电子实验报告

电电子子信信息息系系统统综综合合实实验验报报告告 一一 实实验验目目的的 1 熟悉电路板的制作过程 2 掌握 protel 99 的使用 3 对一般常用电子器件的识别和测量 4 掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺 5 掌握电路图的分析方法 6 掌握简单电子线路的调试技巧和方法 二二 实实验验设设备备及及器器材材 手电钻 电烙铁 曝光机 斜口钳 感光敷铜板 显影剂氯化铁溶液 焊锡 电子元器件 万用表 示波器等 三三 实实验验内内容容 1 1 p pr ro ot te el l 学学习习 1 protel 简介 PROTEL 是 PORTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 软件 在电子行业的 CAD 软件中 它当之无愧地排在众多 EDA 软件的前面 是电子设计者的首 选软件 它较早就在国内开始使用 在国内的普及率也最高 有些高校的 电子专业还专门开设了课程来学习它 几乎所有的电子公司都要用到它 许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用 PROTEL Protel99 SE 共分 5 个模块 分别是原理图设计 PCB 设计 包 含信号完整性分析 自动布线器 原理图混合信号仿真 PLD 设计等 Protel99se 就是 protel 的一个出色的版本 本实验用的就是 Protel99se Protel99SE 是应用于 Windows9X 2000 NT 操作系统下的 EDA 设计软件 采用设计库管理模式 可以进行联网设计 具有很强的数 据交换能力和开放性及 3D 模拟功能 是一个 32 位的设计软件 可以完成 电路原理图设计 印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作 可以设 计 32 个信号层 16 个电源 地层和 16 个机加工层 Protel 99 SE 的功 能特性 开放式集成化的设计管理体系 超强的修改与编辑功能 强大 的设计自动化功能 2 protel 原理图绘制 原理图绘制过程需要用到的快捷键 page up 放大窗口显示比例 page down 缩小窗口显示比例 delete 删除点取的元件 1 个 ctrl delete 删除选取的元件 2 个或 2 个以上 x 将浮动图件左右翻转 y 将浮动图件上下翻转 space 将浮动图件旋转 90 度 x a 取消所有被选取图件的选取 状态 end 刷新屏幕 alt backspace 恢复前一次的操作 ctrl backspace 取消前一次的恢复 alt f4 关闭 protel 绘制流程 新建原理图文件 File new 输入名称 更改保存路径 ok 双击 document file new schematic document 即后缀为 SCH 的原理图文件 添加元件库 Browse Sch Add Remove 根据路径找到元件库 Ddb Add 注意 删除以前添加过的不需要的元件库 放置元件 在 Browse Sch 的下拉菜单中找到 Library 选择元件库 选择元 件 单击 place 将元件放到指定位置 注意 电源和接地线都可以在绘图工具栏中找到 绘制导线 单击绘图工具栏中的绘制导线按钮 根据实验电路 LED 闪光电路 图连线 给元件添加封装 打开器件的属性对话框 添加相应的封装类型 电阻为 0805 电容为 0805 发光二极管 0805 三极管为 SOT 23B 生成网表 Design Create Netlist ok 为什么要生成网表 答 网表可实现原理图和 PCB 图的信息交流 画好原理图后可通过网表 生成 PCB 图 使 PCB 图的绘制更加简单 3 PCB 图的绘制 新建 PCB 文件 方法和新建原理图文件相同 PCB 文件的名称为 PCB document 导入封装元件库 Browse PCB Add Remove 根据路径找到元件库 Ddb Add 注意 删除原来不需要的库 绘制电路板的外边框 先使用画线工具 画出一条 禁止布线层 紫色 的横线 然后设置该 横线的左端点为原点 edit origin set 接着将光标移到横线 左端点的中心 单击设置原点 双击横线 弹出属性对话框 设置线的长 度和宽度 用相同的方法将整个矩形边框画好 注意 公制与英制单位的转换 design options 找到 Mesurement 改成 Metric 导入网表 Design Load Nets 用 Browse 按钮找到网表文件 Exicute 此时 元件就自然在画好的边框中了 布局 将导入的元件移动放置好 先选中所有的元件 使用工具栏中的工具将元件快速分散开 按照原理 图摆放元器件 适当更改元器件的位置 减少预拉线交叉 这样在布线过 程中就能减少跳线 注意 为了看清预拉线 一般先把字符隐藏 设置布线规则 Design Rules 根据要求修改线的属性 布线要求 电路板的大小为 30mm 26mm 使用顶层红 色布线 线宽为 0 6mm 布线 按照预拉线的轨迹用绘制导线工具将元器件连接起来 如果需要跳线按 键盘上的 按键 添加字符 使用工具栏中的添加字符串工具将自己的学号和姓名添加到电路板上 导出 PCB 文件 File Export 将保存类型改为 Protel PCB 2 8 ASC File PCB 将文件名改为自己的学号姓名 点击保存 2 2 电电路路板板的的制制作作 1 热转印法原理 激光打印机的碳粉受激光打印机硒鼓静电吸引 在硒鼓上排列出精度极 高的文字图形 消除静电后 转移经过特殊处理的专用热转印纸上 并经 过高温熔化热压固定 形成热转印纸 再将热转印纸覆盖在 敷铜板上 热转印纸具有耐高温不粘连的特性 在温度达到180 5 摄氏度时 在高 温和压力作用下 热转印纸对熔化的碳粉吸附力急剧下降 熔化的碳粉 完全吸附在敷铜板 上 敷铜板冷却后 碳粉形成对电路的保护层 腐蚀 液只能腐蚀掉保护层周围的铜 板子经过腐蚀后 电路就蚀刻在敷铜板了 2 制作流程及注意事项 用打印机把 PCB 图打印在半透明的硫酸纸上 锯版 根据电路图的尺寸锯出大小合适的感光板 磨边 将锯下的板倾斜 45 度 在砂轮上打磨 热转印 撕开感光板的遮光膜 将半透明硫酸纸有墨的那一面紧贴感 光板并压紧 放入热转印机中 进行热转印 腐蚀 在电路板边缘处钻一小孔 用线拴住板子 将显影好后的板子 放入三氯化铁溶液中进行腐蚀 清除碳粉 将经过腐蚀后的板子放进清水中清洗 钻孔 在电源和需要跳线的地方钻孔 注意事项 锯板时用力要均匀 垂直用力 尽量使 板的边缘平整 打磨 时不要过于用力贴紧砂轮 以免板被磨断 热转印要保证在黑暗的条件下 进行 腐蚀板子时 要注意控制时间 不要太短或太长 钻孔时 应使 钻头缓慢靠近板子 以免钻偏 3 工艺安装 元件识别 电阻 电容和发光二级管都是两个管脚 三极管有三个管脚 判断三 极管的管脚 B E C 构成一个等腰三角形 B E 为底角 C 为顶角 手工焊接的基本操作及要领 a 准备工作 加热电烙铁 准备好焊锡 b 加热焊件 元件管脚和焊盘 预热时间约为1 秒 c 熔化焊锡 将焊锡置于焊点 焊锡开始熔化并开始湿润焊点 焊锡的 量达到适当程度时移开焊锡 焊点完全湿润后 移开烙铁 以上过程 大约在 2 到 3 秒内完成 注意事项 a 焊件表面处理通常情况下 在手工烙铁焊接时焊件都需要 进行表面清理工作 去除焊接面上的锈迹 油污 灰尘等影响焊接质量的 杂质 手工操作中一般采用刮磨和酒精 丙酮擦洗等简单易行的方法进行 表面处理 以确保焊件清洁 b 预焊预焊就是将要锡焊的元器件引线或导线的焊接部位预先用焊锡润湿 即镀锡或搪锡 预焊并非锡焊不可缺少的操作 但对手工烙铁焊接特别是 维修 调试 研制工作几乎是必不可少的 预焊所要遵循的原则和操作方 法同锡焊一样 导线的预焊有特殊要求 c 焊剂不能过量过量的焊剂不仅会造成焊接后焊点周围需要清洗 而且延 长了加热时间 松香熔化 挥发需要带走热量 降低了工作效率 当加 热时间不足时 又容易夹杂到焊锡中形成夹渣缺陷 对开关元件的焊接 过量的焊剂容易流到触点处 从而造成接触不良 d 保持烙铁头的清洁 因为焊接时烙铁头长期处于高温状态 又接触焊剂 等受热分解的物质 其表面很容易氧化而形成一层黑色杂质 这些杂质几 乎形成隔热层 使烙铁头失去加热作用 因此常用的方法是在烙铁架上清 除杂质 或用一块湿布或温海绵随时擦烙铁头 e 加热应靠焊锡桥在手工焊接中 一次焊接的焊点形状是多种多样的 不 可能不断地更换烙铁头 要提高烙铁头加热的效率 需要形成热量传递的 焊锡桥 即靠烙铁上保留少量焊锡作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥 梁 这是由于金属液的导热效率远远高于空气 而使焊件很快被加热到焊 接温度 但应注意作为焊锡桥的锡保留量应适量 f 焊锡量应合适过量的焊锡不但浪费较贵的锡 而且增加了焊接时间 相 应降低了工作效率 更为严重的是 过量的锡很容易造成不易觉察的短路 但焊锡过少不能形成牢固的结合 也会降低焊点强度 特别是在板上焊导 线时 焊锡不足往往易造成导线脱落 g 焊件应固定在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动 特别是用镊子夹住 焊件时 一定要等焊锡凝固后再移去镊子 否则会造成所谓的 冷焊 冷焊的焊点表面无光泽 呈豆渣状 内部结构疏松 造成焊点强度降低 导电性能较差 因此 在焊锡凝固前一定要保持焊件固定 h 烙铁撤离方法要正确烙铁撤离应及时 而且撤离时的角度和方向对焊点 质量有一定影响 撤离烙铁时可轻轻旋转一下 可保持焊点适当的焊料 安装成型 将元器件按照要求焊好 插装步骤要求 焊点检查 焊点要求 a 焊点具有良好的导电性 b 焊点应具有一定的强度 c 焊点焊锡的量要 适当 d 焊点表面具有金属光泽 e 焊点不应有毛刺或者 间隙 f 焊点表面要清洁 实验中存在问题 焊点表面无金属光泽 焊点有毛刺 原因 焊接时间过长 焊锡使用过量 移开电烙铁时不