电子中级工实训报告.docx
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电子中级工实训报告
苏州市职业大学
校内实习实训报告
名称 中级工实训
2014年12月15日至2015年1月4日共3周
学院(部)电子信息工程学院
班级13光伏应用技术
姓名韦涛
学号137303128
指导教师孙加存
实习实训报告
指
导
老
师
意
见
实习实训成绩:
指导教师签名:
2015年1月8日
摘 要
作为电子信息工程学院的一名学生,我们不仅仅要学习基础的电路基础知识,以及基本的电脑应用软件的操作,我们在熟练的掌握电学的基本理论后我们还要学会自己连接电路,并使用电脑软件进行调试,记录测出的数据。
中级工实训就是锻炼考验我们的动手能力还有对电路的熟悉,让我们从外观以及内在的了解电路板,让我们能够将理论与实践统一起来。
实训中我们更深入的了解到电路板中各个元器件的数据,以及焊接电路板需要的工具比如:
电烙铁、镊子、万用表、松香……,焊接电路的过程中加强了我们的动手能力。
这次中级工实训的内容以八块电路板的焊接与调试为主,分别是:
1、稳压电源2、场扫描电路3、三位半A/D转换器4、OTL功放电路5、脉冲调制控制器6、数字频率计7、交流电压平均值转换器8、可编程计时器。
按照考核要求我们需要掌握这八块电路板的焊接方法以及调试步骤,并且知道它们的原理。
并能根据调试的结果判断电路板的好坏,对各种仪器的使用我们要熟记。
需要将测出的各种数据和波形整理到记录表上,最后我们要将各种仪器摆放好原来的位子,并且将实验室整理干净。
关键词:
电路调试,焊接电路,电路分析
第一章稳压电压
1.1仪器准备
1、调压器2、变压器3、数字万用表4、指针万用表(2.5A插孔)
4、负载电阻12Ω/25W5、电子电压表
1.2电路原理图
1.3电路原理分析
1.3.1稳压工作原理
稳压电路是利用负反馈的原理,以输出电压的变化量ΔUL,经取样管VT3与基准电压7.5V(VD5稳压管提供)比较放大后,去控制调整管VT2的基极电流Ib,当Ib增大,调整管Uce将减小;当Ib减小,调整管Uce将增大;使输出电压UL基本保持不变。
1.3.2各元件在电路中的作用
VD1、VD2、VD3、VD4桥式整流电路。
C6、C7、C8、C9滤波电容、保护整流二极管。
VT1、VT2组成复合管,增大等效β值改善稳压性能。
C1、C2、C3、C4、C5为滤波电容。
R5为VD5限流电阻。
R4给VT1的反向穿透电流提供一条通路,防止高温时,VT2出现失控。
R8、RP1、R7为VT3分压偏置电阻。
R1、R3为VT2负载电阻。
1.4电路调试步骤
1.4.1调试空载输出电压
调节调压器,使变压器输入电压调至220V(数字万用表AC750V档);测变压器输出电压(AC20V档);整流后电压(DC200V档),测试点VT2C极即散热片对地电压,测出的结果应为18V左右;稳压电压(DC20V档),调整RP1使稳压电压12±0.2V。
1.4.2测试电压调整率
输入电压220V调节负载电阻当负载电流1A时稳压电压记VA=12.0V;调输入电压242V时稳压电压记VA1;调输入电压198V时稳压电压记VA2,电压调整率:
SV=(VA1-VA2)÷VA*100%。
1.4.3测试电流调整率
输入电压220V,空载时稳压电压记V0=12.0V;负载电流1A时稳压电压记VA,电流调整率:
SA=(VO-VA)÷VO×100%。
1.4.4测试输出纹波电压
输入电压220V,负载电流1A时,电子电压表接在负载两端,所测交流电压值为纹波电压。
1.5调试结果
空载
变压器输入电压
变压器输出电压
整流后电压
稳压电压
220V
17.5V
23.5V
11.99V
电压
调整率
电源输入电压
198V
220V
242V
稳压输出电压
11.78V
11.85V
11.88V
电压调整率计算:
0.76%
电流
调整率
输出电流
空载
1A
输出纹波电压
输出电压
12V
11.85V
0.4mV
电流调整率计算:
1%
1.6总结
第一天焊电路板,感觉还可以,自己已经熟练的使用电烙铁了
第二章场扫描电路
2.1仪器准备
1、稳压电源输出+12V±0.2V2、示波器3、数字万用表DC20V
4、偏转线圈(接PZ)
2.2电路原理图
2.3电路原理分析
当VT1截止,C3上的反偏电压先经R2、R3、地、电源“+”极,R7、RP1、RP2、R4放电,同时电源通过R7、RP2向C4、C5充电,电容两端电压线性增大,该电压经VT2、VT3、VT4放大后,形成场扫描正程。
当VT1“C”极电压上升、VT1“b”极电压上升,直至VT1导通,产生一个正反馈,(VT1“b”极电压上升—VT1“c”极电压下降—VT2“b”极电压下降—VT2“c”极电压上升—VT3、VT4“e”极电压上升—VT1“c”极电压再次上升)使VT1饱和,C4、C5上的电压经VT1、R5放电,使VT1“c”极下降经VT2、VT3、VT4放大后形成场扫描的逆程。
VT1饱和时,正反馈电压向C3充电形成反偏电压,使VT1“b”极下降重新进入放大区,又有一正反馈(反馈电压极性正好和刚才相反)使VT1截止,开始下一周期。
其中,RP1的作用是调节场频,RP2的作用是调节场幅,RP3的作用是调节场线性。
补偿原理是RP3和C5组成积分正反馈电路,它能使锯齿波产生相反方向的预失真。
调节RP3使预失真程度适当而和原失真互相抵消,从而实现线性补偿。
RP4的作用是调节中点电位,VT1是场振荡管,VT2是场激励管,VT3、VT4是互补推挽场输出管。
2.4电路调试步骤
2.4.1静态工作点测试
连接电源无误,开启电源,数字万用表,红表棒接R14、R15公共端,黑表棒接CND,调节RP4使数字万用表读数为6V。
2.4.2波形测绘
A:
场输出电压波形:
示波器X5ms/div、Y2V/div、探极接C8“-”极对地(即偏转线圈PZ端“+”极和地接C511散热器),开启电源;调节RP1(频率),RP2(幅度),RP3(线性)三个电位器,波形周期为20ms(4大格),锯齿波幅度为2-4VP_P,且波形线性良好,绘制波形。
见图2.1。
B:
偏转线圈电流波形:
示波器X5ms/div、Y1V/div、探极接偏转线圈PZ端“-”极接地不变,绘制波形。
见图2.2。
2.4.3频率范围测试
开启电源,调节RP1,顺时针旋到底,记录示波器上波形的周期。
调节RP1逆时针旋到底,记录示波器上波形的周期。
计算,频率调节范围。
频率范围测试后恢复场输出电压波形周期为20ms,锯齿波幅度为2—4VP_P。
2.5调试结果
输出中点电位
6.07V
场频调试范围
47-58HZ
2.6总结
焊接第二块板子,这块板子的电阻和电解电容比较多,比较花费时间和精力,调试时需要用到偏转线圈,根据老师的提示我们知道场频调节的范围要包括50HZ。
第三章三位半A/D转换器
3.1仪器准备
1.双路稳压电源+5V,+2.5V2.示波器3.数字万用表4.可调分压电阻器
3.2电路原理图
3.3电路原理分析
3.3.17107A/D转换器工作原理
设A/D转换器满量程为1.999,双积分工作方式则以计4000个时钟脉冲时间为一个转换周期,双积分A/D转换器可分为采样、积分、休止三个阶段。
3.3.2A/D转换器外接元件的功能
C1、C2、VD1、VD2组成负电源产生电路,C3积分电容,R1积分电阻,C4自校零电容,C6基准电容,C7振荡电容,R4、RP2振荡电阻。
3.3.3电源产生电路的工作原理
由C1、C2、VD1、VD2组成负电源产生电路。
C1、C2组成耦合滤波电容,VD1、VD2组成半波整流电路。
3.4电路调试步骤
3.4.1调整时钟发生器的振荡频率
示波器:
X、Y均在校准位置(微调旋钮顺针到底);耦合:
DC;X:
5us/DIV;Y:
2V/DIV。
用示波器观察A点波形,调整RP2电位器,使fose=40KHz±1%,并画出A点波形图及幅值填入表中。
见图3.1
3.4.2调整满度电压
可调分压电阻器接稳压电源+2.5V,先调整分压电阻器使输入电压(数字万用表测)1.900V,此时再调整RP1多圈电位器使输出电压(LED显示)1.900V±1字。
3.4.3测量线性误差
调分压电阻器使输入电压(数字万用表测)分别为1.500V,1.00V,0.500V,0.100V时,输出电压(LED显示)分别记入对应表中。
调分压电阻器使输出电压(LED显示)1.999V,此时的输入电压(数字万用表测)即为满度电压Vfs。
相对误差=(输入电压—输出电压)÷输入电压×100%
3.4.4测量参考电压
计算满度电压Vfs与参考电压Vref的比值填入表中。
3.5调试结果
振荡频率fosc
41.07HZ
幅值
5V
输入电压
1.900V
1.500V
1.000V
0.500V
0.100V
满度Vfs=1.998V
实测
1.900V
1.501V
1.000V
0.499V
0.100V
1.999V
相对误差
0%
0.06%
0%
0.06%
0%
0.05%
参考电压Vref
1V
Vfs/Vref
1.998V
负电压
-3.44V
3.6总结
这一块电路板的元器件比较少,焊接比较简单,但是测试时比较麻烦,需要借助可调分压电阻器,并且需要将可调分压电阻器并接到电路板上,并且需要调节RP1多圈电位器使得数码管上显示准确的数字,且要求的精度要更准确。
第四章OTL功放电路
4.1仪器准备
1、数字万用表DC20V档2、稳压电源DC+18V3、MF50表DC25mA档
4、毫伏表2台5、低频信号发生器1台6、16Ω负载1只
7、示波器2V/格0.5mS/格AUTO档
4.2电路原理图
4.3电路原理分析
4.41OTL功放原理
输入音频信号经C7耦合至VT1基极,经VT1放大成幅值,较大的信号,送至后极,又一对极性相反的管子(D325,C511)组成互补对称OTL功放电路,在同一音频信号激励下,正半周,D325导通,放大正半周信号,负半周,C511导通放大负半周信号,二管轮流工作,在负载上到一个完整的,音频信号。
4.42各元件作用
R2隔离电阻,R3、R4、VT1基极偏置电阻,R5、VT1发射极偏置电阻,R10流电阻,R8、R9直流负反馈电阻,R14是VT3、VT2基极偏置电阻,R18是退电阻,R13输入电阻。
C7输入耦合电容,C8、C14自举升压电容,C9、C13退电容,C17交流旁路,C18滤波电容,VT1是推动管,VT2是稳定功放管工作点。
VT3、VT4是互补功放管组成功率放大输出极,C14输出耦合电容。
4.4电路调试步骤
4.4.1工作点的测试
4.4.1.1中点电位的测试
接上16Ω负载,连接电源,数字万用表红表棒接C14正极(R8,R9公共端),黑色表棒接GND(C511散热器),开启源,调节RP1至万用表读数为9±0.2V,记录万用表读数。
4.4.1.2静态电流的测试
断开电源与线路板+18V的连线,MF-50表红表棒接电源+极,黑表棒接线板+18V处,开启电源,MF-50表读数应小于25mA,记录万用表读数。
4.4.2最大不失真功率的测试
A、低频信号发生器输出1KHz正弦波信号,观察示波器波形,调节低信输出幅度至波形临界削波失真。
B、观察毫伏表Vo(10V档)读数,记录Vo读数。
C、计算最大不失真功率Pmax=Vo2/R=Vo/16,记录Pmax值。
4.4.3电压放大倍数的测试
A、低频信号发生器输出1KHz正弦波信号,调节低信输出幅度至毫伏表Vo(3档)读数为4.0V。
B、观察毫伏表Vi(300Mv)读数,记录Vi读数。
C、计算电压放大倍数A=Vo/Vi=4.0/Vi,记录数值。
4.4.4测绘放大器幅频曲线
A、低信输出1KHz正弦波信号,调节低信输出幅度,使Vo读数为2V,记录数值。
B、保持低信出幅度不变,频率为200Hz,记录Vo读数。
1、保持低信输出幅度不变,频率为100Hz,记录Vo读数。
2、保持低信输出幅度不变,频率为20Hz,记录Vo读数。
3、保持低信输出幅度不变,频率为5KHz,记录Vo读数。
C、根据Vo数值,画出幅频曲线。
4.5调试结果
工作点调试
电源电压
Vc=18.00V
中点U
Ua=8.99V
静态电流
Ic=13.00mA
输出调试
输出电压
Vo=4.30V
信号f
F=1000HZ
最大输出功率
Po=1.16W
放大器输入
输入电压
Ui=0.34V
信号f
F=1000Z
电压放大
A=12.60
频率响应
信号频率
20Hz
100Hz
200Hz
1000Hz
5000Hz
输出电压
0.62V
1.85V
1.96V
2.00V
1.50V
4.6总结
第四块的电路板的焊接不算困难,不过测试也比较复杂,需要借助毫伏表来调整低频信号发生器的幅值。
而且测试的数据也比较多。
第5章脉宽调制控制器
5.1仪器准备
1.双路稳压电源±12V2.双踪示波器3.数字万用表
5.2电路原理图
5.3电路原理分析
5.3.1三角波发生器工作原理和脉宽调制原理及各元件功能
由双运放Ic:
D,Ic:
A组成方波,三角波发生器。
Ic:
D同相电压比较器5脚同相输入端电压取决于E点电压和F点电压的共同作用,7脚输出方波由稳压管VD1,VD2稳定在±UE
Ic:
A反相积分器,对输入电压积分,输出电压线性增长,当比较器输出从负突变到正,积分器反向积分,它的输出电压线性下降,当积分器的输入电压到负值,上述过程重复,形成自激振荡。
且在E点获得方波输出,F点获得三角波输出,改变RP2可改变三角波频率,改变RP3可改变三角波电压幅值。
Ic:
B运放组成电压跟随器:
具有高输入阻抗,低输出阻抗,输出电压稳定性好的特点。
Ic:
C运放组成比较器,进行脉冲调制。
同相端输入可调直流电压,反相端输入三角波,直流电压大于三角波负电压比较器工作,输出脉冲电压。
输入的直流电压越高,输出脉冲之间间隔越小,当直流电压大于三角波正电压为100%调制。
由C点输出的调制脉冲电压输入至由VT1组成的射极跟随器后送到由VT2、VT3组成的互补射极输出极推动场效管控制负载电珠亮度。
5.3.2场效应管的特性和应用特点
场效应晶体管是一种与三极管能起相似作用的半导体器件,它与三极管相比具有输入阻抗高,噪声低热稳定性好,与三极管一样,场效应管也有三个工作区,截止,饱和,放大。
场效应管参数中有一个最重要的参数叫开启电压Vτ,它是漏源之间刚刚开始形成导电沟道,对于N沟道耗尽型VT是个负电压,N沟道增加型VT是正电压VT>0一般3—5V。
反映场效应管控制能力为Gm跨导,Gm=ΔIDS/ΔVGS,是反映输入电压ΔVGS引起输出电流ΔIDS的能力。
5.4电路调试步骤
5.4.1三角波频率和波形
X、Y均在校准位置(微调旋钮顺时针到底),耦合:
AC,Y:
2V/DIV,X:
0.2ms/DIV,触发Auto,先确定零电平基线,后接CH1于F点,CH2于E点。
调整RP2(频率)、RP3(幅度和频率)使F点波形f0=1KHz±3V±5%。
5.4.2画出F点、E点波形在同一张图中
F点三角波幅值±1.5格、周期5格,E点方波幅值±3格左右、周期5格。
如图5.1。
5.4.3画出D点调制度为50%的波形图
示波器档位不变,CH1接F点、CH2改接D点,改变RP1电位器使D点波形占空比相等,此时以F点三角波作起终电平参照量(与上图F点三角波F点对应)时,仅画出D点波形图。
如图5.2。
观察D点调制脉冲,记录调制度分别为100%、50%、0%时,A点、B点、负载两端、电压填入表中。
调制度100%:
改变RP1电位器使D点调制脉冲刚为全高电平(一条线)时,用数字万用表测A点、D点、对地电压及负载两端电压填入表中。
调制度50%:
改变RP1电位器使D点调制脉冲占空比相等时,用数字
用表测A点、D点、对地电压及负载两端电压填入表中。
调制度0%:
改变RP1电位器使D点调治脉冲刚为全低电平(一条线)时,用数字万用表测A点、D点、对地电压及负载两端电压填入表中。
测量给定电压范围和频率可调范围。
给定电压范围:
改变RP1电位器阻值从最小到最大,用数字万用表测A点对地对应电压范围填入表中。
三角波频率可调范围:
改变RP2电位器阻值从最小到最大,用示波器测F点对应周期范围,再用F=1/T换算成频率范围填入表中。
调试结束应恢复F点三角波f0=1KHz±3V±5%,E点方波
5.5调试结果
三角波频率
1000HZ
三角波电压幅值
正峰
+3V
负峰
-3V
调制度
100%
50%
0%
给定电压A点
3.43V
0.59V
-3.12V
输出电压D点
4.15V
-0.08V
-5.35V
负载两端电压
11.76V
5.86V
0.00V
给定电压范围
-4.14V--------------4.14V
三角波频率范围
382HZ-----------1803HZ
5.6总结
这块板子的焊接有点困难,因为RP1的焊接比较麻烦,并且小灯泡的焊接不易,测试到不是很难只需要调节RP1和RP2就可以得到所有的结果,不过焊接时不知道哪里的焊接错误,导致没有得出测试结果。
第6章数字频率计
6.1仪器准备
1.稳压电源DC5V档2.示波器0.5ms/div,1v/div3.函数信号发生器
6.2电路原理图
6.3电路原理分析
被测信号经“IN”输入,经过整形送到计数控制器的输入端,当程控定时器跳变为高电平(TH:
1S)时,其波形前延触发置零电路,使计数器瞬间制零,同时闸门打开,允许波形通过,计数器开始计数,并通过LED显示计数过程。
当程控计时器为低电平时,闸门关闭,阻断波形通过,计数停止,所记数值保持不变并被稳定显示。
6.4电路调试步骤
6.4.1调试校准频
使SA按键弹上,调节信号发生器,使信号发生器输出的频率为1024Hz,Vp=5V,(波形为标准周期波),闸门时间为1S,接入电路板上的信号输入端,调节电路板上的RP1使数码管显示为1024±1Hz。
调节信号发生器信号输出的频率使输出信号的频率为8192Hz,记下电路板上的示值频率。
6.4.2测试内接振荡频率
按下按键SA,调节电路板上的RP3,顺时针调到底,此时频率数值显示为最大(一般超过6000Hz),然后调节RP2,使频率数值显示为6000±1Hz,RP2保持不动,逆时针调节RP3到底,记下最低振荡频率的数值。
6.4.3测试最低频率的波形
在最低振荡频率时,在电路板的输出端接入示波器,画出波形,要求标出X轴(时间t轴)、Y轴(电压V轴)、坐标原点,及X轴、Y轴的刻度。
6.5调试结果
闸门时间1S
基准频率1024Hz
实测频率值1024Hz
频率测量误差
被测频率8192Hz
实测频率8152Hz
相对误差0.61%
内接振荡频率覆盖
最高频率调整6000
1Hz
最低频率203Hz
最低频率电压时间波形图
周期5.00ms
电压幅值5.00V
6.6总结
本块电路板的焊接和测试都比较简单,得出的波形也比较简易
第7章交流电压平均值转换器
7.1仪器准备
1.双路直流稳压电源输出±12V2.低频信号发生器1台3.毫伏表1台
4.数字万用表2V(档)1台5.示波器1V格5ms/格
7.2电路原理图
7.3电路原理分析
7.3.1电路原理及元器件作用
1、由R1、R2、ICA、D2组成半波线整流电路,半波整流输出与输入交流电压的平均值成正比。
(C1为输入耦合电容,R3为平衡电阻。
VD1保证了电路的全负反馈,防止输入负半周时,运放开环,出现饱和甚至“堵塞”。
)
2、由ICB,R4,R6+RP1组成加法器电路,实现全波整流,以减小整流输出的脉动成分。
(R5,R8,RP2组成外接调零电路,保证零输入下得到零输出。
C3提供高频,防止寄生振荡。
)
3、C2接入ICB负反馈支路,实现有源滤波,大大减小了直流输出的波形。
7.3.2问题解答
1、全波整流电路工作原理
利用将整流二机管包含在高开环增益运算放大器的负反馈内,从而在ICA的输出端获得输入交流信号的半波线性整流输出,送至R4作为ICB,作为ICB加法器的另一路输入信号。
两者按一定比例相加,由于两个信号相互反相,因此在加法器输出端可获得全波整流输出。
2、平均值响应、有效值读数的优缺点
交流信号应用最广泛的是有效值,采用有效值读数便于对测量结果进行比较。
由于有效值读数是由正弦信号来定量的,因此对于测量失真正弦信号时误差较大,测量非正弦信号时其读数无直接物理意义
7.4电路调试步骤
7.4.1调零
焊连线路板三处开口,短路AC输入端,连接开启电源,数字万用表DC输出端调节RP2,使数字万用表显示为0.000,记录数值。
7.4.2满量程调整
低频信号发生器连接AC输入端调节低频信号发生器输出100Hz、1V信号,调节RP1使DC端的数字万用表显示为1.000,记录数值。
7.4.3线性测量
调节低频信号发生器使输出100Hz,电压值分别为20mV、200mV、0.5V,分别记录DC端的数字万用表显示值。
计算相对误差:
Y=|ΔX/A|×100%
其中ΔX=X-A(A为AC端的输入电压值X为DC端数字万用表显示值)。
记录计算结果。
7.4.4频响测量
调节低频信号发生器使输出1V,频率分别为20Hz,5KHz,分别记录DC端的数字万用表显示值,计算相对误差,记录计算结果。
7.4.5波形测绘
调节低频信号发生器使输出100Hz,1V信号,用示波器(1V/格—2ms/格),观测下列四种情况,DC输出端的波形。
(此时示波器为DC偶合)
A断开R7、C2:
两处开口,记录波形。
B连接R7、断开R4、C2两处开口。
C连接R4、断开C2。
D连接全部开口。
(A、B、C三种情况示波器用DC耦合,测出波形。
D种情况用分别用DC、AC耦合分别测出波形,在坐标图上画出两个波形,在各波形旁标出直流波形与交流波形及相关的示值刻度。
)
7.5调试结果
输入电压
20Vrms
200Vrms
0.5Vrms
1Vrms
0V
读数
26mV
203mV
524mV
1.00V
0.00V
相对误差
30%
1.5%
9.8%
0%
0%
测量频带两端的示值误差
输入频率
示值误差
输入频率
示值误差
20HZ
0%
5KHZ
0.2%
7.6总结
第七块电路板焊接简单,需要的线比较多,且有得是两两相接,测试需要的波形比较