北科大电子实习.doc

精品文档 北京科技大学电子工艺实习报告学院：计算机与通信工程学院班级：通信姓名 学号： 一、 实习目的1、理论知识的实践数字电路、模拟电路和电路分析。2、熟练使用电子电工的基本工具万用表、示波器、信号发生器、实验电源等。3、学习和掌握电子制作工艺流程设计、加工、焊接、调试、修改完善等流程。4、了解电子工业的前景、动向、规模和综合性发展。5、提高动手实践能力。6、培养学生的团队合作精神。二、实习器件列表1.电阻：100*4、220*2、2.2M*1、1.3M*1、39*1、20K*1、4.7K*1、240K*1、220K*1、470*1;2.电容：4.7uF*3、100uF*2；3.三极管：S-9012*2 、S-8050*1、S-8550*1、S-9014*1；4.电位器：4.7K*1；5.运算放大器：UA741。三、实习内容采用分立元件和一个运算放大器制作一套高保真音响系统。要求：1、输出功率p=8W2、带宽80-12000Hz；3、灵敏度=0.5 mV4、失真度小（约为5%）5、噪声电压小（u50mV（峰峰值）6、输出连续可调四、实习流程规划1、分析电路图2、设计电路图 3、根据所设计的电路图，设计出电路版图，并反复检验其对错4、在电路板上画出电路版图的镜像，并用三氯化铁溶液腐蚀5、在腐蚀好的电路板上涂好松香水，晒干6、给电路板打孔7、对照电路图和电路板图，把元件焊接到电路板上8、用万能表测量各集管之间的电压，检查电路板9、通过检测扩音器的放音效果，进一步调试五、原理图分析：（一）电路的总体结构1、前置放大极：接受输入信号；2、电压放大极：提供放大倍数；3、推动放大极：为功率放大提供条件；4、功率放大极：带动负载。信号处理过程如下图：（二）各部分需求分析：1、前置极：接受输入信号Us弱，要求放大器本身噪声小，稳定性高；Au小，一般是10-20倍；阻抗匹配（话筒）：用噪声三极管。2、电压放大器：提供足够的Au 3、调节功率放大电路：主要是电位器的分压。4、推动极：满足功率放大要求稳定可靠、推动功率5、功率放大极：Us转换足够的功率以驱动负载，输出功率足够（10%-50%），失真小。（三） 各部分电路分析1、 前置放大级采用电流串联及电压并联负反馈保证稳定性，； Q点的计算： 电源电压：（取12V可基本满足条件） 减少噪声： 动态范围大k 阻抗匹配设话筒阻抗约为10K令： 三极管： 不考虑2、 放大级 3、 推动级与功率放大级（1）功率管T5、T6： 选用2N3055符合要求（2）推动管T3、T4： 选用8050、8550符合要求（3）T的选择：选择9014 （4）电阻 ：分流，选220若不采用这两个电阻，全部作用， 因为和比较小，导致和的工作范围很小，失真大，温度特性差，并入电阻后，使范围增大。（5）共集 1T3、T5：NPN正半周；T4、T6：PNP负半周。在射极串入电阻，一般深度反馈（只能用作图法）=46和放大倍数不同而造成的正负半周放大不对称（6）T：构成一个2.1V的稳压电源。 选=220一般由实验确定作用：去耦作用：去耦（7）运算放大器的选择：工作电压： 大于12V驱动电流： 大于5mA工作频率： 大于7Hz选择： LM741R15：限流电阻，保护运放 限制在100mA4、 电压放大倍数分配：前置级：10-20倍电压放大级：100-200倍推动功放：40-60倍（50倍）（四） 整机原理图：六、制作流程（一） 电路板设计（1）根据实际需求，电路板设计有以下原则：1、PCB印刷电路板规格为:6cm10cm;2、PCB板要求横平竖直,呈正方型,四脚磨去尖脚;3、 元器件安排设计要附合电气技术要求,排列整齐,元器件管脚距PCB板不小于3mm,不大于5mm;4、 电气连接线宽度不小于1.5mm,间距不小于1mm,焊盘直径不小于6mm; 5、线路连接不得外接连线,焊点要根据管脚粗细不同而大小不同,焊点要光滑圆亮;6、布局合理，图形元件交叉少，加工方便，信号流动无阻； 7、大、重、热以及电压很大的元件要靠边，且其下方不能放其他元器件，其中电位器的设计要注意方便后期的调节；8、根据电路原理图将电路板分为22个等势点，电势相等的元器件管脚可安排在同一块铜皮上； （2）PCB设计图纸 （二）腐蚀与打孔（1）将电路板的边缘用砂纸打磨光滑，符合尺寸要求，确保电路板的美观；（2） 用复写纸将原理图镜像描到铜板上，在不腐蚀的导线处涂上油墨。待油墨稍干后，将铜板放入配置好的三氯化铁溶液中，腐蚀一夜。（3）腐蚀完板子之后用铅笔把设计好的板子图上面需要打孔的地方用铅笔标上记号，根据所插元件的粗细以及管脚距离打好孔。（三）检查元件（1）电阻：直接用万用表的电阻档测量，注意选择正确量程。测量较大电阻时，不要用双手直接接触电阻两引脚。阻值在误差范围内的可用。（2）电容：用万用表电阻档测量：选择R1测量1000微法以上的电容；选择R10测量100微法以上的电容；选择R100测量10微法以上的电容；选择R1K测量1微法以上的电容；选择R10K测量0.1微法以上的电容。测试时，表针跳起后回到原位，表示电容器是好的。跳动幅度大的表示电容的容量表较大。（3）三极管：1、确定管脚：方法是先假定一个待定电极为集电极c(另一个假定为发射极e)接入电路，记下电阻表的摆动幅度，然后再把两个待定电极对调一下接入电路，并记下电阻表的摆动幅度。摆动幅度大的一次，黑表笔所连接的管脚是集电极 c，红表笔所连接的管脚为发射极 e。测 PNP 管时，只要把红、黑表笔对调位置，仍照上述方法测试。2、估计比较 b 的大小 NPN 管估测：万用表设置在 R 1 k 挡，测量并比较开关 S 断开和接通时的电阻值。前后两个读数相差越大，说明管子的 b 越高，即电流放大能力越大。估测 PNP 管时，将万用表两只表笔对换位置。3、发射极e和集电极c的判断 利用万用表测量（HFE）值的档位，判断发射极e和集电极c。将档位旋至HFE基极插入所对应类型的孔中，把其于管脚分别插入c、e孔观察数据，再将c、e孔中的管脚对调再看数据，数值大的说明管脚插对了。 5、 判别三极管的好坏 测试时用万用表测二极管的档位分别测试三极管发射结、集电结的正、反偏是否正常，正常的三极管是好的，否则三极管已损坏。如果在测量中找不到公共b极、该三极管也为坏管子。（4）运算放大器：运算放大器有8个管脚，测试时先在7号管脚与4号管脚之间接好正负电源（一般为正负5-12V）。用万用表电压档测试6号管教的电压，用金属导体碰触2号管脚和3号管脚，表针能够在正负极电压之间变换则是好的运算放大器。不能变换则是坏的。（四）焊接（1）将已打好孔的电路板有铜皮的一侧用砂纸打磨光滑除去表面氧化层，避免接触不良。再用松香水擦拭两三遍，确保焊锡更容易附着；（2）焊接前先将元件的引脚用细砂纸打磨出去氧化层，然后涂上松香水，再对照电路板图，用钳子将引脚弯成90度并且跨度合适，将引脚插入事先已打好的小孔内；（3）将插好元件的电路板上有铜皮的一面朝上平放在湿布上，将充分预热的电烙铁的尖与水平面成45度角斜靠在元件引脚与PCB板接触点上然后将焊锡的一端放置引脚处，快速送入焊锡，形成光亮圆滑的焊点；（4）焊接的手法：A焊锡丝的拿法：一般把成卷的焊锡丝拉直，然后截成一尺长左右的小段B电烙铁的握法：一般有正握法，反握法和握笔法。（5）焊接的基本步骤A准备：首先把焊件，锡丝和烙铁准备好，处于随时可焊的状态。B加热被焊件：把烙铁进行加热。C放上焊锡丝：被焊件经加热达到一定温度后，立刻将手中的锡丝放到被焊件上，使之熔化适量的焊料，注意焊锡丝应加到被焊接上与烙铁头对称的一段，而不是直接加到烙铁头上D移开焊锡丝：当锡丝熔化一定量后迅速移开锡丝。E移开电烙铁：当焊料的扩散范围达到要求即马上移开电烙铁。（6）焊接注意事项A烙铁的温度要适当：可将烙铁头在蘸松香区检验，烙铁头上松香持续3,4秒温度合适B焊接的时间要适当：从加热焊料到焊料熔化并填满焊接接点，一般在3秒内完成，时间不宜过长也不宜过短C.焊料与焊剂使用要适量：焊料过多会降低管脚之间的绝缘性；焊剂过多会造成管脚和管座之间的接触不良。反之，过少会造成虚焊D焊接过程不要触动焊接点：在焊接上的焊料未完全冷却凝固时，不应移动被焊元件及导线，否则焊点易变形，也可能出现虚焊现象。焊接过程中要注意不要烫伤周围的元器件及导线。七、调试：（一）单级调试：1、检查电阻、电容焊接正确，三极管管脚焊接正确。2、检查元件是否焊接正确，是否虚焊。3、检查三极管是否工作在放大区。4、检查输入输出波形是否正确。（二）整体调试：（1）检查电路无误后通电，测试各点电压Q点为0，A、B两点为2V左右；测T5、T6,；测T3、T4, ;测运放：2、3号管脚约为0V；6号管脚约为-1.4V;7号管脚约为12V;4号管脚约为-12V（2）接信号源、音响调试七、组员分工xxx（1） 设计PCB图，主要负责前期Altium Designer功能探索，电路原理图的绘制，以及一部分PCB图的设计。（2） 大部分电路的焊接工作。（3）一部分电路调试工作。xxx（1） PCB图的大部分设计工作。（2） 腐蚀、打孔。（3） 一部分电路焊接工作。（4）大部分电路调试工作。xxx（1） 腐蚀、打孔。（2） 一部分电路焊接工作。（3） 一部分电路调试工作。xxx（1） 一部分电路焊接。（2） 一部分电路调试工作。八、总结（1）制作完成的产品性能介绍（波形图见最后附图）1、在工作电压为12V时：（1）能放大的最小输入电压：0.4mV(此时仍然没有出现失真)放大倍数=7.2/0.6=12（倍）。(2) 能放大的最大输入电压：110mV放大倍数=860*2/(1.2+2.2)=505.9(倍)。（以上数据来源见附录）2、性能和效果的描述：经过音响放大后的声音音质清晰，没有噪音。说明电路失真度小，噪声电压小。不论是柔和还是摇滚奔放，也就是对不同频率的声音都能有很好的放大效果。可见放大电路的频带足够宽，对不同频率声音都有很好的适应性。且放大电路工作正常，没有过热，不稳定等异常现象。说明电路设计合理，元件、导线等的布局符合电气要求。放大声音可大可小，可随意调节，声音小时接近无声，声音大时整耳欲聋。说明电路有足够的放大倍数，输出功率足够大。且输出连续可调，可以满足不同声响的要求。（2） 制作完成的产品的照片（3）在制作过程中遇到的问题和处理办法 1、元器件布局时发现有些线没有连接上仔细检查软件原理图各个连接点，确保每个连接的所连接的线都确实连接上。2、铜板腐蚀过程中发现油性笔油墨脱落，导线被腐蚀。可在腐蚀前多涂几遍油墨，或者发现脱落时及时将脱落处补上（用三氯化铁腐蚀由于腐蚀速度较慢，发现油墨脱落时只需及时补上即可避免导线部分被腐蚀。）或者也可用腐蚀粉将铜板迅速腐蚀，减少浸泡时间，也可避免因腐蚀过程油墨脱落导线被腐蚀。3、调试时发现输出波形失真。由于电路连接完后是一个整体，各个部分之间相互影响，当电路出现问题时往往难以确定问题的原因所在。