工程实践与科技创新实验报告..docx

1、科技创新 1 实验报告项目名称：电路基本装配调试训练完成者：丁睿班级： F1503019学号： 515030910464完成时间：2015年 11 月 15 日星期日评定项评分内容完整性(A) 陈述不完整，未包含模板规定的内容项目（ B1）缺图编号，或编号不规范（ B2）缺图名称图（ B3）图号、图名位置不规范（ B4）图排版超版面或不规范（ B5）其他不规范（ B6）缺表编号，或编号不规范格式规范性（ B7）缺表名称表（ B8）表号、表名位置不规范（ B9）未加边框（ B10）其他不规范（ B11）文字排版不规范、不统一（ B12）标题编号不规范、不统一其他（B13 ）表达准确性(C)陈述欠

2、准确引用与雷同(D1)引用未加足够标注(D2) 与他人雷同按时提交(E) 未按时提交报告独立见解和特色自行设计超出规定要求的实验项目；认真细致地对实验数据展开分析；其它报告总评分上海交通大学电子信息与电气工程学院目次1.概述.11.1编写说明 .11.2定义 .11.3缩略语 .12.调频无线话筒的制作 .22.1实验目的 .22.2无线话筒的主要性能指标 .22.3无线话筒的主要功能和工作原理 .22.4实验过程 .32.4.1装配过程 .32.4.2调试过程 .42.4.3实验数据和结果讨论 .53.万用电表的制作 .63.1实验目的 .63.2万用电表的主要性能指标 .63.3万用电表的

3、主要功能和工作原理 .73.4实验过程 .103.4.1装配过程 .103.4.2调试过程 .113.4.3实验数据和结果讨论 .124.致谢.135.附录.145.1心得体会 .145.2其他材料 .146.参考文献.17第 1页上海交通大学电子信息与电气工程学院1. 概述1.1 编写说明主要内容：此实验报告主要内容为无线话筒及数字万用电表的基本装配和调试过程说明以及本人对该实验的心得体会。编写目的：此实验报告的写作是为了便于老师检查本人的试验情况，及时发现问题给与指导，更好地学习总结调频无线电话筒和万用电表的装配及理论知识以及锻炼自己科技论文写作的水平及能力。适读对象：此实验报告主要供评分

4、老师审阅，同时也适合所有入门的电子爱好者和想装配 V2 型调频无线话筒与 DT832 万用表的同学阅读。1.2 定义调频无线话筒：接收声音信号，以调频方式在一定频率进行调试，并用无线电信号发送的仪器数字万用表：测定交直流电压、直流电流、电阻等电学量，并用数码定量显示测定值的测量工具。1.3 缩略语C： capacitance 电容D： diode 二极管R： carbon resistance 碳膜电阻L ： inductance 电感V ： audion 三极管MIC ： microphone 驻极体话筒AC ：Alternating Current 的缩写，即交流电DC ：Direct C

5、urrent 的缩写，即直流电PCB：printed circuit board 的缩写，即印刷电路板IC： integrated circuit 的缩写，即集成电路MIC ： microphone ，话筒 : Resistance电阻FM: frequency modulation调频freq: frequency 频率COM: common 公用第 1 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院2. 调频无线话筒的制作2.1 实验目的练习基本工具的使用；掌握电路连接的基本方法；掌握简单电路的调试方法；培养动手能力。2.2 无线话筒的主要性能指标工作电压： 3V （直流电压）工作时的电波频率：8

6、8MHz108MHz信号接收范围：10 15 米2.3 无线话筒的主要功能和工作原理主要功能：话筒采集到声音后, 将其转换成无线电波发出, 被短距离内（无障碍15 米范围内）的收音机接受到后, 再以声音的形式放出,从而实现无线声音传输。工作原理：高频三极管V1 和电感 L、电容C4、C5、 C6 组成一个电容三点式的高频振荡器。工作频率就是调频话筒的发射频率，发射频率可以在88 108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射

7、频率发生变化，实现频率调制。具体操作过程是拉伸或者压缩线圈L。发射信号通过C7 耦合到天线上再发射出去。原理图如：图1图 1 调频无线话筒电原理图1R4 是 V1 的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1 工作在放大区，R5 是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。第 2 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院MIC用于采集外界的声音信号，我们在这里使用的适驻极体小话筒，灵敏度很高，可以采集微弱的声音，同时这种话筒工作时必须要有直流偏压才能工作，电阻R3 可以提供一定的直流偏压，R3 的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱，电阻越小话筒的灵敏度越高。话筒采集到的交流声音信号通过C2

8、 耦合和R2 匹配后送到三极管的基极，电路中D1 和 D2 两个二极管反向并联，主要起一个双向限幅的功能，二极管的导通电压只有0.7V ，如果信号电压超过0.7V 就会被二极管导通分流，这样可以确保声音信号的幅度可以限制在正负0.7V 之间，过强的声音信号会使三极管过调制，产生声音失真甚至无法正常工作。电路中发光二极管D3 用来指示工作状态，当调频话筒得电工作时就会点亮。R6 是发光二极管的限流电阻。C8、 C9 是电源滤波电容，因为大电容一般采用卷绕工艺制作的，所以等效电感比较大（换句话讲，在高频时这类电容不能简单地被看做“电容 ”，它们的 “电感 ”特性会显现出来），并联一个小电容C8 可

9、以使电源的高频内阻降低。电路中 K1 是一个跳线开关，通过短路帽选择，断开或是接通电源。CK 是外部信号引入的位置。该外部信号通过R1 衰减和 D1 、 D2 限幅后送到三极管基极进行频率调制。不外装天线时，也能工作，但有效距离较短。2.4 实验过程2.4.1 装配过程2.4.1.1工作环境电烙铁（ 220V,25W30W ）、焊锡丝、松香；用于将元器件焊接到电路板上剪刀： 1)剪断焊锡，并剪断引脚。 2)刮漆包线皮镊子： 1)焊接时，配合使用，尤其便于一些微小得元件的操作。2) 用于拔除元件以及其他微小元件的操作。十字螺丝刀：1)用于电感的绕制。2) 旋紧螺丝。刀片： 1)用于除掉管脚上的锈

10、和油腻，保持清洁。2) 焊接电感前刮去引脚上的漆。主要元器件列表见附表12.4.1.2工作步骤取出所有所需的电路元件，检查是否有元件缺失，并将其归类放好；将电烙铁加热一段时间，然后用剪刀刮尖头，并用松香清洗尖头，直至露出银白色尖头；依次焊接以下元件：电阻 6 个，晶体二极管 2 个，瓷片电容 6 个，三极管 1 个，电解电容 3 个，发光二极管 1 个，跳线开关 1 个；取一根漆包线在十字螺丝刀上绕 7 圈（注意漆是不导电的，所以要先刮掉脚上的漆，以免造成虚焊），制成电感；焊上电感、 MIC 一个、电池盒一个；最后，如果要增大发射距离，可在ANTANNA处接根导线作天线。焊接过程中可能遇到的问

11、题：第 3 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院1、我由于焊接技术上的问题，有时焊锡没有流至引脚，形成了虚焊。2、有时焊锡焊得太多，形成焊桥，造成了短路。3、没有辨清二极管正负极，导致焊反。解决方案：1、我用电烙铁对虚焊处重新加热，再次进行焊接。2、我用电烙铁在焊桥处多次划过以把焊桥打开。3. 我将二极管的引脚处的焊锡焊化，将其用镊子取出，将二极管所剩的十分短的引脚上的焊锡清除掉，再按照正确的方向焊接。2.4.2 调试过程2.4.2.1工作环境3V 直流电源（提供工作电压）、 TDS 200-数字式示波器（测试无线话筒的发射频率）、普通调频收音机 TECSUM R-202T （用于接收无线话

12、筒发出的信号）、函数信号发生器（用于发生一个频率大约是 1KHz ，峰值约为 1V 的正弦波信号，代替声信号，便于调试）、导线夹（将示波器和话筒连接起来，方便检测）。2.4.2.2工作步骤1） 打开话筒开关，将示波器探头一端夹在CK- 处，另一端勾住三极管发射端，在示波器屏上观察无线话筒的工作频率。得到读数，并做记录。2）将调频收音机调到此频率上，改变调频收音机与无线小话筒之间的距离以测定无线小话筒工作的有效接收距离。得到数据，并做记录。3）在调试时可以函数信号发生器，输出1KHz 左右的正弦波信号，代替声音信号，引入调频发射机，该外部信号通过R1 衰减和 D1、 D2 限幅后送到三极管基极进

13、行频率调制。遇到的问题及解决方法：第 4页上海交通大学电子信息与电气工程学院1） 震荡频率不在88108MHZ之内，可以通过改变电感线圈圈数，也可通过压缩或拉伸线圈来调整至合理值。2） 出现电源指示灯不亮或是其他异常，则需全面检查电路板的焊接。检查电路时首先检查二极管，三极管的正负是否正确，然后检查是否有不该相连焊点的焊锡有接触， 最后逐个检查每个元件， 确认位置无误且没有虚焊。2.4.3 实验数据和结果讨论实验数据：经过调试，无线话筒的频率为103Hz ，能够在调频收音机中收到较为清晰的信号。距离可有1015 米（工作电压为3 伏，温度13 度左右，晴天，电院群楼4 号楼 4 楼）。结果讨论

14、：焊接过程比较顺利，基本一次性成功，第 5 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院3. 万用电表的制作3.1 实验目的练习基本工具的使用；掌握电路连接的基本方法；练习掌握简单电路的调试方法；初步了解电子设备的结构知识和相应的装配技巧。3.2 万用电表的主要性能指标总体指标：显示过档表示最大一般方式电压温度电源尺寸测量精度：测量模式档位DC 电压200mv2000mv20v200v1000vDC 电流2000A20mA200mA10AAC 电压200V750V电阻200200020K200K2000K二极管检测：3 1/2 位，带极性3 位字空白500V 峰值 15 至 50 018 和 285

15、0每摄氏度小于0.1X 精确度9V 碱性或碳电池128X75X24MM表 1 总体指标分辨率精确度0.1mv0.5% 21mv0.5% 210mv0.5% 2100mv0.5% 21v0.5% 21 A1% 210 A1% 2100 A1.2% 210mA2% 3100mV1.2% 11V1.2% 10.1 0.8% 210.8% 2100.8% 21000.8% 21K1% 2表 2 测量精度档位分辨率最大测试电流最大开路电压第 6 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院二极管1MV1.4MA2.8V表 3 二极管检测三极管 hfe 测试：档位测试档测试电流测试电压NPN/PNP0-1000

16、1b=10 A2.8V表 4 三极管 hfe 测试3.3 万用电表的主要功能和工作原理主要功能：可以测量1.多量程直流数字电压2. 多量程直流数字电流3. 量程交流数字电压4. 量程交流数字电压。工作原理：对直流数字电压表DVM加以扩展，就成为多功能、多量程的数字万用表DMM。多量程直流数字电压表：总原理图见图3图 3 万用电表总原理图第 7 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院一多量程直流数字电压表：( 原理如图4)图 4 多量程直流数字电压表采用电阻分压器可以把基本量程为200mV的表扩展成多量程的直流数字电压表，电路如图4 所示。该表共设置五个量程：200mV、 2V、 20V、200

17、V 和 2000V，由量程选择开关K1 控制。 K1 可用双刀五掷开关，另外一个刀控制小数点的定位。各档输入电阻均为10M 。这是考率到单片3 1/2位A/D 转换器的输入电阻rIN 1010 10000M （典型值），在设计多量程数字电压表时，一般选仪表的输入电阻RIN 0.001rIN 10M ，使 rIN RIN，故可完全忽略rIN 对信号的分流作用。由 R1 R5 构成分压器，总电阻值R1 5 RIN 10M 。各档满量程时输出电压V0 计算如下：200mV档： V0 R1 5/R1 5 VM1 10M /10 M 200mV=200mV2V 档：V0 R2 5/R1 5 VM2 1M

18、/10 M 2V=200mV20V 档：V0 R3 5/R1 5 VM3 100K /10 M 20V=200mV200V 档： V0 R4 5/R1 5 VM4 10K /10 M 200V=200mV2000V 档： V0 R5/R1 5 VM5 1K /10 M 2000V=200mV上述五档的分压比依次为1/1 、 1/10 、 1/100 、 1/1000 、 1/10000 。这意味只要选取合适的档，即可把 0 2000V 范围内的任何直流电压VIN 衰减成 0 200mV的电压，再利用基本表进行测量。二多量程直流数字电流表：( 原理如图 5)第 8 页上海交通大学 电子信息与电气

19、工程学院图 5 多量程直流数字电流表被测输入电流IIN流过分流电阻R1 时可产生压降VR1，以此作为基本表的输入电压VIN，就能实现I V转换，通过数字电压表显示出被测电流的大小。再利用选择开关扩展成多量程的直流数字电流表。各档满量程时电阻上的压降VIN 计算如下：200 A 档： VIN IM1 R610 200A 1K =200mV2mA档：VIN IM2 R7 10 2mA100 =200mV20mA档 :VIN IM3 R8 10 20mA10 =200mV200mA档 :VIN IM4 R9 10 200mA 1 =200mV这表明只要适当选取电流档，即可把0 0.2A 范围内的任何

20、直流电流IIN转换成0200mV的电压，再利用量程VM 200mV的基本表进行测量。三、程交流数字电压表测交流电压时需增加ACDC 转换器。利用二极管作整流器，电路简单，但二极管属于非线性元件，尤其在小信号情况下的非线性失真很严重，所以M830B测交流电压时，只选用200V 和 750V二档。四、多量程数字欧姆表：( 原理如图 4)一般采用比例法测量电阻，其优点是即便基准电压存在一定偏差或在测量过程中略有波动，也不会增加测量误差，因此可降低对基准电压的要求。图 4 多量程数字欧姆表第 9 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院被测电阻RX 与基准电阻R0 串联后接在V与COM之间。 V与VRE

21、F， VREF与IN， IN 与 COM两两接通。利用7106 的2.8V基准电压源E0，向R0 和RX提供测试电流I 。R0 上的压降VR0兼作基准电压，RX上的压降VRX作为输入电压VIN，有关系式:VIN/VRO VRX/VR0=RX/RO当 RX R0 时显示值为 1000 ， RX 2R0 时满量程。通常显示值 VRX/VR0 1000 RX/R0 1000 （ 3.1.3 ）以 200 档为例，取 R0 100 并代入式（ 3.1.3 ），显示值 10RX。将小数点定在十位即可直读结果。利用选择开关改变基准电阻R0 的数值，就构成多量程数字欧姆表。为节省元件，在数字万用表中常借用多

22、量程直流数字电压表的分压电阻作为欧姆表的基准电阻。3.4 实验过程3.4.1 装配过程3.4.1.1工作环境电烙铁： 200 瓦，焊接元器件。斜口钳：截取导线，漆包线等。镊子：避免直接用手拿而使元件粘上油脂。松香：方便上焊锡。漆包线：制成电感。凡士林：润滑。元件清单：见附表23.4.1.2工作步骤1) 首先熟悉元件，将元件全部与电路板上的标号建立一一对应关系，并检查防止出错。将所有元件引脚 360 度刮过。同时将电烙铁预热，将实验台收拾整理，以便接下来工作的顺利进行。2) 个人建议焊元件时按区域分组将元件一次插入电路板，这样做降低出错几率。3) 焊接分流电阻应当预上锡，经过上锡处理的分流电阻（

23、银白色的管脚），可以保证焊接可靠，不要插到底。4) 保险丝夹要焊得饱满。它们的外边有档片，注意方向。5) 焊接输入插座时，插座的焊接部分要预上锡，保证焊接时均匀地焊上一层饱满的焊锡。第10 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院6) 焊接晶体管插座，将插座引脚朝上，不要焊反，注意定位凸块的方向要正确，焊电源线，双线要从孔中穿过，焊接蜂鸣器。7) 安装：先贴封面，转动开关放入弹簧，再放上钢珠，合上转动开关与机壳，翻转过来，放8)入液晶片（凸块向右），固定架和导电胶，安装开关接触片，放入并固定PCB丝和保险丝，装入电池触片和电池。调试完后安装外壳。板，上螺3.4.2 调试过程3.4.2.1工作环境

24、DF1641A函数信号发生器输出1KHz 左右的正弦波信号，代替声音信号，引入调频发射机进行调试。TDS 200 数字式示波器检测麦克风发出电波信号的频率、均方根等数据。3.4.2.2工作步骤1) 测试开关，查看是否旋转顺利且顺手。2) 测试液晶显示器，查看是否能够正常显示。如果旋转开关时液晶没有显示，可以尝试下列操作：用一根导线将IC 的 C 脚与 V+ 直接相连（注意：连接时间不能超过1 分钟，否则会降低LCD 的使用寿命）液晶测试的正确结果：液晶显示器应全部点亮（注意：开关不能在 OFF 档）。3) 校准参考电压：调节微调电阻 201，使 IC 的 A 脚 +Vr 与 B 脚 GND 间

25、的电压为 100mV （用标准数字万用表测）。4)A/D 转化测试：将旋转开关转到200mV 档 ,用精密分压器输出一个 200mV的直流电压，接入万用表，应显示读数为199.9 。如读数不正确，可以略微调节微调电阻201，直到液晶显示器上的读数为 199.95)DCV 测试：准备一个可变直流电源。将待测电压设置在每个DCV 档的中间，比较自制仪表和已知精确仪表的读数误差应在允许范围内。6)ACV 档测试：准备一个AC 电压源（ 50Hz,10V ）。档位至200VAC ，输入 AC 电压，跟已知精确表比较读数误差应在允许范围内。档位至750VAC ，输入 AC 电压，跟已知精确表比较读数误差

26、应在允许范围内。7) DCA 测试：与已知精确仪表比较读数，看结果是否在规定误差范围内。8)通断档的测试。转动开关旋到通断档，两表笔短接，听到“嘀 ”的鸣叫声9)测试输出的方波。旋转开关到方波档，红黑表笔接到示波器上，可以观察到，万用表输出的波形，频率：50Hz 左右峰值： 3V 左右第11 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院3.4.3 实验数据和结果讨论被测电压： 10.0V实测电压： 10.1V被测电阻： 10.00 千欧姆 实测电阻： 10.04 千欧姆精确度被控制在5内。本万用表制作过程较为顺利，在装配过程中由于经验不足遇到了些困难，在装备步骤，本人认为应该先把电路板固定在上层卡口

27、，随后拧上后部螺丝，再用平口螺丝刀将电路板卡入下层卡口，经多次试验感觉这种方法比较方便但一定要把握力度，不能过于使劲。另外导电橡胶千万不能用手直接接触，否则会造成显示障碍。第12页上海交通大学电子信息与电气工程学院4. 致谢感谢学校给我这次动手实践的机会，感谢我的科技创新理论课老师马伟敏以及实验室助教的帮助。感谢感谢 ?DT832 万用表制作 ?和 ?调频无线话筒制作原理教程 ?的编写者，他们的教材给予了我理论上的很大帮助。感谢本试验报告模板的提供老师。感谢参加评测的助教和老师。第13 页上海交通大学 电子信息与电气工程学院5. 附录5.1 心得体会通过一个学期的电院科技创新课程，我深深的体会

28、了动手的可贵与不易，同时也体会到了同学间互帮互助的重要性。以前的学习长期局限于书本知识和理论，而通过这学期的科创学习，明白了在自己实践中创新性的重要，就拿试验提供的标准步骤来说，在亲自制作中我发现有些步骤不用完全按照既定步骤，完全可以在保证正确的情况下作出适合自己的相应调整，这一点对长期处于应试教育的我们来说是难的可贵。更重要的是，在试验中，我学会了坚持和耐心，在万用表的装配完成后，我长出一口气，但检测时又发现液晶片显示有问题，我抱着侥幸心理没有认真考虑，没有能在一开始就走向解决问题的正确途径，反而在装配上浪费了不少时间，而且中途几乎灰心，把一颗钢珠掉在地上。找到钢珠后，我检讨了自己不踏实的态

29、度，仔细检查了电路板，终于发现原来是自己粗心将一个电容焊错了，认识到错误后，才把自己调整到正常心态，最终完成了制作任务。5.2 其他材料附表 1：标称值元件标号简要说明引脚极性1uFC1电解电容有4.7uFC2电解电容有1000PC3瓷片电容无18PC4瓷片电容无6.2PC5瓷片电容无100PC6瓷片电容无47PC7瓷片电容无0.01uFC8瓷片电容无100uFC9电解电容有1N4148D1二极管有1N4148D2二极管有LED-RD3发光二极管 ,红色有K13 脚跳线开关无6TL自绕电感 ,在圆珠笔芯上绕6-7 圈无68KR1碳膜电阻 ,1/4W无2.7KR2碳膜电阻 ,1/4W无第14页上海交通大学电子信息与电气工程学院10KR3碳膜电阻 ,1/4W无27KR4碳膜电阻 ,1/4W无100R5碳膜电阻 ,1/4W无680R6碳膜电阻 ,1/4W无9018V1三极管有ANTENNA天线 ,自制 ,约 0.75 米导线无DC3VBT1自备 5 号电池 x2,有电池盒有MIC驻极体话筒有附表 2：DT_832 数字万用表零配件清单序号号名称规格标注数量1金属