电子电路设计与制作基础(1)

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、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。
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 4 22 10 220000 PF 0.22F 标注。如224表示
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 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。
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)

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
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)
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。
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) 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
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
5、系统初调试
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。
色例 颜色 数值
黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银 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 如选用的电阻不在此标称值范围内，则应 到元件工厂定制。









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。
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。 (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。
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。
＋
－ ＋ － 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：

五、焊接操作技巧
1、烙铁ຫໍສະໝຸດ Baidu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。
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。
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。 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。
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4讲 Protel排板软件的使用

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
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
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。
(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。 (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。
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)
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。

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