电子电路设计与制作基础

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❖ (a)原理图设计时要发挥集体智慧,每个成员要有协作 精神,过于依赖和过于固执均不利于任务的完成。
❖ (b)图纸完成后的电路制作阶段要齐心协力,不要去争 谁干什么,力争开赛第2天完成实体电路板的制作。
❖ (c)调试阶段最好由1人总负责,另一人协调,第3人进 行设计报告的初步撰写。
❖ (d)有问题尽快找资料或通过网上让老师指导,不要耽 误时间。
色例
颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银 数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.1 0.01
四环与五环电阻的阻值标记实例
固定电阻的阻值标称
在国际标准中,固定电阻的标称有规定, 在选用电阻时,一般应在标称系小列中选用。 在一个数量级范围内有如下24个标称值: 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6. 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1
6、系统统调
❖ 接上系统中的全部负载和输入信号,验证全 部功能,同时考核系统的功耗、发热及过流、 过压保护等功能,如发现电路仍有设计不合 理处,再修改电路。
❖ 功能全部调试完成后,让电路在满载条件下 运行足够的时间,如不出现问题,则对图纸 按调试过程的修改参数重画图纸。完成全部 的设计制作。
7、参赛时的注意事项
判断(有经验成分)。 2、漏电的基本判断
用万用电表RX10K档进行判断。
三、二极管
❖ 电子电路中常用的二极管类型比较多,如整 流二极管、开关二极管、发光二极管、红外 发射接收二极管等等。
二极管质量的简单判断
❖ 1、普通整流二极管的质量判断 (a)指针式万用电表判断(注意电阻档的极性 及不同的档其电阻值相差很大) (b) 数字万用电表判断(注意读数的稳定)
电容的容量标注
1、直接标注法。如 100PF、2000PF、0.01μF 47 μF 、3300 μF 等
2、数字倍率表示法。主要用1 μF 以下小容量电容的
标注。如224表示 22 104 220000 PF 0.22F
电容器质量的简单判断
1、容量的基本判断 根据容量的大小用万用电表的电阻档进行
固定电容的耐压
❖ 电容器在长期可靠工作条件下所能承受的最 大直流电压称为额定耐压。注意有些在交流 条件下工作的电容器所标的额定电压为交流 有效值。电容的标称耐压值有以下几种: 1.6V 4V 6.3V 10V 25V 32V* 40V 50V 63V 100V 125V* 160V 250V 300V* 400V 450V* 500V 630V 1000V 2000V ( 有*号的数值只限电解电容用)
❖ 工业上常用的助焊剂有市场产品中的焊锡膏和盐酸 等,这些助焊剂不能用于电路板的助焊,因为有很 强的腐蚀性,焊接不久电路板和元件引脚即可能被 腐蚀断而报废。
❖ 电路板的助焊只能使用松香,其优点是永远不腐蚀 电路板和元件引脚,常用形式有固态松香直接应用 和用无水酒精溶解后以液态方式应用。松香助焊能 力较弱,因此,在助焊时要求被焊接件表面要清理 干净,不含氧化物和油等。
第2讲
焊接工具及其正确使用
一、电烙铁
焊接电路板要用到电烙铁。市场上各种型 号、规格的电烙铁很多,一般情况下,选用 220V 35W到40W的比较合适,功率太大、 太小均不好用。
类型有内热式和外热式两种,内热式效率 高、体积小,但价格比外热式高一些。
烙铁头的形状有尖形和斜面形,宜选用斜 面形较好。
❖ 4 焊接方法
(a)元件引脚与焊盘的焊接
电路板焊接面朝上平放在桌面,被焊元件的引脚从焊盘的 中孔穿出,将元件引脚扳到与焊盘垂直,一手拿稳烙铁,另 一只手拿焊锡丝,将烙铁尖靠近元件引脚根部,并将焊锡丝 头部与烙铁尖接触,焊锡丝头部熔化后向下流到元件引脚根 部的焊盘上,待熔化的焊锡总量达到半粒米大小时,迅速移 开焊锡丝,同时将烙铁尖顶向元件引脚的根部,并围绕元件 引脚旋转1/3圈左右,然后顺着元件引脚向上抹2到3毫米, 再移开烙铁尖即可。整个焊接过程不超过2到3秒时间,越快 越好。
❖ (e)同组成员之间有问题可讨论,但不要争吵,保持心 态平和,有利于出成绩。
2、分单元进行电路原理图设计
❖ 根据确定后的实施方案,分单元进行电路原 理图设计。
❖ 如果在设计过程中,发现有些单元的完成把 握性较小时,应围绕功能的完成过程可能出 现的问题提出对应的多个解决方案,在条件 许可时最好对这些方案进行实验验证。
3、完成原理图的整体联结及初稿
❖ 将各单元电路的原理图进行整体联结,然后 进行图纸的整体性检查,看各单元电路之间 是否存不能配合工作的问题,发现问题后及 时修正。
五、焊接操作技巧
❖ 1、烙铁头的去氧化和吃锡 在焊锡盘中放上足够多的碎块松香,然后
用烙铁熔化一段焊锡丝在焊锡盘中,再将烙 铁尖伸入焊锡盘中点熔焊锡和松香后,在盘 中反复蹭磨焊锡盘底数十次,直到烙铁头上 的黑色氧化物全部去掉并镀上银白色的焊锡 为止,只有这样,才能用烙铁进行焊接,否 则焊点粗糙、发黑,达不到要求。
❖ 断开负载和输入信号,在输入端接入信号发生器的 输出信号,从输入电路开始,按信号的处理路径, 以单元电路为单位顺序进行调试,必须保证每个单 元电路都能正常工作,如发现电路有设计不合理处, 及时对原理图进行修改。
❖ 在本步骤中,如电路中有系统整体负反馈时可能 影响单元电路的调试效果,可先断开负反馈元件, 待各单元电路调试好以后再接上负反馈元件。
❖ 设定输入条件,对全系统的原理图进行工作 状态的模拟校验(可用人工经验方式也可用软 件仿真方式),校验无误后确定图纸的初稿。
4、实际电路板制作
❖ 根据完成的整机图纸初稿,用设计软件进行 正式原理图的整机设计,完成后直接进行印 制电路板排版,并安装上所有元器件。然后 进入下一步的调试。
5、系统初调试
三、焊锡丝
❖ 焊锡丝是用焊锡制成的、中空部分填充松香 助焊剂的一种丝状焊接材料,很方便于电子 电路板的焊接。
❖ 市场产品中的焊锡丝有不同直径的,方便不 同目的使用,电子电路板的焊接一般选用直 径0.8或1毫米比较合适。
❖ 购买焊锡丝时要注意产地和质量,一般来说 价格低的,焊接效果也要差一些。
四、助焊剂
二、烙铁架与焊锡盘
❖ 烙铁架是焊接操作期间放置发热烙铁的支架, 通常与烙铁配套卖,可选择的条件不太多。 一般要求是底座上的焊锡盘要厚重,这样不 太容易倾倒,使用的安全性高一些。有些产 品中,底座上的焊锡盘用薄铁皮冲压而成, 放上烙铁后形成头重脚轻的状态,容易倾倒。
❖ 焊锡盘最好不要用薄铁皮,而用铸铁,这样 一方面厚重,另一方面不容易粘锡。
❖ 3、阻焊条件的形成
目前的电子元器件引脚表面都镀有一层锡, 因此无需再处理即可直接焊接,但如果在元 器件引脚表面有阻焊物存在,则极易形成虚 焊、假焊等现象。
经验表明,元器件引脚表面的油或水等 阻焊物的形成,多数都与用人手直接弯折元 件引脚有关,弯折过程将手上的出的汗和油 污染在元件的引脚表面,因此,应尽量用尖 嘴钳来弯折元件引脚。
(b) 引线与插头的焊接
先将两个焊接端镀锡,然后将两个焊端搭在一起,用烙 铁在焊接部位点焊,1秒时间内即完成焊接,越快越好。
焊点的形状
❖ 焊点的正确形状(见图),焊点a一般焊接比较牢固;焊点b为理想状态, 一般不易焊出这样的形状;焊点c焊锡较多,当焊盘较小时,可能会出现 这种情况,但是往往有虚焊的可能;焊点d、e焊锡太少;焊点f提烙铁时 方向不合适,造成焊点形状不规则;焊点g烙铁温度不够,焊点呈碎渣 状,这种情况多数为虚焊;焊点h焊盘与焊点之间有缝隙为虚焊或接触 不良;焊点I引脚放置歪斜。一般形状不正确的焊点,元件多数没有焊接 牢固,一般为虚焊点,应重焊。
第1讲
常用电子元器件基本知识
一、固定电阻器
固定电阻是在电子电路中是用得最多的一种元 件。一般根据其制造材质和工艺的不同进行分类, 目前最常用的固定电阻有碳膜电阻、金属膜电阻、 保险电阻、水泥电阻、以及线绕电阻等类型。
符号
固定电阻的阻值标注
1、直接标注法(用于2W以上中大功率电阻标注) 2、色环标注法(用于2W以下小功率电阻标注)
❖ 2 、焊点质量评判
合格的焊点具有牢固、大小高低均匀、表 面圆滑、光亮、美观等的效果。
而不合格的焊点多为大小高低不均、表面 粗糙、甚至发黑,俗称“鸡屎堆”!如果这 种焊点不影响电路的可靠连接,则无大碍, 若形成“虚焊”、“假焊”等情况,则为故 障隐患,应及时排除,否则将在电路通电工 作时,随时存在出故障的可能。
固定电阻的质量判断
❖ 多数情况下利用万用电表的电 阻档进行直接测量即可,但在所 判断电阻的阻值小于1欧时,万 用电表不再适用,必须用电桥进 行测量。
二、固定电容器
电子电路中常用的固定电容器分为有无极性电容和有极 性电容两种。其中无极性电容有云母电容、瓷片电容、金属 膜纸介电容、涤纶电容和独石电容等10多种,而有极性电容 只有2种,就是电解电容和钽电容。
如选用的电阻不在此标称值范围内,则应 到元件工厂定制。
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固定电阻的额定功率
固定电阻的额定功率通常有如下几种:
1/32W 1/16W 1/8W 1/4W 1/2W 1W 2W ( 色环电阻) 3W 5W 7W 10W 15W 20W (水泥电阻) 30W 50W 100W 200W 300W 500W (线绕电阻)
2、发光二极管的质量判断 3、红外发射管与接收管的质量判断 4、稳压二极管的质量判断
四、半导体三极管
❖ 在电子制作中,三极管是最常用的放大元件, 目前用量最大的是小功率硅NPN管,其次是 硅PNP管。
三极管的质量判断
❖ 1、用简单电路进行判断 ❖ 2、用万用电表的电阻档进行判断(注意极性) ❖ 3、用万用电表的三极管测试功能进行判断
a
b
c
d
e
f
g
h
i
焊点的剖面
第3讲
电子制作程序分解
一、分解任务并确定指标方案
❖ 根据设计任务书所要求的功能和目标,按功能分解 为多个单元电路,并确定出各单元电路需完成的任 务、具体技术指标和参数,并初步确定各单元电路 的实施方案。
❖ 在方案确定过程中,需考虑各单元电路之间的状态 匹配是否符合整体设计要求( 如驱动功率是否足够? 前后级之间波形幅度是否配合?线路阻抗是否匹配 等?),如发现有问题则应通过方案修改进行解决, 必须在整体设计方案达到80%以上把握时才能最后 进行电路的具体设计,否则失败的风险较大。




图24 电解电容极性的判断
固定电容的标称
电容在5%误差时,一个数量级范围内有如下24个标称值: 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6. 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 这些数值与电阻的标称相同。但对于不同误差要求的电容说, 这些数值不一定都有,例如:对于20%误差要求的铝电解电容 来说,其在一个数量级范围内只有6个标称值,分别是: 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
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