工程实践与科技创新实验报告

1、 上海交通大学 电子信息与电气工程学院 地址：上海市华山路1954号 邮政编码：200030 上海交通大学 电子信息与电气工程学院地 址：东川路800号邮 编：200240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格式规范性图（B1）缺图编号，或编号不规范（B2）缺图名称（B3）图号、图名位置不规范（B4）图排版超版面或不规范（B5）其他不规范表（B6）缺表编号，或编号不规范（B7）缺表名称（B8）表号、表名位置不规范（B

2、9）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 第1页上海交通大学 电子信息与电气工程学院目次 TOC o 1-3 1. 概述 PAGEREF _Toc123390157 h 11.1 编写说明 PAGEREF _Toc123390158 h 11.2 定义 PAGEREF _Toc12339015

3、9 h 11.3 缩略语 PAGEREF _Toc123390160 h 12. 调频无线话筒的制作 PAGEREF _Toc123390161 h 22.1 实验目的 PAGEREF _Toc123390162 h 22.2 无线话筒的主要性能指标 PAGEREF _Toc123390163 h 22.3 无线话筒的主要功能和工作原理 PAGEREF _Toc123390164 h 22.4 实验过程 PAGEREF _Toc123390165 h 32.4.1 装配过程 PAGEREF _Toc123390166 h 32.4.2 调试过程 PAGEREF _Toc123390167 h

4、42.4.3 实验数据和结果讨论 PAGEREF _Toc123390168 h 53. 万用电表的制作 PAGEREF _Toc123390169 h 63.1 实验目的 PAGEREF _Toc123390170 h 63.2 万用电表的主要性能指标 PAGEREF _Toc123390171 h 63.3 万用电表的主要功能和工作原理 PAGEREF _Toc123390172 h 73.4 实验过程 PAGEREF _Toc123390173 h 103.4.1 装配过程 PAGEREF _Toc123390174 h 103.4.2 调试过程 PAGEREF _Toc12339017

5、5 h 113.4.3 实验数据和结果讨论 PAGEREF _Toc123390176 h 124. 致谢 PAGEREF _Toc123390177 h 135. 附录 PAGEREF _Toc123390178 h 145.1 心得体会 PAGEREF _Toc123390179 h 145.2 其他材料 PAGEREF _Toc123390180 h 146. 参考文献 PAGEREF _Toc123390181 h 17第2页共10页信息产业部电信科学技术第一研究所第16页上海交通大学 电子信息与电气工程学院概述编写说明主要内容：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

6、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。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。缩略语C：capacitance电容D：diode二极管R：carbon resistan

7、ce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 Current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 公用调频无线话筒的制作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

8、电路的调试方法；培养动手能力。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：88MHz108MHz信号接收范围：1015米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88108MHZ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

9、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。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

10、号通过C2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可以使电源的高频内阻降低

11、。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。实验过程装配过程工作环境电烙铁（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1工作步骤取

12、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题：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

13、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。调试过程工作环境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）。工作步骤打开话筒开关，将示波器探头一端夹在CK-处，另一

14、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行频率调制。遇到的问题及解决方法：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。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

15、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。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：焊接过程比较顺利，基本一次性成功，万用电表的制作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。万用电表的主要性能指标总体指标：显示3 1/2 位，带极性过档表示3位字空白最大一般方式电压500V峰值温度15至50 018和2850每摄氏度小于0.1X精确

16、度电源9V碱性或碳电池尺寸128X75X24MM表1总体指标测量精度：测量模式档位分辨率精确度DC电压200mv0.1mv0.5%22000mv1mv0.5%220v10mv0.5%2200v100mv0.5%21000v1v0.5%2DC电流2000A1A1%220mA10A1%2200mA100A1.2%21010mA2%3AC电压200V100mV1.2%1750V1V1.2%1电阻2000.10.8%2200010.8%220K100.8%2200K1000.8%22000K1K1%2表2测量精度二极管检测：档位分辨率最大测试电流最大开路电压二极管1MV1.4MA2.8V表3二极管检测

17、三极管hfe测试：档位测试档测试电流测试电压NPN/PNP010001b=10A2.8V表4三极管hfe测试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、200V和200

18、0V，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rIN101010000M（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RIN0.001rIN10M，使rINRIN，故可完全忽略rIN对信号的分流作用。由R1R5构成分压器，总电阻值R15RIN10M。各档满量程时输出电压V0计算如下：200mV档：V0R15/R15VM110M/10 M200mV=200mV2V档： V0R25/R15VM21M/10 M2V=200mV20V档： V0R35/R15VM3100K/10 M2

19、0V=200mV200V档： V0R45/R15VM410K/10 M200V=200mV2000V档：V0R5/R15VM51K/10 M2000V=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02000V范围内的任何直流电压VIN衰减成0200mV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)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IV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

20、电流表。各档满量程时电阻上的压降VIN计算如下：200A档： VINIM1R610200A1K=200mV2mA档： VINIM2R7102mA100=200mV 20mA档: VINIM3R81020mA10=200mV200mA档: VINIM4R910200mA1=200mV这表明只要适当选取电流档，即可把00.2A范围内的任何直流电流IIN转换成0200mV的电压，再利用量程VM200mV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2

21、00V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多量程数字欧姆表被测电阻RX与基准电阻R0串联后接在V与COM之间。V与VREF，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/VROVRX/VR0=RX/RO当RXR0时显示值为1000，RX2R0时满量程。通常显示值VRX/VR01000RX/R01000

22、 （3.1.3）以200档为例，取R0100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量程直流数字电压表的分压电阻作为欧姆表的基准电阻。实验过程装配过程工作环境电烙铁：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2工作步骤首先熟悉元件，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

23、来工作的顺利进行。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。焊接分流电阻应当预上锡，经过上锡处理的分流电阻（银白色的管脚），可以保证焊接可靠，不要插到底。保险丝夹要焊得饱满。它们的外边有档片，注意方向。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。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。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板，上螺丝和保险丝，装入电池触片和电池

24、。调试完后安装外壳。调试过程工作环境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。工作步骤测试开关，查看是否旋转顺利且顺手。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）。校准参考电压：调节微调电阻201，使IC的A脚 +Vr 与B脚GND间的电压为100mV（用标准数字万

25、用表测）。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199.9DCV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。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应在允许范围内。 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。

26、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，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

27、碍。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。附录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

28、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。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

29、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金属膜电阻1%13K棕橙黑红棕 R412金属膜电阻1%380橙灰黑黑棕 R8(PCB板上：390 改为 380 )13炭膜电阻5%10棕黑黑金 R30