收音机万用表课程设计报告剖析.docx

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收音机万用表课程设计报告剖析

中国石油大学胜利学院

电子技术课程设计

题目：

数字万用表和收音机的设计与实现

学生姓名：

系别：

专业年级：

指导教师：

于云华、王俊青

一、课程设计目的

巩固和加深在"模拟电子技术基础"和"数字电子技术基础"课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解。

1、掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，综合所学知识进一步学习电子电路系统的设计方法和实验方法；

2、培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神；

3、熟悉焊锡常用工具的使用,能独立的完成简单电子产品的安装与焊接；

4、能够根据电路原理图和元器件实物设计并制作印制电路板，并能够熟练调试和使用数字万用表。

2、课程设计题目描述和要求

了解数字万用表和收音机的工作原理和内部结构。

系统的提出设计方案，培养分析问题、发现问题和解决问题的能力并掌握电路设计的基本思路和方法。

学会认识电路图纸，掌握电子元件分类和区别方法，能够正确测量电子元件数据。

熟悉电子装焊工艺的基本知识和原理，学会调试和正确使用万用表的收音机。

三、电路设计与参数计算

3.1数字万用表

3.1.1单元电路设计和参数计算

图1单元电路图

图2单元电路图

图3单元电路图

图4单元电路图

3.1.2总原理图

工作原理：

数字万用表以大规模集成电路为核心，输入的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成0-199.9mv的直流电压。

电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。

采用比例法测量电阻，方法是利用一个内部电压源加在一个已知电阻值的系列电阻和串联在一起的被测电阻上。

被测电阻上的电压与已知电阻上的电压之比值，与被测电阻值成正比。

输入ICL7106的直流信号被接入一个A/D转换器，转换成数字信号，然后送入译码器转换成驱动LCD的7段码。

A/D转换器的四个译码器将数字转换成7段码的四字数字，小数点由选择开关设定。

3.1.3元件清单

编号

名称

型号及规格

元件编号

数量

1

精密金属膜电阻

0.99Ω-0.5%

R10

1

2

精密金属膜电阻

9Ω-0.3%

R8

1

3

精密金属膜电阻

90Ω-0.3%

R28

1

4

精密金属膜电阻

100Ω-0.3%

R29

1

5

精密金属膜电阻

900Ω-0.3%

R17,R20

2

6

精密金属膜电阻

9kΩ-0.3%

R21

1

7

精密金属膜电阻

90KΩ-0.3%

R22

1

8

精密金属膜电阻

352KΩ-0.3%

R23

1

9

精密金属膜电阻

548KΩ-0.3%

R27

1

10

金属膜电阻

36Ω±1%

R9

1

11

金属膜电阻

360Ω±1%

R11

1

12

金属膜电阻

1k±1%

R5

1

13

碳膜电阻

10K±1%

R6，R16，R30

3

14

金属膜电阻

33K±1%

R7

1

15

碳膜电阻

47k±5%

R25，R36

2

16

碳膜电阻

120KΩ±5%

R1

1

17

碳膜电阻

220KΩ±5%

R4，R12，R13，R14，R19，R18，R24，R33，R35

9

18

碳膜电阻

470KΩ±5%

R2,R31

2

19

碳膜电阻

1M±5%

R3

1

20

碳膜电阻

2M±5%

R15，R26

2

21

碳膜电阻

90Ω±5%

R34

1

22

插件电位器

200Ω

VR1

1

23

插件瓷片电容

100P±20%

C1

1

24

插件瓷片电容

220P±20%

C7

1

25

插件聚脂电容

100nF±20%

C2，C4，C5，C6

4

26

插件聚脂电容

220nF±20%

C3

1

27

插件独石电容

1uF±20%

C8

1

28

热敏电阻

1.2~1.5KPTC

R32

1

29

插件二极管

4007

D1

1

30

插件三极管

9013

Q1

1

31

插件三极管

9015

Q2

1

32

贴片IC

LM358

IC2

1

33

DIP44/7106

7106

IC1

1

34

保险管5×20mm

0.2A

F1

1

35

通用保险座

2

36

八针830

1

37

蜂鸣器

Φ20带壳线

1

38

输入插孔

3

39

自锁开关

5.8×5.8

2

40

电池线

80mm

E

1

41

导电胶

6.8×2×54mm

1

42

钢珠

Φ3

2

43

旋钮弹簧

φ2.9×5.0×0.3mm×6圈

2

44

基板固定螺钉

PB2×5mm

6

45

底壳螺钉

PA2.8×10mm

3

46

电池盖螺钉

PM3×6mm

1

47

簧片

A95

2

48

簧片

宽2.5mmA375

3

49

液晶片（反射）

GH11141TNP-IS33.7×53.5mm

1

50

线路板：

830TVRE：

1.3板材：

KB（A料）带水印61mm*100.5mm

1

51

塑料件

1

3.2收音机

3.2.1单元电路设计和参数计算

3.2.2总原理图

工作原理：

调频（FM）收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频回路和音频功率放大器组成。

调频的接收天线以耳机的地线替代，也可直接插上配给的天线ANT，二者工作原理相同。

调频广播的高频信号输入回路直接经电容C、L组成的LC振荡回路，实际上构成一带通滤波器，其通频带为74MHz—108MHz。

在集成块内部接受的调频信号经过高频放大，谐振放大。

被放大的信号与本地振荡器产生的本振信号在内部进行FM混频，混频后输出。

FM混频信号由FM中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。

该中频选择回路由10.7MHz滤波器构成。

中频调制波经中放电路进行中频放大，然后进行鉴频得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。

此外，因在调频波段未收到电台信号时，内部增益处于失控而产生的噪声很大。

为此，通过检出无信号时的控制电平，控制静噪电路工作，使音频放大器处于微放大状态，从而达到静噪功能。

3.2.3元件清单

序号

物料名称

规格

数量

应用位置

备注

1

收音线路板

PCB1

1

2

集成电路

CD2003GP

1

IC1

3

集成电路

TDA2822A

1

IC2

4

四联电容

CMB444HE

1

C1、C1-1

C2、C2-1

5

瓷片电容

2p

1

C10

6

30p

4

C3、C4、C5、C6

7

82p

1

C7

8

202

1

C14

9

472

2

C11、C12

10

104

6

C8,C9,C13,C15,C17

11

电解电容

10μF/10V4×5

1

C16

12

470μF/10V6×7

3

C18C19C20

13

碳膜电阻

10Ω1/4W±1%

2

R7、R8

14

100Ω1/4W±1%

1

R1

15

330Ω1/4W±1%

2

R4、R10

16

560Ω1/4W±1%

1

R2

17

10kΩ1/4W±1%

3

R5,R6,R9

18

150KΩ1/4W±1%

1

R3

19

电位器

Φ16*250K带拨盘

1

RV

20

三极管

S9018

1

Q1

21

S8550

1

Q2

22

5.5T线圈

4/5.5T/0.6

1

L1

23

6.5T线圈

5/6.5T/0.6

2

L2、L3

24

陶瓷滤波器

L10.7A

1

CF1

25

鉴频器

J10.7C

1

CF2

26

喇叭（铁）

Φ57mmTL

1

SPK

27

拉杆天线

1

28

焊片

29

耳机插座

五脚EJ3507

1

EJ

30

五芯排线

60mm棕红橙黄绿

1

PCB1-（12345）-PCB2

31

32#线

120mm灰色

1

连接天线—ANT

32

80mm红色

1

连接电池片正—B+

33

80mm黑色

1

连接电池片负—B-

34

60mm蓝色

1

连接喇叭—SP1

35

60mm白色

1

连接喇叭—SP2

36

按键开关

8.5×8.5×15mm

1

SW

37

电池片

＋

1

底壳

38

电池片

－

1

底壳

39

螺丝

2.0×8mmPA

1

固定底壳

最长

40

2.0×5mmKB

10

底壳电池仓

41

1.7×3.8mmKM

1

固定调谐钮

最小

42

2.5×5mmPM

1

固定天线

43

面壳

1

44

底壳

1

45

电池盖

1

46

调谐推钮

1

47

功能按钮

1

48

显示线路板

PCB2镀金

1

49

集成电路

SC3610D

1

IC3

50

液晶显示器

52×34×3mm

1

LCD

51

瓷片电容

20p

2

C21、C22

52

104

1

C23

53

二极管

1N4148

1

D

54

晶振

32.768kHzΦ3×8

1

CRYS

55

斑马纸

1×1×10mm

1

56

双面贴海绵

20×10×1mm

2

57

锅仔片

Φ6×450g×0.8脚

5

4、安装与调试

1、注意事项：

（1）电阻：

可根据色环来判断阻值830T所用的电阻为上图所示的五环电阻，前三环为数值，倒数第二环表示零的个数，最后一环表示误差。

（2）电容：

直接读出电容值电容一般用三位数码表示容量大小，前两位是电容值的有效数字，后1位是零的个数。

（3）二极管的正负极性测试方法：

1.通过万用表的1×1k欧姆档检测，红黑表笔分别接二极管两极，电阻值小时黑表笔接触的是二极管的正极。

2.有白色色环的一边为负极性。

（4）三极管的测试判断极性和类型，由于B到C，B到E分别是两个PN结，反向电阻大，正向电阻小，可任取一脚假定为基极，万用表红棒接“基极”，黑棒分别接另两脚，如都是小电阻，则红棒即为B，且是P型管。

如两个脚阻值差很大，可另选一个假定基极，重复。

再判断集电极C，对PNP型，集电极接负电压发射极接正电压时，电流放大倍数比较大，NPN相反，测试时假定红棒接的是C黑棒接E，记下阻值，交换测试，比较两次阻值，阻值小时，红棒接的是C，且为P型。

（5）焊接注意事项

、基本流程：

清洁处理、加热、给锡。

　、首次使用电烙铁时，插上电源插头后，电烙铁温度上升的同时，先在烙铁头上涂上少许松香，待加热到焊锡熔点时，再往烙铁头上加焊锡，在使用过程中，由于电烙铁温度很高，达300℃以上，长时间加热会使焊锡熔化挥发，在烙铁头上留下一层污垢，影响焊接，使用时用擦布将烙铁头擦拭干净或在松香里清洗干净，再往烙铁头上加焊锡，保持烙铁头上有一层光亮的焊锡，这样电烙铁才好使用。

元器件焊接好后，元器件引脚不高出电路板面1mm，应将多余部分的引脚用斜口钳或其它剪切工具剪去，使印刷电路板整洁美观。

防止虚焊错焊，这样在众多的焊点焊完之后，才能保证这个电路没有断路的焊点。

、烙铁头的保护：

为了便于使用，烙铁在每次使用后都要进行维修，将烙铁头上的黑色氧化层锉去，露出铜的本色，在烙铁加热的过程中要注意观察烙铁头表面的颜色变化，随着颜色的变深，烙的温度渐渐升高，这时要及时把焊锡丝点到烙铁头上，焊锡丝在一定温度时熔化，将烙铁头镀锡，保护烙铁头，镀锡后的烙铁头为白色。

如果烙铁头上挂有很多的锡，不易焊接，可在烙铁架中带水的海棉上或者在烙铁架的钢丝上抹去多余的锡。

不可在工作台或者其他地方抹去。

2、万用表的安装与调试

线路板焊接：

电阻安装时，板上设计二孔距离较远者，采用卧式安装，近者采用立式安装；三只表笔插座和三极管插座，焊时须焊于线路板的另一面。

液晶屏的安装：

本制作中，液晶屏安装由于是通过导电橡胶来完成电气连接的，因此安装时是否可靠，直接关系到显示屏的正常工作。

液晶屏是有方向的元件，反装就无法正常工作。

将液晶屏白色面朝向人眼方向，其右侧有一个标记点，整个液晶屏装于外壳中的位置，安装的顺序是：

先放入液晶，再放入支架，最后放上导电橡胶。

旋钮开关的安装：

将弹簧和小弹珠放好；将上盖套在放好小弹珠的旋钮上，小心地拉起旋钮（要小心，不要让弹珠掉下来）；按住旋钮，将整个上盖翻过来（注意旋钮不能松动，否则弹珠会掉下来的）；一手按住旋钮，另一手将液晶屏的各部件装好；拿一小螺丝刀，从线路板中间的孔穿过，顶住档位旋钮，使其不要松动，将线路板盖在档位旋钮和液晶屏上（注意：

液晶屏的导电橡胶平整、旋钮不能松动）；一手按住线路板，另一手将三颗固定螺丝将线路板固定好、翻转，小心的旋转一下档位开关，开始时一定要轻，千万别用力过猛，容易使小弹珠掉落，等轻轻地转上二圈后，若转动有清晰的定位感，且转动较为灵活，就表示这部分部件安装完成了；装上电池，查看液晶显示是否正常，若出现半个字符等，主要原因是导电橡胶没安装好，或连接液晶屏及线路板上有脏东西，可拆开线路板，查看相应的导电部分，用餐巾纸擦干净后再按上述方法。

整机总装配；将9V电池上于电池扣上。

把已装配好的印制电路板放入机壳中，使3个输入插孔柱、晶体管插座柱分别落入机壳对应孔中，PCB板的环形印制线压在6个微片上。

用2个6mm镙钉将PCB板固定在机壳上。

盖上后盖，并用2个8mm镙钉将后盖上紧。

整机装配完毕。

万用表的调试：

（1）、档位旋钮打到直流电压档（DCV）20V档，用直流稳压电源做基准源，输出直流10V电压，调整线路板上VR1，使数表液晶显示与稳压源显示一致即可，其他档位无需调整。

如有标准测试电源做基准源更好。

（2）、测量直流电压：

用测量一节干电池来说明测量直流电压。

将档位开关置直流电压2V档，红表笔接电池正极，黑表笔接电池负极。

显示屏显示“1.299”左右，被测量的电池的电压值为1.30V。

（3）、测试交流电压：

用测量多用插座的电压来说明测量交流电压。

将档位开关置600V交流档，红黑表笔分别插入插座上的插孔里。

显示屏显示“231”左右，被测量的交流电压为231V。

（4）、测试电阻：

首先估算电阻的阻值，然后将档位开关调置接近并大于估算的阻值。

红黑表笔分别接被测电阻的两个引脚，在显示屏上可以直接读出阻值。

（5）、测量二极管：

将档位开关置二极管测量档，红黑表笔分别接二极管的两个引脚，观察显示屏的数值，然后互换两表笔，再次观察显示屏的数值。

若显示屏显示“1”，则说明二极管未导通；若显示屏显示具体数值，则说明二极管导通，且此时的红表笔接的是二极管的正极，黑表笔接的是负极。

3、收音机的安装与调试

组装步骤：

1.取两块3cm胶带，在显示电路板上粘贴5个锅仔片；

2.在显示电路板上焊好5芯排线，收音板暂不焊接；

3.放置按键、显示电路板，固定显示电路板上面两颗螺丝，下面两颗螺丝暂不固定；

4.放置喇叭，焊接收音电路板收5芯排线；

5.固定收音电路板上面4颗螺丝，尽量减少导线绕动；

6.进行覆盖调试C1-1，其它尽量不调试，若有嚣叫，就用石蜡固封L1。

检查

1、检查各元器件安装是否有误，如电阻色环、磁片电容代码、线绕电感圈数是否有误，尤其是集成块不得装反，二极管与电解电容“+”，“-”极性、三极管是否安装正确；检查天线、电源线、喇叭线、排线是否连好。

2、与原始PCB照片对照各焊点有无虚焊、漏焊、碰焊；PCB的焊盘铜箔是否有开裂；如果有就要作修复处理。

3、测量电阻不安装电池，打开电源开关，用MF47万用表选择×1K档位测量电池正负极间的正反电阻，R＋－＝6k，R－＋＝10k，接近值也属正常，若不正常应检查是否有元器件错焊、搭焊、虚焊、漏焊，各导线、跳线连接等。

4、电池正负极间的正反电阻R＋－、R－＋为正常值，方可安装电池通电检查。

打开电源开关，应能收到FM电台，在电台正常播放时间里若不能收到电台，应取出电池继续仔细检查有无错误，必要时用MF-47型万用表分别以黑表笔和红表笔接地测量IC1、IC2各脚电阻和对地电位是否与参考值一致，并记录下各值作教师辅导分析使用。

调试

本实践收音机的显示部分采用液晶显示器可直观显示电台的频率，覆盖调试方法如下：

1、高端调试：

转动四联电容器调谐钮，使容量调到最小（频率最高），观察液晶显示器显示的频率，如果不是108.6MHZ，再调整四联电容器本振半可变电容C1-1,使之显示频率为108.6MHZ。

2、低段调试：

为了收到校园广播和低频道的电视伴音，可以将覆盖的最低频率调到72MHZ。

转动四联电容器调谐钮，使容量调到最大（频率最低），观察液晶显示器显示的频率，如果不是72MHZ，再调整L1电感量（拨开L1匝间距离），使之显示频率为72MHZ。

反复调整如上两个步骤，可以使覆盖频率为72MHZ---108.6MHZ。

5、性能测试与分析

数字万用表可准确测试出电阻阻值，将表笔插入家庭用电中测试，可得出220V左右的电压值。

但是用万用表测试导线是否损坏时没有蜂鸣声。

收音机经调频可得出72-108.6MHZ的频率，但由于芯片焊接问题，导致显示器数字出现较模糊。

六、结论与心得

经过几天的学习和操作，万用表和收音机的制作完成了。

虽然每天要早八晚十的待在实验室里，但是乐在其中也感触颇深。

这次课程设设计是学习两年电气最深的一次接触电类东西，第一次亲自去操作第一次全身心投入其中。

开始老师讲述焊制万用表和收音机的注意事项，当时听的云里雾里的，没有实物拿在手中，总觉得不就是把电阻电容放点锡焊在板子上就是了，觉得很简单又很难。

等真正学习如何焊出“锥形”点时，才体会到制作东西确实是个艺术而不是纯粹的劳动力。

开始弄万用表时我就处处碰壁，起初用的万用表有问题，测出来的阻值都不准确，导致和别的电阻混淆的焊到了错误的地方，然后就要用吸锡器一点点吸出来。

二百多度的高温，只有手指接触了才知道那是一种什么感觉。

但是既然开始了就不想放弃，埋头一直弄到了实验室关门，总算没有落下进度，弄坏的电阻后来也到老师那借到了。

后来测试时知道了，万用表安装时需要用到很多电阻和电容，不同阻值阻容的有很多，相同的之间还有差别，弄错一点就会导致最后的测试出现问题。

整个万用表制作下来，我觉得最难的就是最后装钢柱和旋钮。

可能是因为快要尝到自己成果吧，慢慢的有点没有耐心，而这个地方的安装又必须要心细，一不小心小弹簧和钢珠就掉了。

最后静下心来是了几次最终成功了，经过测试万用表制作成功。

有了万用表的制作经验，加上没有落下进度，就可以耐心的做收音机了。

毕竟它和万用表不一样，它是个发声的物体，对大家都更有吸引力。

收音机制作是没有说明书的，需要同样的方法测完电阻后在板上找到对应的位置。

可能收音机要求比较精细，电阻、电容包块其他一些零件给的都多一些，所以开始时会有些误导。

但是收音机的焊接比万用表要难。

万用表只是纯粹的电阻接到板子上，但收音机有的零件较小，即便是大的比如芯片，每一个管脚都要对应的焊接上去，中间一厘米不到的距离不能有锡出现，否则就会导助显示器短路从而出现显示不全甚至是不显示的情况。

收音机中有一些需要链接板与板之间的导线，每次哪个部位需要调整的就容易把这个导线扯断，最终还要再剪短些重新焊上，周而复始的难免会把手烫伤。

回顾这几天的忙碌总是喜大于忧，总是收获大于失去。

虽然受伤还没有痊愈，但是课程设计带来的心得体会可以很好地弥补身体上受的任何伤。

从小就喜欢拆一些小东西，但拆开之后还是会茫然。

经过这次亲自焊接，又对电子产品有了更深的了解，对我们的所有的电气专业也有了实地性的接触。

7、参考文献

1、于云华，数字电子技术基础，中国石油大学出版社

2、杨素行，模拟电子技术基础简明教程，高等教育出版社

3、邱关源，电路（第五版），高等教育出版社

4、王卫平，电子产品制造工艺，高等教育出版社

5、张勇，电子产品手工焊接技巧，电子技术工业出版社