电路制作示例1.docx

1、电路制作示例1模拟电子技术制作示例具体要求：按电路，设计印制电路板，安装调试，并附上测试数据。仿照模拟电子技术基础的可燃气体报警器部分。附上印制板图和装配图，安装好的实物拍好照片寄上。照片中标出主要元器件。小制作1 分立元件放大电路安装、调试制作一个分立元件共射放大电路，电路图如图2.10.5所示。根据电路图，进行了印制电路板的设计，印制电路板图如图2.10.6所示，PCB板尺寸为4.5cm7.5cm。参考装配图如图2.10.7所示。本电路元器件清单见表2.10.2。对本电路进行了安装，其实物照片如图2.10.8所示。图2.10.5 分立元件共射放大电路电路图表2.10.2 元器件清单标注名称

2、型号规格标注名称型号规格RB1电阻RJ14 15k/0.125WC1电解电容CD11 10F/50VRB2电阻RJ14 10 k/0.125WC2电解电容CD11 10F/50VRC电阻RJ14 2 k/0.125WCE电解电容CD11 47F/50VRE1电阻RJ14 200/0.125WV三极管9013RE2电阻RJ14 2k/0.125WRP电位器3296W 10 k/0.125WRL电阻RJ14 2k/0.125W图2.10.6 印制板图图2.10.7 装配图图2.10.8实物照片实测数据：焊接前已测三极管的125。测得电源电压Vcc11.93V。调整电位器RP，测得三极管的UB3.8

3、8V，UE3.23V，UC9.01V。计算得UBE0.65V，UCE5.78V。估算得IC1.46mA，IB11.7A。此时输入一正弦波信号，频率f1000Hz，峰峰值UiP-P132mV，数字示波器上的显示如下图所示。（由于实验室中该型号的示波器不能接U盘拷贝图形，故用相机拍的图片，不是很清楚。在做课件时可以使用。） 还是使用示波器测量输出信号，结果为UoP-P600mV，如下图所示。计算得此时该电路的电压放大倍数Au4.55，该值较小主要是因为三极管射极接入了一个200欧姆的电阻RE1。按照该电路参数进行理论计算：rbe2.5k，Au4.51。该值与实际测试值基本相符，造成偏差的主要原因为

4、理论计算时使用的元件标称值与实际值不同。小制作2 集成运放交流放大电路安装、调试根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图4.7.13所示，PCB板尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图4.7.14所示。对本电路进行了安装，其实物照片如图4.7.15所示。图4.7.13参考印制电路板图图4.7.14参考装配图图4.7.15实物照片电路图元器件清单：标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻22kC1电解电容4.7F/50VR2电阻20kC2电解电容4.7F/50VR3电阻10kC3电解电容22F/50VR4电阻10kIC1集成运放LM741RF1电阻200kIC2集成运放L

5、M741RF2电阻1MRL电阻2k实测数据：电路采用15V供电，实测为15.3V和15.15V。此时输入一正弦波信号，频率f1000Hz，峰峰值UiP-P29.2mV，数字示波器上的显示如下图所示。使用示波器测量第一级的输出信号，结果为UoP-P280mV，如下图所示。估算第一级的Au19.59，比设计值10倍稍小。再使用示波器测量两级电路的总输出信号，结果为UoP-P27.4V，如下图所示。估算两级电路的总电压放大倍数Au938，比设计值1000倍稍小。造成偏差的主要原因为所选元件的实际值与标称值之间有误差。下面对该电路频率特性的上限频率进行了一个简单测试。根据设计要求上限频率需要达到10k

6、Hz，现在频率f1000Hz时输出为27.4V，则其上限频率处对应的电压为27.40.70719.3V。调节输入信号的频率，使输出幅值达到19.3V，发现此时的频率值为8.69kHz，如下图所示。继续升高信号频率至10 kHz，输出信号电压的峰峰值为17.6V，如下图所示。该项测试结果说明电路的上限频率没有达到设计值，稍低，当然这与元器件的参数误差以及所用集成运放电路LM741的特性有关。设计时我们认为741的增益带宽积MHz，但查阅美国国半公司的LM741产品说明文档，该产品有不同等级，带宽在0.437MHz1.5MHz，本次电路设计中使用标识为LM741CN，为等级较低的产品。查阅其他公司

7、的此产品文档，LM741CN的带宽一般标记为0.9MHz。下限频率没有做测试。小制作3 集成运放RC振荡电路安装、调试一、电路图制作图7.2.4所示二极管外稳幅的文氏电桥振荡器，要求振荡频率为1000Hz。为方便调试，采用电路如图7.6.3所示。图7.6.3 二极管外稳幅的文氏电桥振荡器该电路的放大倍数为 式中，Rf=rd/R3+RP，rd为二极管VD1、VD2导通时的动态电阻，RP为电位器调整后的实际电阻值。当Rf2R4时电路起振。二 元器件清单元器件清单见表7.6.1。表7.6.1 元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻RJ14 16 k/0.125WC1瓷片电容0.01FR2

8、电阻RJ14 16 k/0.125WC2瓷片电容0.01FR3电阻RJ14 6.8 k/0.125WVD1二极管1N4148R4电阻RJ14 24 k/0.125WVD2二极管1N4148RP电位器3296W 50kIC1集成运放LM741三、电路制作根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图7.6.4所示，PCB板尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图7.6.5所示。实物照片如图7.6.6所示。图7.6.4 参考印制电路板图图7.6.5参考装配图 图7.6.6 实物照片实测数据：电路采用15V供电，实测为15.3V和15.15V。调节电位器RP，使电路起振，输出信号峰峰

9、值UoP-P288mV，信号频率为977Hz，数字示波器上的显示如下图所示。 继续调节RP，输出信号的幅值和频率均会发生变化，下图为其中的一个情况，此时UoP-P4.92V，信号频率为803Hz。 在将RP调至极限时，输出信号的幅值达到最大，UoP-P18.8V，信号频率为787.8Hz。 在将扬声器接到输出端时，扬声器发出了响声。 信号频率与设计值有一些偏差，同时，输出信号的幅值大小与电位器RP和所用的电源电压高低有关系。小制作4 集成电压比较器与发光二极管应用电路安装、调试电源电压示警电路制作本例为业余制作，精确度要求不高。为制作调试方便，电阻、用3296W 50 k精密微调电位器代替，发

10、光二极管选普通发光二极管。画出电路图如图5.4.2所示。元器件清单见表5.4.1。表5.4.1元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻RJ14 10 k/0.125WRP2电位器50kR2电阻RJ14 10 k/0.125W IC1电压比较器LM339R3电阻RJ14 390/0.125WLED1发光二极管绿色R4电阻RJ14 3.9k/0.125WLED2发光二极管红色R5电阻RJ14 5.6k/0.125WVZ稳压二极管C5V1RP1电位器50k根据电路图，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图5.4.3所示，PCB板尺寸大小为4.5厘米7.5厘米。参考装配图如图5.4.4

11、所示。对本电路进行了安装，其实物照片如图5.4.5所示。图5.4.2 制作用电路图图5.4.3 印制板图图5.4.4 装配图图5.4.5 实物照片实测数据：当输入12V的电压时，测得稳压管的稳压值为5.27V。首先把输入电压调节到13V，调节RP1，使LM339的10脚电压小于5.22V时绿LED灭，调到5.22V5.27V之间时绿LED微亮，大于5.27V时绿LED亮。接着把输入电压调节到10V，调节RP2，使LM339的5脚电压小于5.27V时红LED亮，调到5.27V5.32V之间时红LED微亮，大于5.32V时红LED灭。从上述现象发现LM339的电压比较功能在此电路中并没有表现得象我

12、们预计的那么灵敏。我调节两个电位器，把两边的比较电压均调为5.27V左右，并使两个发光管均熄灭。然后调节输入电压（代替蓄电池）的大小，当电压小于10V时红LED亮，绿LED灭；当电压大于10V、小于13.3V时，2个LED均灭；当电压大于13.3V时绿LED亮。电路功能基本实现。小制作5 集成功放电路安装、调试语音提示告警电路制作根据图6.5.2 集成功放LM386放大的语言告警电路图，进行了印制电路板的设计，印制电路板图如图6.5.3所示，PCB板尺寸大小为4.5厘米7.5厘米。装配图如图6.5.4所示。由于一时未购得HCF5209，用音乐ICLH9924替代，该IC不需触发，接通了电源后就

13、会输出音频信号。本电路元器件清单见表6.5.1。对本电路进行了安装，其实物照片如图6.5.5所示(未接扬声器)。表6.5.1元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻RJ14 390IC1集成功放LM386R2电阻RJ14 390语音IC语音电路LH9924R3电阻RJ14 10kC1瓷片电容0.1FR4电阻RJ14 200kC2电解电容1F/50VVZ稳压二极管C5V1C3电解电容100F/50VVD开关二极管1N4148C4电解电容100F/50VS按键开关66mmB扬声器8/0.5W图6.5.3 参考印制电路板图图6.5.4 参考装配图图6.5.5 实物照片电路图实测数据：由于在

14、电子市场没能买到原文中的HCF5209型号语音IC，因此就用了一片型号为LH9924的音乐IC替代，该IC不需触发，接通了电源后就会输出音频信号。在安装音乐IC之前，已将LM386功放部分连接好。先从函数信号发生器中送来一个频率为1000Hz的正弦波，在扬声器中听到了较大的声音，表明功放部分工作正常。接着把语音IC部分接好，通电后扬声器中发出了音乐声。此时测量稳压管两端的电压，不停地在4.75V4.9V之间变动，原因应该是功放电路工作中电流不停变化，使稳压管电路的稳压值变化，这也说明硅稳压管稳压电路的带负载能力不强。小制作6 直流稳压电源电路安装、调试图8.5.1 直流稳压电源原理图根据电路图

15、，进行了印制电路板的设计，参考印制电路板图如图8.5.2所示，PCB尺寸大小为4.5cm7.5cm。参考装配图如图8.5.3所示。利用现有元器件，进行电路安装，元器件清单见表8.5.1。其实物照片如图8.5.4所示。图8.5.2 参考印制电路板图图8.5.3参考装配图图8.5.4实物照片表8.5.1 元器件清单标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻240C3独石电容0.33FVD1VD4整流二极管1N4007C4电解电容25F/50VVD5VD6开关二极管1N4148IC1集成稳压器LM317TC1电解电容2200F/50VRP电位器5kC2电解电容T变压器18V/25VA电路图实测数据：电

16、源变压器没有放到PCB上来，测试时将变压器的次级两根线连接到板上的两个标注了AC的插针上面。电路连接好后，测得电源变压器次级交流电压的有效值为14.7V，经整流滤波后得到18.22V的直流电压。空载时测量输出端与调整端的电压U211.23V。调节电位器RP，测得输出电压的最大值为17.15V，最小值为1.23V。测量当中发现：当输出17.15V的最高电压时，U21为0.75V；当输出电压在1.23V16.6V时，U21为1.23V。每片稳压器只有当输入电压比输出电压高一定值时才有稳压作用，数据说明这片稳压器的电压差需达到1.62V。（有的数据手册中说明为：当输入输出电压差在3V40V之间、输出

17、电流在10mA至最大值之间、功耗不大于最大额定功耗时，U21在1.201.30V之间，典型值为1.25V。本芯片为1.23V。）接着测试了一下该电源的带负载能力。我用一块实验电路板上的一个额定功率较大的电位器做电源的负载，在调节输出电压大小的同时用一块电流表测量输出电流，结果是：最大输出电压为16.1V，此时输出电流为11mA；最小输出电压为1.23V，电流为46mA。下面将电源空载输出电压调至5.00V，接上电位器负载后，调节电位器改变输出电流值，测得：当输出电流为0.1A时，输出电压为5.00V；当输出电流为0.2A时，输出电压为5.00V；当输出电流为0.3A时，输出电压为4.99V；当

18、输出电流为0.5A时，输出电压为4.98V。此时再增大电流，发现输出电压迅速下降，可达到零点几伏，同时输出电流也迅速减小至很小的数值。此时用手摸LM317稳压块，感觉有些微热。这时再调大负载电阻，输出情况不会改变，只有切断电源后再接通，输出电压才会重新恢复，反复测试了几次都是这样。这应该是LM317内部的保护电路动作所致。小制作7 三极管值分选电路元器件清单：标注名称型号规格标注名称型号规格R1电阻100kR7电阻1kR2电阻2kR8电阻1kR3电阻10kRP电位器500 kR4电阻10kIC1集成运放LM324R5电阻10kLED1LED4发光二极管红、绿、黄色R6电阻1kJP1插针2位印制

19、板图装配图实物照片实测数据：电路采用12V供电，实测为11.99V，此时三个分压电阻R3R5中间的两个分压值分别为7.97V和3.97V。将待测晶体三极管插入插座，调节电位器RP，使电阻R1上的压降为2.00V（也可利用插针JP1，串入微安表，调节RP使基极电流为20A）。1、调好后，先去掉待测三极管，给电路板输入12V直流电压，此时相当于三极管为0，结果为LED2亮，其余三个LED熄灭。2、找到一只型号为S9013的三极管，用数字万用表测得=130，装入电路后结果为LED1、LED3亮，其它两个LED灭。UC6.02V。测得板上的三种颜色LED在发光时的压降略有不同：黄色LED压降为1.92

20、V，绿色LED压降为1.94V，红色LED压降为1.88V。3、更换一只型号为S9018的三极管，用数字万用表测得=81，装入电路后结果为LED1、LED2亮，其它两个LED灭。UC8.14V。4、更换一只型号为S9014的三极管，用数字万用表测得=226，装入电路后结果为LED1、LED4亮，其它两个LED灭。UC2.14V。电路功能基本正常，但发现电压和电流数据有偏差。我们拿S9013那次为例计算，=130，IB20A，则IC应为2.6mA，电阻RC（阻值2k，偏差很小）上的压降应为5.2V，那么UC应为11.995.26.79V，但实测为6.02V，其它也是这种情况。初步认为是数字万用表测得的值并不准确，偏小。