，都是要从基础实打实的练起。无论我们做什么事，基础的工作有多么枯燥乏味，都需要我们付出认真的态度和踏实的行动，如同盖楼，地基的不扎实会限制整座楼的高度，甚至会造成大楼的倒塌。这次的实习收获很多，最大的收获便是自己能成功地完成一台收音机的装配，并且让它能正常工作。第一次靠自己完成一个以前只会使用而并不了解其内部构造的家用电器，很有成就感。在自己的装配过程中，其实也可对收音机的工业生产窥探一二，从中了解一些收音机装配的工艺技术。数字钟的设计（一）设计任务与要求1. 采用中规模集成电路设计一台可以直接显示“时”、“分”、“秒”的数字钟。2. 其中时为24进制，分、秒为60进制。3. 当电路发生走时误差时，具有校时功能。可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。4. 整点能自动报时，要求报时声响四低一高，最后一响为整点。（二）方案设计与认证1、课题分析数字时钟一般由6个部分组成，其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器，由不同进制的计数器，译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器、译码器和显示器构成，“分”、“秒”显示分别由六十进制计数器、译码器构成。其原理框图如图1所示。 图12、方案认证 （1）振荡器 振荡器是计时器的核心，主要用来产生时间标准信号，也叫时基信号。数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及稳定度。振荡器的频率越高，计时的精度就越高，但耗电量将增大。一般采用石英晶体振荡器经过分频后得到这一信号，也可采用由555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号。 （2）分频器 振荡器产生的时基信号通常频率都很高，要使它变成能用来计时的“秒”信号，需由分频器来完成。分频器的级数和每级的分频次数要根据时基频率来定。例如，目前石英电子钟多采用32768 Hz的标准信号，将此信号经过15级二分频即可得到周期为1s的“秒”信号。也可选用其他频率的时基信号，确定好分频次数后再选择合适的集成电路。 （3）计数器 数字钟的“秒”、“分”信号产生电路都由六十进制计数器构成，“时”信号产生电路由二十四进制计数器构成。“秒”和“分”计数器用两块十进制计数器来实现是很容易的，它们的个位为十进制，十位为六进制，这样，符合人们通常计数习惯。“时”计数也可以用两块十进制计数器实现，只是做成二十四进制。上述计数器均可用反馈清零法来实现。 （4）译码显示电路 因本设计选用的计数器全部采用二十进制集成块，因而计数器的译码显示均采用BCD七段显示译码器，显示器采用共阴极或共阳极的七段显示数码管。 （5）校时电路 在刚开机接通电源或计时出现误差时，都需要对时间进行校正。校“时”电路的基本原理是将周期为0.5s的脉冲信号直接引进“时”计数器，同时将“分”计数器置零，让“时”计数器快速计数，在“时”的指示达到需要的数字后，切断0.5s的脉冲信号。 （6）整点报时电路 数字钟整点报时是最基本的功能之一。此电路要求每当“分”和“秒”计数器计到59分50秒时，便自动驱动音响电路，在10s内自动发出5次鸣叫声。要求每隔1s叫一次，每次持续时间为1s，共响5次，并且前四次为低音，最后一响为高音，此时计数器正好为整点（“0”分“0”秒）。（三）单元电路设计与参数计算 （1） 振荡器及分频器 图3中采用555定时器与RC组成的多谐振荡器，振荡频率f0=1KHz。Rp为可调电位器，微调Rp可以调整振荡器的输出频率f0。电路的振荡周期T0t1+t2=1ms,其中t1=0.7(R1+R2+Rp)C2,t2=0.7R2C2。如果选定脉冲占空比q=t1/T0=0.6，则t1=0.6T0=0.6ms,t2=T0-t1=0.4ms。若选择电容C20.1uF，则R2=t2/0.7C2=0.410-3/0.70.110-6=5.17k，取标称阻值R25.1 k。由R1+Rp=(t1/0.7C2)-R2=0.610-3/0.70.110-6-5.110-3 =3.47 k，可取R13 k，Rp=2 k。 555定时器构成多谐振荡器产生的1KHz振荡频率，需要用功片74LS90组成的十进制计数器进行级联后分频，每片均为十分频电路，经过3片74LS90级联后，可获得周期为1s的脉冲信号，如图3所示。 （2）时、分、秒计数电路 有了秒脉冲信号，则可按照60s为1min，60min为1h，24h为一天来设定时、分、秒计数电路。分和秒计数器都是模为60的计数器，采用中规模集成电路十进制计数器至少需要两片。“秒”个位计数器的时钟CP信号是由分频器提供的周期为1s的脉冲信号，“分”个位计数器的CP信号是由秒计数器提供的进位信号，“分”计数器的进位信号送至“时”个位计数器的CP端。它们的个位是十进制计数器，而十位是六进制计数器，其计数规律为0001585900，当计满60时产生一个进位信号。因此，可选用一片双重BCD加法计数器CC4518。采用反馈清零的方法实现六十进制计数器，其电路如图4所示。 “时”计数器是二十四进制计数电路，也可选用一片CC4518采用反馈清零的方法实现二十四进制。其电路如图5所示。 （3）译码显示电路译码显示电路的功能是将“时”、“分”、“秒”计数器输出的4位代码翻译并显示相应的十进制数的状态，通常译码器和显示器是配套使用的，如果选用共阴极发光二极管数码显示器BS201/202，则译码显示电路可采用CC4511BCD七段译码驱动器。其引脚排列如图6所示。 （4）校时电路校时电路如图7所示。3个控制开关S1、S2、S3分别用来实现“时”、“分”、“秒”的校准。开关处于正常位置时，分别接高电平，门3、门6、门8被封锁，校准信号不能通过3个门，所以“时”、“分”、“秒”的计数器按正常计数。当按下S1至“校时”位置时，S1闭合，门3打开，由分频器CC4060送来0.5s的脉冲信号直接进入“时”计数器，使小时指示每0.5s计一个字，达到快速校时的目的，同时0.5s的脉冲信号送入“分”计数器的置0端，使“分”置0。“时”校准后，放开开关S1。当按下开关S2至“校分”位置时，和“校时”的原理一样，将0.5s的脉冲信号直接送入“分”计数器的CPA端的“秒”计数器的置0端，使“分”指示快速计数，同时将“秒”计数器置0。“分”校准后，放开开关S2.“秒”校准控制着一个RS触发器（实际电路可用双D触发器74LS74集成块中的一个D触发器来实现RS的功能）的状态。当S3处于正常位置时，触发器置“1”，Q/端输出低电平，关闭门8，Q端输出高电平，使门7打开，“秒”信号正常进入“秒”计数器，使时钟正常计时。当按下开关S3至“校秒”位置则触发器置“0”，Q端输出低电平，关闭门7，Q/端输出高电平，打开门8使0.5s的脉冲信号进入“秒”计数器，此时，“秒”计数器快速计时，待“秒”校准后，放开按键S3，使其恢复正常位置。（5）整点报时电路整点报时电路如图8所示，包括控制门电路和音响电路两部分。第一部分为控制门电路部分。当“分”和“秒”计数器计到59分50秒时，从59分50秒到59分59秒之间，只有“秒”个位在计数，而“秒”的十位，“分”的个位，“分”的十位中CQC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不变。将它们相与，即CQC4QA4QD3QA3QC2QA2作为控信号，去控制门15和门16。在每小时的最后10s内C1。门15输入端加有频率2048Hz的信号B（可取自分频器CC4060的Q4端），同时又受QD1和QA1的控制，即C在59s时，QD1QA1C1，门16被关闭，门15打开，B信号通过门15；门16输入端加有频率1024Hz的信号A（可取自分频器Q5端），同时又受QD1和QA1控制，即C在51s、53s、55s、57s时，QD1/ QA1C1,门15被关闭，门16打开，A信号通过门16。则Z