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65 5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11 5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 1K 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50uA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 ImRI2 I1RI1 I22 若用50uA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 ImR1 V1SV R0R2 V2 V1 SV3 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 1234567890 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 51K1 8W电阻1只 10K1 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UR1 3V UR2 6V 限流电阻R 1K 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UR1 3V UR2 6V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 Uo 6V 当Ui幅值 3V时 D1导通 D2截止 Uo 3V当Ui在 3 Ui 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 1N40074只电容 220 F 50V 470 F 50V 1000 F 50V各1电阻 100 1K 2K 10K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 u2 uC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 2U2 桥式 全波 Uo 1 0U2 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R 1K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3 12k 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 1 F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 R 1K档 A K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 10 F 16V 电解 C4 100 F 电解 C2 C30 01 F 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 01 F 0 1 F 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 电磁继电器实训原理 如图摩托车转