电子制作初学者入门.docx
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电子制作初学者入门
电子制作初学者入门
目录
一、工具篇
常用工具,材料及使用
二、元器件篇
1.认识电阻电容
2.初识半导体器件
3.奇妙的集成电路
三、动手制作篇
1.光控自动照明灯
2.声控延时开关
3.流水灯
4.简易音频功放
四、自学提高篇
学习方法及资料介绍
工具篇
1.电烙铁
（编者寄语：
一切的开始，配上焊锡丝和松香助焊剂，电路板便是你的艺术舞台）
电烙铁分为外热式（图1）和内热式（图2）两种，外热式的一般功率都较大。
主要区别：
1.内热式和外热式电烙铁的区别，主要在加热方式的不同。
2.另外，它们所用的烙铁头形状，前者是空心筒状；后者为实心杆状。
3.前者预热时间较短，但受气温影响稍大，尤其小功率型；相对，后者预热时间稍长。
4.前者比后者漏电稍小。
图1图2
注意事项：
新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。
这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。
旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。
2.数字万用表
（编者寄语：
最常用的工具，前几年还属于奢侈品的数字万用表现在已经是无线电爱好者手中最常用的仪表了）
数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。
与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。
形形色色的数字万用表：
使用方法：
参考说明书和相关书籍
3.其他工具
（编者寄语：
工具虽多，样样有用）
剪线钳：
顾名思义，剪导线用的。
吸锡器：
当你把电路板弄得焊锡太多，或要拆元器件的时候，它是个好帮手。
工具刀：
破坏用的。
镊子：
元器件都是比较小的东西，而且焊接的时候，引脚和元件本身都很烫。
螺丝刀：
帮别人修东西的时候，总的拆开吧。
尖嘴钳：
夹持东西用。
微型手钻：
自己做电路板必不可少的工具。
剥线钳：
快速方便的剥去导线的外皮必备。
4.必要材料
（编者寄语：
巧妙的使用材料，将会有奇妙的效果）
面包板：
主要用于调试电路，引脚之间的连接大都用导线，有人称之为面包板上的插花艺术。
实验板：
不是所有的电路都需要拿给厂商做PCB，对于一般的爱好者就更没必要了，使用实验板是个好的选择。
焊接容易，也省去自己腐蚀板子的麻烦。
元器件：
这就不用说了，电路的精华都在于元器件的使用和焊接。
下面一章将详细介绍。
元器件篇
1.认识电阻电容
电阻器的种类
电阻器的种类有很多，通常分为三大类：
固定电阻，可变电阻，特种电阻。
在电子产品中，以固定电阻应用最多。
而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有ＲＴ型碳膜电阻、ＲＪ型金属膜电阻、ＲＸ型线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。
型号命名很有规律，Ｒ代表电阻，Ｔ－碳膜，Ｊ－金属，Ｘ－线绕，是拼音的第一个字母。
在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是ＲＴ型的。
而红颜色的电阻，是ＲＪ型的。
一般老式电子产品中，以绿色的电阻居多。
为什么呢？
这涉及到产品成本的问题，因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好，但制造成本也高，而碳膜电阻特别价廉，而且能满足民用产品要求。
电阻器也有功率之分。
常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”，它是电子产品和电子制作中用的最多的。
当然在一些微型产品中，会用到1/16瓦的电阻，它的个头小多了。
再者就是微型片状电阻.
电阻器的标识
这些直接标注的电阻，在新买来的时候，很容易识别规格。
可是在装配电子产品的时候，必须考虑到为以后检修的方便，把标注面朝向易于看到的地方。
所以在弯脚的时候，要特别注意。
在手工装配时，多这一道工序，不是什么大问题，但是自动生产线上的机器没有那么聪明。
而且，电阻器元件越做越小，直接标注的标记难以看清。
因此，国际上惯用“色环标注法”。
事实上，“色环电阻”占据着电阻器元件的主流地位。
“色环电阻”顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。
有的是用４个色环表示，有的用５个。
有区别么？
是的。
４环电阻，一般是碳膜电阻，用３个色环来表示阻值，用１个色环表示误差。
５环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环也是表示误差。
下表是色环电阻的颜色-数码对照表：
颜色
有效数字
乘数
允许偏差
黑色
0
10的0次方
棕色
1
10的1次方
+/-1%
红色
2
10的2次方
+/-2%
橙色
3
10的3次方
-----
黄色
4
10的4次方
-----
绿色
5
10的5次方
+/-0.5%
蓝色
6
10的6次方
+/-0.2%
紫色
7
10的7次方
+/-0.1%
灰色
8
10的8次方
-----
白色
9
10的9次方
+5~-20%
无色
-----
-----
+/-20%
银色
-----
-----
+/-10%
金色
-----
-----
+/-5%
色环电阻的规则是最后一圈代表误差，对于四环电阻，前二环代表有效值，第三环代表乘上的次方数。
不要怕，记住颜色和数码就行啦，其他的不用记。
有一个秘诀：
面对一个色环电阻，找出金色或银色的一端，并将它朝下，从头开始读色环。
例如第一环是棕色的，第二环是黑色的，第三环是红色的，第四环是金色的，那么它的电阻值是1、0，第三环是添零的个数，这个电阻添2个零，所以它的
实际阻值是1000Ω，即1kΩ。
这是最常用的1/4W碳膜电阻,在中工电子市场可以买到,1分钱一个,一般购买一种阻值的电阻个数在100个以上.
电容器
电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。
与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。
顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。
尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。
两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。
两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。
电容器也分为容量固定的与容量可变的。
但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。
规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。
电容的基本单位为法拉（F）。
但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：
1法拉（F）=1000000微法（μF）1微法（μF）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）
在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。
小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。
大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。
而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。
电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。
电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。
充好电的电容器两端有一定的电压。
电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。
举一个现实生活中的例子，我们看到市售的整流电源在拔下插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。
当然这个电容原本是用作滤波的。
至于电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容，造成耳机中有嗡嗡声。
这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容（1000μF，注意正极接正极），一般可以改善效果。
发烧友制作HiFi音响，都要用至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且大电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。
这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。
电子电路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“隔直流”的作用。
电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。
那么交流电为什么能够通过电容器呢？
我们先来看看交流电的特点。
交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。
电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。
电容器的选用涉及到很多问题。
首先是耐压的问题。
加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。
一般电解电容的耐压分档为6.3V，10V，16V，25V，50V等。
电解电容独石电容
2.初识半导体器件
二极管
二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来（从正极流向负极）。
常见的几种二极管如图所示。
其中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。
图2是二极管的电路符号，像它的名字，二极管有两个电极，并且分为正负极，一般把极性标示在二极管的外壳上。
大多数用一个不同颜色的环来表示负极，有的直接标上“-”号。
大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺帽以便固定在散热器上。
利用二极管单向导电的特性，常用二极管作整流器，把交流电变为直流电，即只让交流电的正半周（或负半周）通过，再用电容器滤波形成平滑的直流。
事实上好多电器的电源部分都是这样的。
二极管也用来做检波器，把高频信号中的有用信号“检出来”，老式收音机中会有一个“检波二极管”，一般用2AP9型锗管。
二极管的类型也有好几种，对于电子制作来说，常常用到以下的二极管：
用于稳压的稳压二极管，用于数字电路的开关二极管，用于调谐的变容二极管，以及光电二极管等，最常看见的是发光二极管。
整流二极管发光二极管
三极管
半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。
它最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。
其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。
由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图，大的很大，小的很小。
三极管的电路符号有两种：
有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。
实际上箭头所指的方向是电流的方向。
电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。
它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。
小功率三极管中功率三极管
大功率三极管（外壳是集电极）
3.奇妙的集成电路
集成电路
集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。
集成电路是六十年代出现的，当时只集成了十几个元器件。
后来集成度越来越高，也有了今天的多核处理器.
集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别，而具体功能更是数不胜数，其应用遍及人类生活的方方面面。
集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。
其封装又有许多形式。
“双列直插”和“单列直插”的最为常见。
消费类电子产品中用软封装的IC，精密产品中用贴片封装的IC等。
动手制作篇
1.光控自动照明灯
电路原理：
R1和R2构成分压电路，当环境光线较强时，光敏电阻阻值较小，R2上的电压较小，无法使三极管Q1导通，此时三极管的集电极没有电流通过，发光二极管DS不亮。
当光线较暗时，光敏电阻R2上的电压较大，Q1导通，从而使得DS发光。
元件选择：
Q1选择常用的9013，必要时可以用两个并联在一起，DS选用高亮度的发光二极管，R1选用多圈电位器，R2选用常用的塑封光敏电阻。
电路调试：
连接好电路后，用小螺丝刀调节R1的阻值大小，使得光线较亮时发光二极管熄灭，较暗时发光二极管点亮。
相关知识点：
三极管
三极管可以看做是一个电流控制器，也就是说使用基极较小的电流控制通过集电极的电流。
三极管有一个参数叫直流放大倍数β，就是说如果基极流过的电流是Ib则流过集电极的电流Ic=β*Ib。
这样一来就实现了放大的功能。
这个例子中利用的是三极管放大的极限状态，要么让Ic很大，要么让Ic几乎为0。
这样一来就相当于一个开关了。
下一个例子中我们要到利用三极管的放大作用。
对于NPN型的硅三极管，当基极和发射极之间的电压高于0.7伏时，就称之为导通，这时，基极就有电流通过了，就可以控制集电极的电流了。
PNP型的刚好相反，基极和发射极之间的电压要小于-0.7伏，才能导通。
2.声控延时开关
电路原理：
R2、R3、Q1、构成一个放大器，MK1接受到声音后转换成电信号，经过C2滤去直流成分后经Q1放大后再经C1除去直流成分后。
一个较大的电流通过Q2的基极，Q2是开关作用。
当声音较大时Q2导通，C4放电，IC1的2和6脚处于低电平，使得3输出高电平点亮DS1。
之后，电源通过R4不断向C4充电，一段时间后2、6回复高电平，DS1熄灭。
元件选择：
MK1使用驻极体电容话筒，Q1和Q2都选用9014通用型三极管，R1为3K的碳膜电阻，R2和R3、R4选用多圈的电位器。
C1、C2、C4均选用10uf的电解电容，C3为0.01uf的瓷片电容。
电路调试：
连接好电路后反复调节R2和R3使得Q1处于放大状态（对着话筒吹气能使的DS1点亮），再调节R4，调整好合适的延时的时长（R4、C4决定了延时的时长）。
知识点：
555时基集成电路
另附555的简要介绍
3.流水灯
电路原理：
这是一个使用数字集成电路做成的小电路，左边由ne555构成一个振荡器从3脚输出脉冲加到计数器4017（十进制计数器）。
14脚（CLK）每接收到一个脉冲输出的十个引脚上的高电平就移向下一个引脚。
比如：
现在是3脚（Q0）输出高电平，14脚接收到一个高电平后2（Q1）脚变成高电平3脚变回低电平，依次这样下去，十个发光二极管依次点亮。
元件选择：
略
电路调试：
数字电路几乎不用调试，这里需要调整的是R12，R12和C9决定了振荡的频率，也就是流水灯的流水速度。
4.简易音频功放
电路原理：
两路声音信号（R和L）加到芯片TDA2822M的输入端6和7脚，经过放大后经C2和C3加到两个扬声器上，5和8脚是内部放大器的反向输入端，接上两个电容后使电路只对交流信号进行放大。
R1和R2是为了在输入端没信号时将6和7脚电压拉低，减小无信号时的噪声。
C2和C3滤去直流分量并且匹配阻抗。
元件选择：
两个扬声器选用8Ω、0.5w到1w的扬声器，其他元件无特殊要求。
电路调试：
该电路使用TDA2822M功放集成电路，TDA的好处就是外围元件少，使得电路大大简化，该电路连接无误后，加上电后几乎不用调试就可以使用。
TDA2822的简要参数：
电源电压：
1.8V到15V静态电流：
9mA
输出功率：
最大1W
自学提高篇
学习方法：
电子制作是非常注重实践的，有些初学者总是问我该看哪些书的时候，我总是感觉很诧异。
从来没有谁是看书把电子制作看会的，看书只是对电子制作的一个辅助。
电子制作要以实践为主，只有不断的实践也就是做东西才能提高能力并且巩固所学的知识。
所以，我建议初学者最好从简单的制作开始，也许刚开始你做的东西没什么用。
但第一次的成功是一个很好的开始，它会激励你不断走下去。
在玩了电子制作一段时间后，你会可能你没怎么系统的学习过书本的知识，但你的能力会有很大的提高。
还有就是要脚踏实地，工程实践就是这样，好高骛远是没有用的。
刚开始就想做很高级的东西，到头来你会发现你什么也不会，你的设想也就停留在设想的阶段。
工程界没有天才，只有脚踏实地的实干家。
当然，我这也不是说不需要看书，借鉴别人的经验也是很重要的。
在学习电子制作的过程中我比较倾向于实践和理论学习循环学习的方法，也就是先做东西，碰到了什么问题就去查找相应的资料，然后再回过头来实践，这样一来，你每做出来一个东西也就掌握了与之相关的各种理论知识。
当你掌握了一定的电子制作的技术以后，今后学单片机什么的会比别人快很多。
下面向大家介绍一些参考书籍，这样比较能激励初学者去自学去探索，我想会比我把所有的知识都摘抄在这个小册子里效果好多了。
参考书籍：
《电子工艺实训教程》西安电子科技大学出版社2006年2月
宁铎孟彦京马令坤郝鹏飞著
主要章节：
1.安全用电
2.焊接技术（介绍手工焊及现代焊接工艺，有较大的参考价值）
3.电子元器件（较详细的介绍了各种元器件的外形封装及参数标称）
4.印制电路板的设计制作（只做一般参考）
5.准备工艺及装配
6.调试工艺基础
7.电子技术文件（完整的设计需要整理设计过程中的各种文档）
8.电子小产品安装调试案例
《电子制作基础与实战》科学出版社2006年12月
【日】町田秀和著彭军译
主要章节：
1.电子制作前的准备工作
2.电子与电子电路基础
3.一切从电源开始
4.引人入胜的音响
5.丰富多彩的数字电路
6.机器人竞赛中的实用电路
编者：
本书有着国外科普读物的一般特点，通俗易懂，适合初学者。
书中图文并茂，讲解详细。
但所用元器件多为日本产，制作时最好采用市场上常见的元器件。
《新型数字万用表原理及应用》机械工业出版社2006年3月
沙占友著
《数字万用表检测方法与应用》人民邮电出版社2004年11月
沙占友沙江著
编者：
对于电子制作的初学者而言，了解数字万用表的使用方法即可，对于喜欢进一步了解的同学可以参考以上两本关于数字万用表的读物。
其中详细的讲解了关于数字万用表的原理及相关内容。
《数字电路及制作实例》国防工业出版社2006年8月
主要章节：
1.门电路及其构成电子装置的制作实例
2.触发器及其构成电子装置的制作实例
3.施密特触发器及其构成电子装置的制作实例
4.计数器及其构成电子装置的制作实例
5.编码器和译码器及其构成电子装置的制作实例
6.BCD-锁存器/7段译码器/驱动器和数码管显示器及其构成电子装置的制作实例
7.存储器、寄存器及其构成电子装置的制作实例
8.数字模拟开关及其构成电子装置的制作实例
9.555集成时基电路及其构成电子装置的制作实例
编者：
数字电路是一类状态分明的电子线路，只有0、1（用低电压、高电压表示）两种状态的组合，对于初学者来说，比起模拟电路中信号电压的连续变化，数字电路几乎不用调试就可以工作，只要逻辑关系正确就可以完成相应的功能。
在电子制作中，数字电路有着重要的作用，无线电爱好者们常用各种数字集成电路组成形形色色的控制器件。
本书包含了较多的制作实例，有较大的参考价值。
《跟我学protelDXP电路设计与制版》人民邮电出版社2004年8月
时代科技甘登岱主编
主要章节：
1.ProtelDXP概览
2.熟悉原理图编辑器
3.放置和编辑元件
4.绘制原理图的其他问题
5.PCB设计入门
6.熟悉PCB编辑器
7.元件布局与布线
8.输出报表与图纸
9.创建元件库与封装库
编者：
此类关于DXP的书种类很多，但找一本适合初学者的是并不容易，本书通俗易懂，结合从网上下载的一些视频教程，初学者很快就可以学个八九不离十。
《电子设计指南》高等教育出版社2006年1月
孙肖子邓建国陈南钱聪任爱锋易运晖著
主要章节：
1.“电子系统”的总体框架设计
2.常用元器件及电参数的测量方法
3.信号的获取及常用非电量的转换方法
4.模拟信号处理及信号变换
5.数据采集及AD、DA转换
6.波形产生器的设计方法
7.信号的执行
8.信号的传输
9.数字系统及可编程逻辑器件设计
10.单片机及其开发应用
11.电子系统中的电源
12.电路中的干扰及其消除方法
13.电子设计实例
编者：
这是一本很全面的书，涵盖了电子设计的各个方面。
是一本不可多得的参考书籍，可以说这是一本词典式的参考书，电子设计的各个环节都可以在上面找到相应的内容。
单讲的不是很深，更加深入的学习还需要参考其他的专于某一方面的书籍。
基本上可以满足中等的无线电爱好者的需要。
同时这也是一本很厚的书，最好有了一定基础再看。
推荐杂志：
《无线电》《电子制作》这两本杂志是国内在电子方面很流行的杂志，可以说适合各个层次的人阅读。
阅读杂志有个好处：
杂志上的电路图都是笔者做过的，确保100%有效。
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