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1、第1单元 电子产品制作的 基本知识,第一部分 任 务 导 入, 电子产品通常是指由电子元器件经过相应的连接，可用来完成一种或一种以上功能的成品组件。, 电子产品的含义十分广泛，既包含工农业生产上应用的电子产品设备，又包含我们日常生活中使用的各种小家电等，如图1-1所示的电路，就是我们日常用来收听新闻、音乐等节目的调幅收音机。,图1-1 集成电路调幅收音机电路,第二部分 相 关 知 识,1.1 电子产品制作的内容, 电子产品的制作包括电路设计、工艺设计、外观设计、电子元器件的选配、安装、调试，以及文档、说明书的编写等几个方面。 首先是根据实际需求和环境、设备、工具、器材等条件，提出电路参数，进行
2、电路设计。, 所设计的电路经过焊接、安装、测试、调整、修改，可以满足所要求的指标后，再进行印制电路板设计和工艺设计。, 这时要考虑元器件排列、布线等内容。 与此同时还要进行产品的外观设计，这涉及产品的人机界面、易用性、安全性和美观等因素。, 对于大批量投放市场的产品，外观设计也是一个重要环节。 最后还要考虑产品的使用、操作、升级换代等因素，要写好产品的设计说明、使用说明等文档资料。, 以上所有工作都要考虑到产品制作、检测、维修、储运、安装和使用的全过程中对产品的种种需求。,1.2 初学者怎样进行电子产品制,1.2.1 确定电子产品制作电路,1.2.2 读懂电子产品制作的电路图,1图形符号的含义
3、 在电路图中，每一个元器件都有其特定的图形符号或文字代号，对于这些图形符号和文字代号的含义一定要搞清楚，尤其是一些有极性的元器件，要反复端详，记住它的极性记号及外形特征。,2元器件的引脚识别, 对于引脚功能不同的电子元器件，如发光二极管、三极管、电解电容器、集成电路等，要掌握它们的引脚功能的识别方法。 例如，发光二极管有正、负极性，装反了就不会亮。, 通过观察其内芯两个电极的不同形状，来识别它的极性：形状小的相似三角形一端是正极，大的相似三角形的一端为负极。 又如，电解电容器有的用引脚长短不同来表示正负极；还有根据集成电路的引脚排列规律加以识别等。,3导线连接方法, 掌握制作电路中导线的连接方
4、法，如哪些导线应该连接在一起，哪些导线是不应该连接在一起的跨越线。 一般在导线连接点上有一个黑圆点的导线是应该连接在一起的，而在导线交叉点上没有黑圆点或用小弧线连接的为跨越线。,4电源线和接地线, 电路中的电源多以VCC或直接用数字表示电源，接地线多以符号“”表示。,1.2.3 选用合适的电路连接方法,1导线绞接法 导线绞接法适用于那些电路比较简单、元器件不多，而且元器件引脚又比较长的电子产品的制作。 这种方法是通过元器件引脚之间或元器件引脚与导线之间相互直接绞接连接来保证电路的沟通。, 在采用这种方法连接之前，先应对塑料管的导线的端头剥去1cm左右塑管，用小刀刮净接线头，对元器件引脚也要采用
5、这种方法进行处理。, 然后把接线头根据电路要求相互绞接数圈，以保证其连接可靠，并用绝缘胶布包上23层，以防止连接头与其他部位相碰，导致电路短路而造成故障，甚至使元器件损坏。 每一个连接点均应如此进行处理。, 采用导线绞接法进行电路的连接虽然操作简单，但由于连接点的强度较差，在实际使用中要引起注意。,2锡丝电焊法, 锡丝电焊法就是采用电烙铁和焊锡丝进行焊接，待电烙铁的发热温度达到一定值后，用其将焊锡丝熔化于元器件引脚与导线之间，使两者牢固地连接在一起，从而使电路连通。 这种方法通常适用于印制电路板制作的各种电路中。, 采用锡丝电焊法之前，应先对元器件引脚、导线及印制电路板的表面进行去氧化物处理，
6、也就是用小刀刮光后搪上锡，在印制电路板的铜箔表面上还要涂上助焊剂（酒精与松香按一定比例配制而成）。, 焊接时，先用电烙铁让锡丝熔化，然后将元器件引脚与电路板均匀加热，使焊锡固化在连接点上。 焊接时要求焊点大小适中、光洁美观、连接可靠，防止虚焊、假焊。, 锡丝电焊法是电子产品制作中经常采用的一种方法，也是电子产品制作中最基本的技术，初学者一定要熟练掌握此种焊接方法。 锡丝电焊法的焊接材料与焊接方法及相应要求，在本书后续单元中还将详细介绍。,3螺钉固定法, 螺钉固定法的最大的特点是：仅使用简单的工具自攻螺丝钉加垫圈，在木板上制作电路。 该方法由于制作方便，电路直观，取材容易，故特别适合初学者采用。
7、, 取一块厚为0.11cm，长、宽根据实际情况选取的木板，将画有电路图的纸贴在木板上。, 按照电路图上元器件的位置，用自攻螺丝加垫圈来固定元器件的引脚或导线。 接线头裸线部分至少要有10mm以上，并安放在垫圈与自攻螺丝之间。,最后用螺丝刀慢慢将自攻螺丝旋紧使导线与元器件引脚之间保持良好的接触即可。 螺钉固定法由于用螺丝加垫圈将元器件的引脚及与之连接的导线等牢固地紧固于木板上，故强度较好。,4插座连接法, 插座连接法就是利用插头、插座连接来使电路连通。 “电子魔块”、“电子百拼”等电子积木游戏器均采用这种方法。, 采用插座连接时，是将元器件放置在插头与插座中，然后按电路图实际要求进行连接。 这种
8、方法尤其适用于初学者进行简单的电子产品制作和实验。, 另一种专用插座俗称“面包板”，它最大的缺点是使用时间一长，电路元器件容易出现接触不良现象。 插座连接法虽然简单，但由于插头、插座与引脚之间的距离很近，故在焊接或连接电路时应仔细小心。,1.2.4 对制作的产品进行检查,1连接的检查 先对电子产品连接好的电路进行检查。 电路越复杂，连线出现错误的机会也就越多。, 故应按照电路图的连接关系，反复检查每一根连线以及连接点。 每检查一根连线和一个连接点，均在电路图上做一个记号。 尤其要注意检查接触不良、错焊等情况。,2元器件极性的检查, 对元器件极性的检查，应注意极性方向。 对二极管、三极管、电解电
9、容器、集成电路等元器件要给予特别的关注，重点检查它们的引脚连接正确与否。,（1）电解电容器, 低于1F的低值电容器大多数是无极性之分的，但是1F或更大容量值的电容器几乎都是有正、负极之分的。, 安装在印制电路板上或连接在电路中的电解电容器，在其外壳上接近引线之处以符号“+”和“”标出其极性。 实际上，大多数新型电解电容器只有“”。, 对于采用正、负引脚长短来标志极性的电解电容器，在引线未剪断的情况下，可采用对比引线长短来识别引脚的极性，通常引线较长的那只引脚即为正极引脚。 这种识别方法也适用于对新购电解电容器极性的识别。, 电解电容器的极性被接错可能会导致其损坏。 必须说明的是，即使较小的反向
10、电压和电流，都有可能损坏某些有极性的电容器。, 这样的有极性电容器并没有任何外部损坏的迹象，但如果把它们用在电路中，就会表现出低于标准的性能。 电解电容器和一些高级电解电容器在反向电压下损坏率较高。,（2）二极管, 二极管是一种双引线线性元器件，它只容许电流沿一个方向流过。 如果将二极管方向接错了，那么本来应该让电流流过的，它却会阻挡电流流过；应该挡住电流的，它却让电流流过。, 如果二极管用于小信号电路，通常接错后不会造成其他元器件损坏；如果是功率二极管（如整流二极管）接错极性，那么，将会导致一些元器件损坏。 有些二极管负极的引出线一端有色带指出其极性。, 早期有些二极管有几条色带，这样就必须
11、仔细检查元器件以便找出负极引出线。 多条色带是根据电阻色码的颜色编码系统标出二极管的型号的。 这种方法采用三条或四条色带而不是一条。, 目前，二极管多采用一条色带来表示极性，而利用文字符号来标明型号。 由于新型二极管体积小，需要用放大镜才可看出型号。 颜色编码系统虽容易使人读出型号，但却容易使其极性接错。, 近年来，多条色带的二极管在最接近负极引线的那条色带会比其他两条或三条色带粗一些，以此来表示极性。 但宽度的差别往往不明显，所以必须仔细观察这些二极管的极性在电路上安装是否正确。,（3）发光二极管, 发光二极管是产生问题最多的一种二极管，由于这类元器件刚面世时没有进行标准化，通常以负极引线旁
12、边的外壳稍为扁平一些来表示负极。 除了外壳扁平之外，还伴随着负极引线较短的特点。, 不过，这并不是世界通用的标准，而仅是部分厂家的标志而已。 如果发光二极管的外壳没有扁平处，两根引线又是长度相同或者已经把它们截短为相同的长度，怎样确定这类发光二极管的极性呢？一般采用的方法是观察外壳内的两个电极。, 它们通常具有不同的尺寸和形状，面积较大的电极通常连接负极（K）引线。 上述判断极性的方法对于多数发光二极管非常有效，但对于比较特殊的发光二极管并非100%的有效。, 唯一可靠的方法是进行实际测量，此时注意电压不要超过反向击穿电压。 如果连接一次发光二极管不能发光，只需将连接的表笔对调，它的极性就很容
13、易测出来了。,3保证供电正常, 有的初学者在电子产品制作中使用新电池，认为电能一定很充足，但却不知在此之前，由于电路连线错误或不小心，电池的电能已漏光或减少了。 电量不足必然会导致电路无法正常工作。, 常有这样的情况：有些初学者买了质量不是很好的元器件，或者通电后不小心造成元器件的损坏。 对此，必须重换新的元器件后再试。 当经过此番努力后电路仍然不能工作，最后找到电路不工作的原因很可能是电池电量不足。,1.3 生产厂家电子产品制作程序,1.3.1 电子产品制作确定阶段 1主要任务 电子产品制作确定阶段的主要任务是广泛调查研究，初步确定任务要求以及可靠性的要求。,2工作步骤, 电子产品制作确定阶
14、段的工作步骤。 进行电子产品用途、工作模式与工作环境的调查，了解电子产品制作要求和可靠性要求。 根据获得的国内、外有关资料和可靠性信息，进行产品市场、产品可靠性的预测与分析。, 初步确定电子产品制作要求和可靠性的要求。,1.3.2 电子产品制作方案论证与审定阶段,1主要任务 电子产品制作方案认证与审定阶段的主要任务如下。, 对总体电子产品制作的设计方案进行分析、论证和评价分析。 关键技术课题的预研和突破。 总体设计方案的择优选定。,2工作步骤, 电子产品制作方案认证与审定阶段的工作步骤如下。 电子产品制作方案的可靠性论证。 电子产品制作方案中分系统的可靠性指标分配与认证，并确定分系统的设计方案
15、。, 对制作方案中的关键技术进行预研的突破，拟定可靠性增长计划。 对电子产品制作方案中的系统及分系统总体设计方案可靠性进行审定与会签。 根据方案论证与审定阶段的结果，拟定可靠性技术文件。,1.3.3 电子产品设计阶段,1主要任务 电子产品设计阶段的主要任务是：设计单元电路，对产品的结构和关键工艺可靠性进行设计。,2工作步骤, 电子产品的设计阶段可靠性分析和分配。 对电子产品的电路、结构和关键工艺的可靠性进行设计。 对电子产品制作的电路可靠性进行分析，对故障模式的影响与危害性进行分析，容差分析，修改设计或可靠性再分配。, 对电子产品制作中关键部件、电路、结构和工艺的可靠性进行改进与验证。 对电子
16、产品设计阶段可靠性的设计进行设计与会签。,1.3.4 电子产品制作的样机研制阶段,1主要任务 电子产品制作的样机研制阶段主要任务如下。, 电子产品制作的样机研制、试验、评价和改进，使可靠性增长达到预期的要求。 对样机进行可靠性技术措施和关键工艺的适用性进行验证。,2工作步骤, 电子产品制作的样机研制阶段工作步骤如下。 对电子产品制作样机的关键元器件、部件和设备单元的可靠性进行筛选试验。 对制作的样机进行试验，以及环境和可靠性增长进行试验。, 对设计定型的样机进行可靠性鉴定试验，以及系统联试和现场试用。 对设计定型的样机进行可靠性设计评审，对设计定型样机的综合评定，修改完善设计和对关键工艺文件进
