电子信息系统综合实验报告

电子信息系统综合实验报告一、实验目的：1、熟悉电路板的制作过程；2、掌握protel99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、实验设备及器材手电钻，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（具体见清单），万用表，示波器。三、实验内容3.1protel学习1、protel简介PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。Protel99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。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。=1\*GB2⑴、Protel软件的功能及特色可生成30多种格式的电气连接网络表；强大的全局编辑功能；在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；*方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）；支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；*PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；提供大量的工业化标准电路板做为设计模版；放置汉字功能；可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；专家导航帮您解决信号完整性问题。反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合；2、protel的原理图绘制设计图纸大小设置protel99se/Schematic设计环境

旋转零件

原理图布线调整线路报表输出

原理图打印=1\*GB2⑴、快捷键操作enter——选取或启动esc——放弃或取消f1——启动在线帮助窗口tab——启动浮动图件的属性窗口pgup——放大窗口显示比例pgdn——缩小窗口显示比例end——刷新屏幕del——删除点取的元件（1个）ctrl+del——删除选取的元件（2个或2个以上）x+a——取消所有被选取图件的选取状态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crtl+ins——将选取图件复制到编辑区里shift+ins——将剪贴板里的图件贴到编辑区里shift+del——将选取图件剪切放入剪贴板里alt+backspace——恢复前一次的操作ctrl+backspace——取消前一次的恢复crtl+g——跳转到指定的位置crtl+f——寻找指定的文字alt+f4——关闭protelspacebar——绘制导线，直线或总线时，改变走线模式v+d——缩放视图，以显示整张电路图v+f——缩放视图，以显示所有电路部件home——以光标位置为中心，刷新屏幕esc——终止当前正在进行的操作，返回待命状态backspace——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点delete——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点ctrl+tab——在打开的各个设计文件文档之间切换alt+tab——在打开的各个应用程序之间切换左箭头——光标左移1个电气栅格shift+左箭头——光标左移10个电气栅格右箭头——光标右移1个电气栅格shift+右箭头——光标右移10个电气栅格上箭头——光标上移1个电气栅格shift+上箭头——光标上移10个电气栅格下箭头——光标下移1个电气栅格shift+下箭头——光标下移10个电气栅格ctrl+g——查找替换字符ctrl+b——将选定对象以下边缘为基准，底部对齐ctrl+t——将选定对象以上边缘为基准，顶部对齐ctrl+l——将选定对象以左边缘为基准，*左对齐ctrl+r——将选定对象以右边缘为基准，*右对齐ctrl+h——将选定对象以左右边缘的中心线为基准，水平居中排列ctrl+v——将选定对象以上下边缘的中心线为基准，垂直居中排列ctrl+shift+h——将选定对象在左右边缘之间，水平均布ctrl+shift+v——将选定对象在上下边缘之间，垂直均布f3——查找下一个匹配字符shift+f4——将打开的所有文档窗口平铺显示shift+f5——将打开的所有文档窗口层叠显示shift+单左鼠——选定单个对象crtl+单左鼠，再释放crtl——拖动单个对象shift+ctrl+左鼠——移动单个对象按ctrl后移动或拖动——移动对象时，不受电器格点限制按alt后移动或拖动——移动对象时，保持垂直方向按shift+alt后移动或拖动——移动对象时，保持水平方向Q：公制/英制尺寸单位切换。G：锁定栅格大小的输入位置。CTRL+G：锁定栅格大小的输入位置。P/E：放置边缘弧。P/C：放置元件。P/O：放置坐标。P/D：放置尺寸标注。P/P放置焊盘。P/V：放置过孔。P/T：放置导线。=2\*GB2⑵、添加库操作=3\*GB2⑶、生成网络表绘制原理图是绘制PCB板图的前提，网络表格是连接原理图和PCB板图的中介，所以再绘制PCB电路板之前一定要先得到正确的原理图和网络表。另外，我们可以通过手工改造网络表，将一些原件的固定接脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。3、protel的PCB图绘制（1）进入protel99SE的设计管理器（2）进入Pcb设计编辑器（3）定义印制板边框尺寸（4）修改捕捉栅格的间隔（5）放置定位孔（6）放置元器件（7）布线（8）检查线路是否正确（9）保存文件（10）打印文件3.2、电路板的制作1、热转印法原理利用激光打印机的“碳粉”(含黑色塑料微粒)受激光打印机的硒鼓静电吸引，在硒鼓上排列出精度极高的图形及文字，在消除静电后，转移于经过特殊处理的专用热转印纸上，并经高温熔化热压固定,形成热转印纸版，再将该热转印纸覆盖在敷铜板上,由于热转印纸是经过特殊处理的,通过高分子技术在它的表面覆盖了数层特殊材料的涂层，使热转印纸具有耐高温不粘连的特性,当温度达到180.5℃时，在高温和压力的作用下，热转印纸对融化的墨粉吸附力急剧下降，使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上,敷铜板冷却后,形成紧固的有图形的保护层,经过腐蚀后即可形成做工精美的印制电路板。2、制作流程及注意事项=1\*GB2⑴锯板：根据打印好的胶片量出需要的模板大小（比胶片稍大点为宜）=2\*GB2⑵磨边：裁好所需模板后，将边缘突起的毛刺用砂纸或砂轮打磨光滑，最好是倒一点边=3\*GB2⑶热转印：把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注意安全！=4\*GB2⑷腐蚀：先检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。=5\*GB2⑸清除碳粉：腐蚀完成后，用清水将多余碳粉及腐蚀液冲洗干净，注意不要损坏电路板。=6\*GB2⑹钻孔：线路板上是要插入电子元件的，所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳，钻机速度不能开的过慢，操作钻机还是比较简单的，只要细心就能完成得很好。注意事项：用矿泉水依比例先调制显像液，随时可倒出使用，但是用过的显像液不能倒回瓶内；显像液越浓，显像过程越快，气泡多的地方显像相对较快；严防金属物划伤膜面。工艺安装元件识别按照原理图找到各元件的焊接点，找到跳线的地方，将跳线处用导线连接。电子元器件被用来改变电流方向，它们的形状和尺寸各不相同，用途也多种多样。电路中实现的功能分类：电阻、电容、电感器、变压器、机电组件、半导体分立组件、集成电路。当把元器件安装在PCB上时，有2种主要封装形式的元件，通孔元件（THT）和表面贴装元件（SMT）。通孔元件，它有引脚穿过PCB，然后焊接。表面安装元件被直接焊到PCB表面上被称作焊盘的金属上。通孔元件的形式很多，有轴向、径向两种。轴向元件：元件引脚从身体两端引出的称为轴向元件。（例如：电容、二极管、电阻）径向元件：元件的两个或多个引脚从同一个方向伸出。（例如：晶体管、电容、二极管、滤波器和晶振）电抗元件：电阻、电容、电感半导体分离器件：二极管、三极管集成电路：音/视频电路、数字电路微处理器、存储器等机电组件：开关、继电器、连接器2、手工焊接的基本操作及要领=1\*GB2⑴、基本操作a.准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具，将电烙铁及焊件搪锡，左手握焊料，右手握电烙铁，保持随时可焊状态；b.用烙铁加热备焊件；c.送入焊料，熔化适量焊料；d.移开焊料；=2\*GB2⑵、要领元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，且容易使元件过热损坏元件。焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓隐约可见为好。3、安装成型4、插装步骤要求当对线路板做敷形涂层时，不需要涂层的部分应在工程设计时在图上标注出来。设计时应考虑涂层对线间电容的影响。对于通孔来说，为了保证焊接效果最佳，引脚与孔径的缝隙应在0.25mm到0.70mm之间。较大的孔径对机器插装有利，而想要得到好的毛细效果则要求有较小的孔径，因此需要在这两者之间取得一个平衡。应选用根据工业标准进行过预处理的元件。元件准备是生产过程中效率最低的部分之一，除了增添额外的工序(相应带来了静电损坏风险并使交货期延长)，它还增加了出错的机会。应对购买的大多数手工插装元件定出规格，使线路板焊接面上的引线伸出长度不超过1.5mm。这样可减少元件准备和引脚修整的工作量，而且板子也能更好地通过波峰焊设备。5、焊点检查在焊接过程中，由于电路板上没有元器件的标注，故我在一开始找不同阻值的电阻对应的位置时出现了错误，把电阻的位置焊反了，后来老师把原理图打印出来后，我按照原理图上的标注准确的找到各电阻的位置并焊接上去。还有在焊接过程中，由于各个元器件非常小，所以在焊接中很难焊上去，但经过我的不懈努力，我准确的把每一个元件焊上去。3.4、阐述电路原理输出级是准互补电路，T18和T19复合而成的PNP型管与NPN型管的T14构成互补形式，为了弥补它们的非对称性，在发射极加了两个阻值不同的电阻R9和R10.R7、R8和T15构成Ube倍增电路，为了输出级设置合适的静态工作点，以消除交越失真。电容C的作用是相位补偿，外接电位器Rw起调零作用，改变其滑动端，可改变T5和T6的发射极电阻，以调整输入级的对称程度。3.5、记录测试波形四、总结经过几个月来的学习，已经大致掌握protel程序的用法与操作步骤。并且通过多次上机操作，能够独立并熟练的画出想要的电路图。制作PCB图是个考验耐力的活，想要做出即准确又好看整齐的电路板就更需要耐心与细心的完美结合。这对于平时做事毛手毛脚的我无非是个考验。第一次一时粗心没看清电路原理图，完以至于成的电路图竟然还忘了跳线，还好老师及时