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电子实习讲义

第三章焊接技术

掌握：

电烙铁的内部结构、检修方法。

对焊点好坏的判定，焊接的五步法、焊接工具的使用。

熟悉：

元器件管脚的成型及搪锡，熟悉焊接工艺流程。

了解：

工业焊接技术。

重点：

电烙铁的使用、保养与维护，对焊点的要求。

难点：

焊接工艺的掌握，如何避免虚焊的产生。

在电子设计、制作、维修等过程中，焊接工作是必不可少的。

元件不但要固定在电路板上，而且焊点必须要牢固、圆滑，焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否和质量的好坏，因此焊接技术是我们学院相关联的专业的学生必须掌握的基本功，焊接质量取决于焊接工具、焊料、焊剂这三个硬指标和焊接技术这个软指标共同决定。

第一节有关概念

一焊接

是利用加热或采用其它措施使两种金属之间原子的壳层起作用（相互扩散）依靠内聚力使金属牢固地接合在一起。

二焊接的分类

通常分为熔焊、纤焊及接触焊。

三锡焊

采用铅焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。

四焊盘：

分园形和岛形

五元件引脚插孔

六印制导线

七焊接原理

使焊锡和被接合金属之间的距离达到金属原子相互作用的距离，两者之间就产生润湿和扩散现象。

第二节焊接工具及材料

一烙铁

（一）电烙铁的作用

把电能转化为热能对焊点部位进行加热，同时熔化焊锡，使熔融的焊锡润湿被焊金属形成合金，冷却后被焊元器件通过焊点牢固地连接。

（二）电烙铁应具备的基本条件

1具有一定的输出功率，耗电少，热效率高，烙铁头的温度稳定、能连续工作。

2漏电流小，静电弱，对元件无磁性影响，不损伤元件。

3结构坚固，重量轻，便于操作，易损部件易更换（如烙铁头、芯），维修方便。

（三）烙铁的种类

1外热式电烙铁。

2内热式电烙铁。

3恒温式电烙铁。

4吸锡电烙铁。

5超声波烙铁。

6弧焊电烙铁。

（四）烙铁的选用

1电烙铁的功率应由焊接点的大小决定，焊点的面积大焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应该大些。

一般电烙铁的功率有20W25W30W35W50W等等。

在制作过程中选用30W左右的功率比较合适。

R25w=2KR35w=1.6KR45w=1K。

2其中功率与烙铁头温度关系见书59页，表3-1

（五）使用电烙铁的注意事项

1应根据焊接对象合理选择不同类型（功率，外形）的电烙铁。

2电烙铁插头最好使用三极插头。

要使外壳妥善接地。

3使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。

检查烙铁头是否松动。

测量插头两端阻值是否符合要求。

4烙铁使用中，不能用力敲击。

要防止跌落。

烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。

不可乱甩，以防烫伤他人。

在使用过程中要经常挂锡。

5使用过程中，烙铁不能到处乱放。

不焊时，应放在烙铁架上。

注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

6使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。

冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

（六）内热式电烙铁的结构及检修

1内热式电烙铁的结构

由烙铁头、烙铁芯、弹簧夹、连接杆、手柄和电源线六个部分组成。

2内热式电烙铁的检修

⑴外观检查。

检查电源插头、电源线有无损坏。

并检查烙铁头是否松动、氧化（发黑）。

⑵电阻值在线测量。

R在R0（有三种情况）R在=R0

⑶烙铁芯的安装。

⑷烙铁头的打磨。

⑸电烙铁的搪锡。

⑹不使用期间的搁置方法。

二辅助工具

（一）为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。

应学会正确使用这些工具。

尖嘴钳      偏口钳      镊子      小刀

（二）还有洗尔球，空心针，毛刷，多股软铜线。

三焊接材料

（一）焊料

1分类：

焊料按其组成成份可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料。

锡（Sn）的熔点232℃，铅（Pb）的熔点为327℃。

锡铅焊料分三个等级：

S、A、B。

65Sn用于印制板的自动焊接（浸焊、波峰焊）。

63Sn熔点为183℃

60Sn熔点为190℃。

50Sn常用于手工焊、其液温约215℃。

2锡铅焊料的形状

块状（I）棒状（B）（用于浸焊，波峰焊）

带状（R）

丝状（W）有：

0.5mm0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、2.0等主要用于手工焊。

粉末状（P）

其中锡铅焊料被广泛应用于电子产品的装配中，锡占60％、铅占40％。

（二）焊剂分类：

根据作用不同分为助焊剂和阻焊剂。

1助焊剂

（1）助焊剂的作用

a能溶解去除金属氧化物，并在焊接加热时包围金属的表面，使之与空气隔绝，防止金属加热时氧化。

b可降低焊锡的表面张力，有利于焊锡的湿润。

（2）助焊剂应具备的条件

a有清洁被焊金属和焊锡表面的作用。

b熔点比焊锡低，表面张力、粘度和密度比重比焊锡小，并且具有良好的流动性。

c不产生有毒或有强烈臭味的气体，没有腐蚀性、导电性好吸湿性。

d助焊剂的膜要光亮，致密，热稳定性好。

（3）助焊剂的分类

有机助焊剂、无机助焊剂、树脂助焊剂。

我们这里常用的是树脂助焊剂---松香。

松香温度大于210℃时就会碳化（变黑）。

2阻焊剂

（1）阻焊剂的作用：

限制焊料只在需要焊接的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制板的板面部分覆盖起来，保护板面在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况，使焊点饱满。

（2）对阻焊剂的要求：

见书63页。

第三节手工焊接技术

一锡焊的条件

（一）焊件必须具有可焊性。

（二）选择合适的焊剂。

（三）适当的温度。

（四）合适的焊接时间。

决定焊接温度的主要条件：

书64页表3-2

二焊点的基本要求

（一）焊点大小适中。

（二）焊点应具有足够的机械强度。

（三）焊点表面应美观。

（四）焊点表面应呈现光滑状态，不应出现棱角或拉尖等。

产生拉尖的原因是：

焊接温度过高、烙铁的撤离方向不对、撤离速度太慢、焊剂质量不合格。

（五）焊点应接触良好。

常见的现象是虚焊。

1虚焊

未形成合金的焊料简单堆附或部分形成合金的锡焊。

2虚焊产生的原因

（1）焊件表面不清洁。

（2）焊接时夹持工具晃动。

（3）烙铁头温度过高或过低。

（4）焊剂不符合要求。

（5）焊点的焊料太多或太少。

三对焊点外观的要求

（一）外形以焊接导线为中心，匀称，成形拉开。

（二）焊料的连接面呈半弓凹面，焊料于焊件交界处平滑，接触角为零。

（三）表面有光泽且平滑。

（四）无裂纹、针孔、夹渣。

常见焊点缺陷：

见书65页图3-3

四焊锡丝的拿法

（一）连续工作时的拿法

用左手的姆指、食指和小指夹住焊锡丝，用另外两指配合就能把焊锡丝向前推进。

（二）断续工作时的拿法

焊锡丝通过左手虎口，用大拇指和食指夹住。

五烙铁的握法

（一）反握法

用五指把手柄握在手掌内。

动作稳定，不易疲劳。

适用大焊件、大烙铁。

（二）正握法

手柄夹在弯曲的食指第二节和大拇指之间。

用弯头烙铁。

（三）握笔法

就像拿笔一样把持。

动作细小，易疲劳。

适用于小烙铁，小焊件。

六焊接方法

七烙铁锡焊的基本步骤

（一）五步法

1准备

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。

元件必须清洁和搪锡，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、也叫挂锡），然后再进行焊接。

（1）剪裁：

不允许破坏绝缘层，管脚保留适当长度。

（2）拧头：

多股芯线剥头后，芯线会有松散现象这时需再次拧紧，应朝一个方向拧，以便浸锡后焊接。

（3）清除焊接部位的氧化层。

 可用断锯条制成小刀。

刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。

印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

（4）元件搪锡

在刮净的引线上搪锡。

将带锡的热烙铁头在松香里压在引线上，并转动引线。

即可使引线均匀地搪上一层很薄的锡层。

导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。

经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。

（5）元件引脚的成型：

见书66页图3-4到3-10

2加热被焊件

（1）右手持电烙铁，焊接前，电烙铁要充分预热,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。

烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处，以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。

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，并且容易使元件过热损坏元件烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

注意:

烙铁和焊接点的位置， 初学者在焊接时，一般将电烙铁在焊接处来回移动或者用力挤压，这种方法是错误的。

正确的方法是用电烙铁的搪锡面去接触焊接点，这样传热面积大，焊接速度快。

（3）送入焊料：

焊接点的上锡数量太少了焊接不牢，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及焊盘全部浸没，轮廓隐约可见为好。

（4）撤离焊料

（5）离烙铁：

a形成的焊点圆润光滑，大小适中，电烙铁头以45度撤离。

b形成的焊点圆润光滑，焊料过多，电烙铁头以和焊接面的水平方向撤离。

c形成的焊点圆润光滑，焊料过少，电烙铁头以和焊接面的垂直方向撤离。

（二）三步法

1准备。

2同时加热和同时加焊锡丝。

3同时移开电烙铁和焊锡丝。

八焊接后的检查

    焊接结束后必须检查有无漏焊、虚焊以及由于焊锡流淌造成的元件短路。

虚焊较难发现，需从外形上仔细检查，如有怀凝立即补焊。

九拆焊：

书70页

十焊点的手工清洗：

书70页

十一焊接作业

（一）内容

1楼梯

2五角星

（二）工艺流程

1去掉氧化层或绝缘层（漆包线）

2挂锡（搪锡）

3焊接

（1）搭架

（2）加工

第六章

印制电路板设计与制作

（调光电路板手工设计与制作）

第一节印制电路板的设计原则

印制电路板也称印制线路板、印制板、印刷电路板。

它以绝缘板为基础材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一个导电图形及所有设计好的孔，以实现元器件间的电气互连。

一原理图原则

（一）布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利理解、有利阅读。

（二）注意信号流向，一般从输入端或信号源画起，由上至下或由左至右按信号流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。

（三）图形符号要标准，图中应加适当标注。

（四）连接线应为直线，并且交叉和折弯应最少。

二印制电路的设计原则

（一） 有关概念

１印制电路

将印制电路图印制到覆铜板上，腐蚀掉线路以外的铜箔，留下布线图部分的铜箔，作为导线和安装元件的连接点。

２印制电路板分正面和反面

（1）放置元件的一面称为正面或元件面。

（2）布置印制电路的一面称为反面或印制面、焊接面。

（二）元件排列原则（参考书167页）

1元器件在整个版面分布均匀，疏密一致。

2元器件不应占满整个版面，四周要留有一定空间，距边大于2mm。

3元件放一面，每脚有独立焊盘。

4元件布设不能上下交叉，相邻元件留间隔，大于1mm。

5元件安装高度尽量低，一般不得大于5mm否则稳定性、倒伏性差，易相碰。

6根据印制板在整机中的安装位置及状态，确定元件轴向，规则排列的元器件，应该使体积较大的元件的轴线方向在整机中处于竖立状态，可以提高元器件在板上固定的稳定性。

7元件两端焊盘垮距应大于元件体轴向尺寸+3mm（应用于电阻，二极管）。

8应根据元器件封装尺寸确定焊盘间距。

9按信号流向排列，从输入级到输出级，从左到右，从上到下。

10较大较重的元器件应置于重心低的地方。

11发热较大的元件应置于散热好的位置及靠近机壳处，不方便的采用浮装或加散热片、风扇。

12可调元件布置时要考虑调节方便。

13元件排列尽量做到横平竖直，字体（色环）标注朝向一致（从左至右，从上至下）

14充分考虑布线原则。

15元件间保持安全距离，一般环境中间安全电压是200V/mm。

16要考虑电路板固定时固定件是否影响附近元器件。

17遵守行业规定，考虑兼容性。

（三）布线原则

1布线要短。

2公共地线，电源线应要在靠边缘部位。

3高频元件、高频引线一般布置在中间。

4拐弯要圆≥90度。

拐弯半径大于2mm。

5印制导线不能交叉。

6印制导线线宽：

根据流经电流大小，留有0.5倍裕量计算印制导线宽度（1mm可以通过200mA电流）。

常用的有0.5mm、1mm、1.5mm、2mmm。

7走线正确、布线均匀。

8元件管脚不能错位、变形安装。

三印制电路板设计质量评判标准

（一）线路的设计是否给整机带来干扰。

（二）电路的装配与维修是否方便。

（三）制板材料性价比是否最高。

（四）线路板对外引线是否可靠。

（五）元件排列是否均匀整齐。

（六）版面布局是否合理美观。

四印制板制作质量评判标准

（一）电气连接正确。

（二）符合元件排列、布线原则。

（三）版面整洁美观。

（四）焊盘圆滑、印制线周围无毛刺，无划伤，无脱落，无断路，无短路。

五印制电路板的类型

（一）单面板：

仅有一面有导电图形的印制板。

（二）双面板：

两面都有导电图形的印制板。

（三）多层板：

由交替的导电图形层及绝缘材料层经过层压粘合形成的印制板。

导电图形层数在两层以上，层间电气互连是靠金属过孔实现。

（四）挠性板：

用挠性材料为基材制作的印制板。

第二节调光台灯电路的原理及元件识别

一电路原理

二常用元器件的作用、识别及测量

（一）电阻：

1阻值标示方法

（1）色环标示法：

各颜色代表的数字

金、银代表误差，金色是5％，银色是10％。

（2）直标法

2作用

（二）电容

1电容容量大小的识别

（1）直标法

（2）字母表示法：

用2-4位数字和一个字母表示标称容量，其中数字

为有效数值，字母表示量级和小数点的位置，如：

1p6=1.6p。

2单位

m毫法u微法n纳法p皮法

3作用

（三）电位器

（四）双向二极管2CS

好坏判断：

用万用表欧姆档测量正反向阻值均为无穷大。

（五）双向可控硅（双向晶闸管）TLC336A

1引脚识别

2引脚区分

3好坏判断

第三节调光电路印制板手工制作流程

一设计印制电路图

根据元件多少、外形尺寸、引线方式、管脚排列顺序、管脚功能形状、封装形式、安装位置计算所需面积，取同样大小的白纸（这里取50*50mm）。

二元件布置

（一）按元件排列原则、用管脚成形好的实物插在（垫有复写纸的）纸上画下元件管脚插装位置，同时标明元件符号。

（二）对于RP2五个元件引脚相对位置（相对于元件体）不能移动。

（三）RP1三个元件引脚相对位置（相对于元件体）不能移动。

（四）双向可控硅的三个元件引脚相对位置不能随意移动。

T2脚只能在T1和G连线的垂直平分线上移动，最大幅度为：

三点成等边三角形。

三布线图

按元件排列原则和布线原则反复设计，直至最佳效果。

四印制导线

（一）焊盘：

焊盘直径大小为插孔直径的3到4倍（取3-4mm）。

注意：

Rp1、2可调电阻的焊盘应大些取5-6mm，开关焊盘大小取6-8mm。

电阻、双向二极管插孔垮距卧式装时为14mm,立式装时为6mm，双向晶闸管管脚间距5mm。

（二）印制线宽：

覆铜厚为0.05mm，一般取1-1.5mm宽，电源线宽2-3mm。

五画图

根据上面4条画出正面印制电路图，并附在实验报告里（1：

1）。

第八章：

收音机的安装与调试

掌握半导体收音机元器件的识别与检测

熟悉电子产品的装配工艺流程

了解收音机的工作原理、常见故障及检修方法

重点：

常见元器件的识别与检测

难点：

收音机的常见故障及检修方法

学习电子技术往往是从收音机的装配开始的，这不仅是因为收音机的装配制作过程充满了趣味性，同时还因为在一台完整的收音机中几乎包含了各种基本的单元电路，如变频（混频）、振荡、中频调谐放大、检波、低频电压放大和功率放大等，通过收音机的装配可以比较全面地学习电子技术。

一台标准的收音机电路通常是以超外差方式工作的，不仅仅收音机，其他各种接收机如电视机和遥控遥测装置等也大多采用超外差工作方式，装好超外差式收音机对我们进一步学习其他更复杂的电子装置是大有好处的。

第一节超外差式收音机的工作原理

一超外差式收音机的方框图如图6-1-1。

二  输入回路

从天线接收进来的高频信号首先进入输入调谐回路。

输入回路的任务是：

1.通过天线收集电磁波，使之变为高频电流；2.选择信号。

在众多的信号中，只有载波频率与输入调谐回路相同的信号才能进入收音机。

三变频和本机振荡级

从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。

例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz，那么它们的差频就是1000kHz－535kHz＝465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。

也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。

这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。

不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超外差式收音机的一个重要特点。

以上三种频率之间的关系可以用下式表达：

本机振荡频率－输入信号频率＝中频

四中频放大级

由于中频信号的频率固定不变而且比高频略低（我国规定调幅收音机的中频为465kHZ），所以它比高频信号更容易调谐和放大。

通常，中放级包括1-2级放大及2-3级调谐回路，这与直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多。

可以说：

超外差式收音机的灵敏度和选择性在很大程度上就取决于中放级性能的好坏。

五检波与AGC电路

经过中放后，中频信号进入检波级，检波级也要完成两个任务：

一是在尽可能减小失真的前提下把中频调幅信号还原成音频。

二是将检波后的直流分量送回到中放级，控制中放级的增益（即放大量），使该级不致发生削波失真，通常称为自动增益控制电路，简称AGC电路。

六功率放大级

电压放大级的输出虽然可以达到几伏，但是它的带负载能力还很差，这是因为它的内阻比较大，只能输出不到1mA的电流，所以还要再经过功率放大才能推动扬声器还原成声音。

一般袖珍收音机的输出功率约在50~100毫瓦（mW）左右。

第二节六管外差机的工作原理

这里向大家介绍一台S2108型六管超外差式收音机，整机电原理图见图6-2-1。

T1是磁性天线线圈，它的初级绕组与可变电容C1a（电容量较大的一组）组成串联谐振回路对输入信号进行选择。

转动C1a使输入调谐回路的自然谐振频率刚好与某一电台的载波频率相同，这时，该电台在磁性天线中感应的信号电压最强。

该信号由T1的次级耦合到VT1的基极；同时，VT1还和振荡线圈T2、双连的振荡连C1b（电容量较少的一组）等元件接成变压器耦合式自激振荡电路，叫做本机振荡器。

C1b与C1a同步调谐，所以本振信号总是比输入信号高一个465kHz，即中频信号。

本振信号通过C3加到VT1的发射极，它和输入信号一起经VT1变频后就产生了中频，中频信号从第一中周T3输出，再由次级耦合到中放管VT2的基极。

VT2对中频信号进行充分地放大后由第二中周T4耦合到检波管VT3。

VT3构成三极管检波电路，这种电路不仅检波效率高，而且有较强的自动增益控制（AGC）作用，AGC电压通过RP2、R4加到VT2。

当输入信号较强时，VT3基极上得到的电压Ｖb3也高，基极电流Ｉb3也就较大，这个电流被VT3放大后就是集电极电流Ｉc3，它是基流的β倍。

基极电流增加，集电极电流也随之增加，这时R3上的压降就较大，VT3集电极电压Ｖc3就比较低，那么VT2从R4取得的基极偏置电流Ｉb2也就比较小，于是VT3的集电极工作电流降低，导致VT2的放大倍数降低，从而起到了自动控制增益的作用。

其控制过程如下：

信号电压↑→Ｖb3↑→Ｉb3↑→Ｉc3↑→Ｖc3↓→Ｖb2↓→Ｉb2↓→Ｉc2↓→β2↓→信号电压↓

中频信号经检波后从VT3的发射极输出送到电位器RP，旋转RP可以改变滑动抽头的位置，控制音量的大小。

检波后的低频信号由RP送到前置低放管VT4，经过低放可将信号电压放大几十到几百倍。

低频信号经过前置放大后已经达到了一至几伏的电压，但是它的带负载能力还很差，不能直接推动扬声器，还需要进行功率放大。

功率放大不仅要输出较大的电压，而且还要能够输出较大的电流。

本机采用变压器耦合、推挽式功率放大电路，这种电路阻抗匹配性能好，对推挽管的一些参数要求也比较低，而且在较低的工作电压下可以输出较大的功率。

其工作原理见图6-2-2：

设在信号的正半周T4初级的极性为上负下正，则次级的极性为上正下负（有“·”记号的为同名端），这时VT5导通而VT6截止，由VT5放大正半周信号；当信号为负半周时T5初级的极性为上正下负，则次级的极性为上负下正，于是VT5由导通变为截止，VT6则由截止变为导通，负半周的信号由VT6来放大。

这样，在信号的的一个周期中VT5和VT6轮流导通和截止，这种工作方式就好像两人推磨一样，一推一挽，故称为推挽式放大。

放大后的两个半波再由输出变压器T6合成一个完整的波形，送到扬声器发出声音。

T6采用自耦式是为了提高变压器的传输效率，或者说在输出同样功率的情况下可以使耗电量降低，同时还使体积大为缩小，本机最大不失真输出功率可以达到50mW以上。

第三节收音机的安装

准备工作：

准备好一张白纸，把元件按照电阻、电容、二极管、三极管的顺序固定在纸上，便于测量和记录数据。

一元器件识别及测量

（一）电阻

电阻一律采用1/16Ｗ的四环超小型电阻。

其中几个三极管的基极偏流电阻我们用固电阻代替RP1、RP2、RP4和RP5）串接在相应的基极回路中，可以使三极管的工作点调整到最佳状态。

音量电位器RP为小型炭膜电位器。

请测量阻值记在纸上并标注R？

（二）电容

C4、C11、C12均为电解电容，要求它们漏电小、容量足、质量好，耐压6.3