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1、 电子工艺实习课目的及内容 o1.电子工艺实习过程就是让同学们以一个小规模 电子产品的设计、制作、测试为样本，了解电子 产品生产的各个环节和过程。 o2.学会用绘图软件绘制电原理图和PCB印刷板图 ，掌握电路板的焊接技巧. o3.掌握电子成品的检验和测试,制作一个完整合 格的电子产品. o4.掌握电子器件手册、图纸和工艺文件的使用知识 ； o5.掌握专用工具、有关仪器仪表的正确使用； 电子工艺实习内容 o1了解电子产品的设计,生产工艺过程. o2 工艺实习阶梯波发生器电路原理. o3 PROTEL DX2004.上机，电路原理绘制, PCB 图绘制. o4 电路制作，阶梯波发生器电路. o5
2、电子产品制作(1) o6.电子产品制作(2). 电子工艺实习所需仪器工具 1、计算机,及相关软件. 2、示波器. 3、万用表,相关电路元器件. 4、电烙铁,焊锡,焊接板,镊子,剥线钳,十字改锥. 阶梯波发生器的电路 o 采用数模转换（D/A）式阶梯波电路发生器的 设计.主要由电源电路、连续脉冲信号发生器电 路、阶梯波形成级、阶梯波放大级等部分组成， 其框图如图1所示： 电源模块:5V稳压电源设计 o用集成稳压器LM1117设计一稳压电路，参数如下： 输入：电池 DC9V输出：DC5V，0.5A； o脉冲发生器电路 o1用555构成多谐振荡器 o 多谐振荡器，不需外加触发信号，可以使两 个暂稳态
3、每隔一定时间自动地周期性地交替转换 ，从而输出周期性矩形脉冲波。在阶梯波发生器 电路中，可用它来作为一种脉冲信号源。 o 用555构成的多谐振荡器电路如图5所示。其 工作原理可用图6所示的振荡工作波形图来描述 。由波形图显然可知电路充电时间为： 图5 用555构成多谐振荡电路图图6 多谐振荡器工作波形图 o电路充电时间为： o电路放电时间为： o故电路的振荡周期： o振荡频率 o输出脉冲占空比 o调节Ra、Rb值，可方便地调整所需要的矩形脉冲 波的振荡频率和波形占空比。 o计数器电路设计 o 用集成计数器构成 N进制计数器常用的方法 有多种.集成计数器一般都设有清零输入端和置 数输入端，且无论
4、是清零还是置数都有同步和异 步之分.清零采用异步方式、置数采用同步方式 的有4位二进制同步加法计数器74161、十进制同 步加法计数器74160； o74HC160、161引脚图及功能表。 o引脚图 o引出端功能符号 oD0D3 并行数据输入端； oQ0Q3 数据输出端； oCR 异步清除端（低电平有效）； oLD 同步并行置入端（低电平有效）； oCP 时钟输入端（上升沿有效）； oCTT,CTP 计数控制端； oCO 进位输出端。 o当CR,LD,CTp,CTt,CP为高电平时,计数器为计数状 态.当CR为低电平时,计数器为清零状态. 数/模转换电路设计 o 数/模转换器是将数字量转换成模
5、拟量的电路。 其转换方式有并行转换和串行转换两种。目前使 用的是并行转换方式。并行转换是要把转换的各 位数字代码同时送到转换器相应的输入端，转换 时间只取决于转换器中电流或电压建立的时间以 及求和时间，所以转换速度快，用得最多。 o数/模转换器的输入输出可用下式表示：A=KD o式中：A模拟输出电压（或电流）； o K基准电压（或电流）： o D输入的数字量，若D是二进制整数，可用下 式表示 o式中，Di为1或0的系数，n为整数。为了把数字量D 转换成模拟量A，必须将二进制数中每一个为1的代 码按其权相加，所得总和就是与数字量成正比的模 拟量，从而实现数字/模拟转换。为实现上述转换 功能，基本
6、的数/模转换器一般包括5部分：精密的 基准电压（或电流）、暂时存放数字量的输入寄存 器、模拟二进制系数Di的电压（或电流）开关、产 生二进制权电压或权电流的电阻译码电路、提供电 压或电流相加输出的运算放大器。 o权电阻网络D/A转换器 o由图可见，权电阻网络D/A转换器电路实际上是 一个输入信号受电子开关控制的反向比例加法器 。根据反向比例加法器输入信号和输出信号的关 系式可得： o式中的（D4）10表示4位二进制数的十进制数，利 用式可以很方便的确定D/A转换器的输出电压。 o例如，电路的参考电压VREF=4V，当输入的4位二进 制数为0110时，电路的输出电压 o 由上式可见，在参考电压V
7、REF为正时输出电压 uo始终为负值，要想得到正的输出电压，可以将 VREF取负值。 o 权电阻网络D/A转换器的结构比较简单，所用 的电阻元件数较少，但各电阻阻值的差别很大， 当输入信号的位数较多时，各电阻阻值的差别将 非常大。 图图a a o 倒T形电阻网络D/A转换器 倒T型电阻网络D/A转换器是为了克服权电阻网络D/A 转换器电阻阻值相差很大的缺点而研制的。倒T 型电阻网络D/A转换器的电路组成如图a所示。 o由图a可见，倒T型电阻网络D/A转换器内部只有R和 2R两种阻值的电阻，有效的解决了权电阻网络D/A 转换器电阻阻值相差很大的缺点。 图图b b o在图a中，因运算放大器的u输入
8、端为“虚地”端 ，所以，不管电子开关是否接地，与电子开关相连 的电阻一端总是接地，由此可得计算受电子开关控 制的各支路电流大小的等效电路如图b所示。 o因图-b所示电路的等效电阻为R，所以，电路的总 电流 ，根据并联分流公式可得各电子开关所在 支路的电流为 ，根据反向加法器的计算公式 可得图-16所示电路的输出电压为 o利用D/A转换器和计数器可以组成阶梯波信号发生 器，典型的阶梯波信号发生器电路及输出如图c所 示。 图图c c o运算放大器LM324应用 o LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插 塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式 完全相同的运算放大器, 除电源共用外,
9、四组运放 相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号 来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个 信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端 ,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为 反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端 的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端 Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排 列见图2。 图图1 1 图图2 2 o由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功 耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛 应用在各种电路中。 o多路模拟选通开关 o CMOS多路模拟开关电路是由地址译码器和多路 双向模拟开关组
10、成，可以通过外部地址输入，经电 路内部的地址译码器译码后，接通与地址码相对应 的其中的一个开关。它允许从n线到1线的传送或1 线到n线的信号分离，以及允许信号的并串转换 。CC4053是三组二路模拟开关。 oCC4053电路原理图 o 多路模拟选通开关用在倒T型电阻网络上，数 据输出连接在CC4053的地址控制端上，当数据端 输出高电平时，将VREF信号和倒T型电阻网络联通 ，当数据端输出为低电平时，将地信号和倒T型电 阻网络联通，完成模拟信号二选一功能。 o电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电 压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍 数恒小于且接近1。 电压跟随器的显著特点就是 ，
11、输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入 阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗 低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 焊接练习范例 焊接工艺 一、焊接要求： o1、在焊接中要使用电烙铁,应特别注意不要烫 伤人,不要烫坏仪器设备及电源引线. o2、对某点焊接时,要一手拿烙铁一手送焊锡丝, 烙铁离开焊点时要快一点,避免出现拉尖. 3、让整个焊接面吃饱焊锡,烙铁头出现脏污、炭 化或焊锡过多,用湿布擦净,不要甩. 二、印制板焊接工序和要点： 1、 去除氧化层：用活性炭擦除氧化层，然后用酒 精清洗（加工后2030天内的印制板一般可不用 此工艺）。 2、 处理元件引脚和引线线头：包括剥头、刮锈和 上锡（
12、一般新购器件可免去此工艺）。 3、 插件和焊接：按先小后大、先低后高的原则，把元器 件分类插在板子上，固定好位置后在反面焊接（先刷上 助焊剂再焊接）。先后顺序一般是： （1）小电阻（1/4W以下）和二极管； （2）小电容（104以下）； （3）双列直插集成块或插座； （4）小功率三级管； （5）功率管、可控硅、三段稳压器等； （6）变压器及其他。 4、焊完后剪齐引脚。 5、检查有无焊错和焊接质量问题。 四、焊接环境和电烙铁的使用技巧： 1、焊接环境： 电烙铁温度要求：320-350C;温度过低会引起焊点拉尖或 豆腐渣状焊点，温度过高会导致焊点发暗、烫毁环氧树 脂板或焊盘脱落。 2、焊接时间：
13、一般焊点的焊接时间是1秒左右，大焊点、搭焊和绕 焊焊点时间一般不应超过3秒。 o五、 焊接方法和要求 o1 插焊 o 在印制电路板上焊接元件的一种方法。首先把元件整 形，再把元器件的引脚插入印刷电路板的焊盘内进行焊 接。完成焊接后剪去引脚线的过长部分。 o焊接要点是把插好元件的电路板翻过来（需焊接的一面 朝上）放置平稳，用左手拿焊锡丝，右手拿烧热的电烙 铁，将烙铁头和焊锡丝同时放在焊点上，待焊锡丝熔化 并自然流满焊盘和引脚周围，并在焊锡液表面张力的作 用下使外边沿形成图(a)所示的流线型曲线时，迅速提 起烙铁头，移开焊锡丝，待焊点上的焊锡自然冷却 o图(a)所示为合格焊点，焊点正面边沿成流线型
14、， 焊锡流满过线孔的缝隙并与背面焊盘填平。如达不 到这种状态，则是焊锡过少，如图(c)所示。如焊 锡堆成一团，并从过线孔流到背面，则是焊锡过多 ，如图(d)所示。如果焊锡液在表面张力下团成球 状，无法浸润到焊盘表面，则是因为引脚和/或焊 盘表面氧化，其结果是形成虚焊，如图(b)所示。 2 贴焊 o 把表帖元件焊到印制电路板上的焊接方法。首 先在印制电路板上要焊接的位置点上粘接胶（注 意不要点到焊盘上）然后把元件粘在焊接位置， 使引脚贴在印刷电路板的焊盘上并对准位置，刷 好助焊剂再进行焊接。 o 表帖元件的体积和焊盘都非常小，元件引脚宽 度、焊盘宽度和焊盘间隙一般仅1mm左右，而且焊 盘都是无过
15、孔的，焊接时一定要细心，电烙铁功 率不要超过20W，焊接之前应处理好焊接面，保证 引脚和焊盘表面无锈，焊接时吃锡要少，电烙铁 拉动要轻、快、稳、准，尽量做到一次焊接成功 。 常用接插件、元器件及其在印刷板PCB上的封装形式 o 元器件与印刷电路板进行焊接时应该用到的焊 盘和文字标识符，称为元件封装图 o SIP型单排插针和单排排母外形图, oSIP单排插真的封装图名称和封装图 o印刷电路板电源插头座 o印刷电路板上常用电源插针的封装图名称和封装图 o电阻的PCB封装图名称为AXIALxx o电阻的封装图名称和封装图 o电容的封装图名称和封装图,小型电感可使用RADxx 系列的封装图 o二极管和
16、稳压管的封装图名称和封装图 o小功率晶体管和场效应管的封装图名称和封装图 o大功率晶体管等的封装图名称和封装图 o八引脚运算放大器的封装图名称和封装图 o DIP封装图名称和封装图 o电位器封装图名称和封装图 电子工艺实习完成的成品实物 o机器猫套件 o1.具有机、电、声、光、磁结合的特点 2.完成EDA实践全程训练过程 3.软硬件结合，培养工程实践能力 4.电路可扩性强，增强动手动手能力 o3.分立FM耳塞收音机套件 o 体验先进技术（集成电路FM芯片）。 ol 分立式元件。 ol 自动搜索并锁定，轻触式电子调谐。 ol 可接收87MHz108MHz调频广播。 ol 附指导书。 o数字万用表调套件 o1.3位半 LCD数显
