电子实训.docx

1、电子实训电子实训电子实验室编闽江学院物理学与电子信息工程系二0一三年九月目录第一部分机械加工 1一、实训基地的简介： 11、闽江学院电子系洪塘实训基地简介 12、安全规程： 1二、钳工实训 31钳工概述： 32钳工工作内容： 33.钳工实训的目的和要求： 3第二部分：电子实训 4一、电子元器件认识 41、电阻器 42、电容器 73、电感器 74、二极管 85、三极管 86、可控硅 87、三端稳压集成电路 9二、贴片式元器件的焊接工艺 101.贴片式元器件的拆卸、焊接技巧 102.贴片式集成电路焊接技巧 10三、电路原理 111、电路组成 112、电机转速控制板电路分析 11四、电路测试 131

2、、电路板的检查 132、参数的测试 13附录A 电子实验（实训）评分标准 151、实验（实训）态度、纪律考勤20% 152、实验（实训）报告及总结20% 153、实验（实训）操作60% 15附录B 安全操作规程 16附录C 目的与任务 17附录D 元器件清单 18附录E 原理图 20第一部分机械加工一、实训基地的简介：1、闽江学院电子系洪塘实训基地简介(该基地包含电机实训和金工实训：)1.1、电机实训基地主要用于电类相关专业和电气技术专业学生直流调速、交流调速、电机学、电机及拖动、继电接触控制、工厂电气控制等课程实训教学。直流电机、异步电机和继电接触控制的实训项目主要针对电气技术专业，能完成直

3、流电动机的调速和机械特性，三相异步电动机的各种控制电路电机继电器、接触器控制实训。1.2、普通金工实训基地承担理工科学生金属工艺实习（简称金工实习）的实践教学任务，本课程以实践教学为主、理论教学辅之，先由理论课教师进行机械加工的基础理论和工业安全教育，然后在操作指导教师的指导下利用常规的机械加工设备，每人制作一工件，通过工件的制作过程使学生了解机械制造工艺的基本知识，了解和掌握机械制造的各种主要加工方法极其所用的加工设备，了解和掌握各种常用量具、刀具、的基本结构，工作原理和使用方法，培养一定的操作技能，在劳动观点、思想品德、科学作风、工程素质、团队精神、心理素质以及体质体能等基本素质方面受到培

4、养和锻炼。该基地主要是通过常规的机械加工设备车床、铣床、磨床、冲床、钳工，剪板机、电焊机等来完成金工实习的教学任务，因此也称常规工业技术训练。基地建筑面积约1800平方米，拥有数名实际经验丰富的指导教师，一次可承担50学生的实习任务，同时还承担院内外课题研制及加工任务。2、安全规程：2.1、按各道加工场所的要求穿戴好工作服、手套等防护用品。2.2、进入金工实习场地后，不准随意开动机器设备，以免发生人身、设备事故。不要随便用手或身体的其他部位接触可能温度较高的物件，以免烫伤。2.3、钳工2.3.1、夹持工件必须稳固，防止松脱砸伤。2.3.2、安装锉刀时应握持锉刀将锉刀把装紧，以免锉刀震脱扎伤。2

5、.3.3、应采用规范姿势操作，以免跌伤碰伤。2.3.4、錾切时，铁销飞溅方向不得有人。2.3.5、不得用锉刀、扳手等敲打其他物件。2.3.6、在砂轮机和钻床上作业时，严禁操作者戴手套，也不允许用缠绕物包裹工件。2.3.7、用砂轮机磨削工具或工件时，严禁操作者正面朝着砂轮；磨削时不可撞击砂轮或施加过大的力；更不能因为磨削时工件温度过高而松手，以免发生重大事故。2.3.8、砂轮机砂轮表面不平而跳动过大时，应及时对其进行修正。2.3.9、钻削加工过程中严禁用手直接清理铁屑；钻床主轴停转过程中，严禁手握钻夹头实施制动。2.3.10、使用电动工具时，一定要有绝缘保护和安全接地措施，使用后应及时切断电源，

6、放归原处。2.3.11、要正确使用手工工具，严禁使用装配不牢固或存在缺陷的工具，严禁野蛮操作。2.3.12、要正确使用和规范存放各种量具，避免与工具或工具混乱。2.4、机加工2.4.1、穿紧身防护服，袖口不要敞开，长发要戴防护帽，操作时不能戴手套，戴好防护眼镜。2.4.2、夹紧工件后，开车前必须随手将卡盘扳手取下，以免飞出造成事故。2.4.3、车刀的刀尖应装到和工件轴心同样高低，刀尖不应伸出刀架太长。2.4.4、在车削时，不得任意加大切削用量，以免机床过载。对切削下来的带状切屑，螺旋状长切屑，应用钩子及时清除，严禁用手拉。2.4.5、切削过程中要停车时，不准用开倒车来代替刹车，并严禁用手压卡盘

7、等，应当让它自然停下。在车螺纹要开倒顺车时亦必须完全停转后才能变换方向。2.4.6、切削时勿将头部靠近工件及刀具，以免铁屑飞出伤人。2.4.7、除车床上装有自动测量装置外，均应停车测量工件，并将刀架移动到安全位置。2.4.8、用砂布打磨工件表面时，应将刀具移动到安全位置，不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时，不可用手指支持砂布，应用木棍代替，同时速度不宜过快。2.4.9、严禁把工具，夹具或工件放在车床床身上和主轴变速箱上。2.4.10、下班时，将大拖板及尾架摇倒车床导轨后端。2.4.11、在进行冲压操作时，注意力要集中，手不得伸入上、下模之间的工作区间。当要从冲模内取出卡住的制件及废料时，要

8、用工具，严禁用手抠。必要时，应在飞轮停止后再进行。二、钳工实训1钳工概述：钳工是机械制造中重要的工种之一，在机械生产过程中起着重要的作用。钳工是手持工具对金属表面进行切削加工的一种方法，在加工过程中利用台虎钳、手锯、锉刀、钻床及各种手工工具去完成目前机械加工所不能完成的工作。钳工的工作特点是灵活、机动、不受进刀方面位置的限制，即使现在各种先进设备的出现也都离不开钳工2钳工工作内容：钳工的基本操作包括：划线、锯割、锉削、钻孔、扩孔、锪孔、攻螺纹与套螺纹、刮削、研磨、装配与拆卸。3.钳工实训的目的和要求：3.1、了解钳工在机器制造和设备维修中的地位与重要性。3.2、熟悉并能独立地选用划线、锯割、锉

9、削、钻孔、扩孔、锪孔、攻螺纹与套螺纹、刮削、研磨、装配与拆卸等加工的工具、量具、夹具和其它附件。3.3、掌握钳工的各项基本操作，根据零件图能独立地加工简单的零件；在加工方法的选择、工艺过程的安排等方面，具有一定的实践能力。3.4、初步建立机器生产工艺过程的概念，从读图、零件制造至机器装配、调试，有较完整的认识。3.5、了解钳工的新工艺、新技术的应用第二部分：电子实训一、电子元器件认识1、电阻器1.1普通电阻器的标识国际上惯用“色环标注法”，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。色环主要分成两部分：第一部分：靠近电阻前端的一组是用来表示阻值。四色环电阻，两位有效数的电阻值，用前三个色环来

10、代表其阻值，如：39，39K，39M。五色环电阻，三位有效数的电阻值，用前四个色环来代表其阻值，如：69.8，698，69.8K，一般用于精密电阻的表示。第二部分：靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度。识别顺序：先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。在紧靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：10010000=1M误差为1%，属于正常的电阻系列值

11、，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为1401=140，误差为1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。四色环电阻：第一色环是十位数，第二色环是个位数，第三色环是应乘颜色次幂颜色次，第四色环是误差率例子：棕红红金其阻值为12102=1.2K误差为5%五色环电阻：第一色环是百位数，第二色环是十位数，第三色环是个位数，第四色环是应乘颜色次幂颜色次，第五色环是误差率。色环电阻的对照关系颜色数值倍乘数误差（%）温度关系/（10/）棕1101100红2100250橙31k15黄410k25绿5100k0.5蓝61M0.2510紫710M0.15灰8

12、0.05白91黑01金0.15银0.0110无色201.2贴片电阻的标识微型贴片电阻上的代码一般标为3位数或4位数的，3位数精度为5%，4位数的精度为1%三位贴片电阻的识别：例：R22=0.22R33=0.33R47=0.471R0=11R2=1.25R6=5.62R2=2.23R3=3.32R7=4.76R8=6.88R2=8.2三位数字的前两位数字为标称容量的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数100=10120=12682=6.8K822=8.2K103=10K123=12K685=6.8M825=8.2M106=10M四位数字贴片电阻的识别：例：0000=00 00R1=0.1

13、 0R22=0.22 0R47=0.470R68=0.68 0R82=0.82 1R00=1 1R20=1.22R20=2.2 3R30=3.3 6R80=6.8 8R20=8.210R0=10 11R0=11 12R0=12 13R0=1315R0=15 16R0=16 18R0=18 20R0=2024R0=24 27R0=27 30R0=30 33R0=3336R0=36 39R0=39 43R0=43 47R0=4751R0=51 56R0=56 62R0=62 68R0=6875R0=75 82R0=82 91R0=91四位数字的前三位数字为标称容量的有效数字，第四位数字表示有效数字

14、后面零的个数1000=1001100=1101200=1201300=1301500=1505601=5.6K6201=6.2K6801=6.8K7501=7.5K6202=62K6802=68K7502=75K8202=82K29104=9.1M1005=10M贴片电阻在PROTEL软件中原件库的封装常见有9种，由4位数字表示：前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。英制(inch)公制(mm)长(L)(mm)宽(W)(mm)高(t)(mm)a(mm)b(mm)020106030.600.050.300.050.230.050.100.050.

15、150.05040210051.000.100.500.100.300.100.200.100.250.10060316081.600.150.800.150.400.100.300.200.300.20080520122.000.201.250.150.500.100.400.200.400.20120632163.200.201.600.150.550.100.500.200.500.20121032253.200.202.500.200.550.100.500.200.500.20181248324.500.203.200.200.550.100.500.200.500.20201050

16、255.000.202.500.200.550.100.600.200.600.20251264326.400.203.200.200.550.100.600.200.600.202、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。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。一般1F以上的电容均为电解电容，而1F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

17、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。电容器的选用：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。2.1电容容值：电容的基本单位为法拉（F）。常用微法（F）、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（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）常用表示方法为三位代码“XXY”表示法，前两位数字表示乘系数，后一位表示乘指数，单位为pF。示例如下：2200pF容值代码表示为222；10000

18、0pF容值代码表示为104（0.1F）；47F容值代码表示为476；2.2贴片电容：贴片电容一般使用数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。如：102表示标称容量为1000pF。221表示标称容量为220pF。224表示标称容量为22x10(4)pF。单个贴片电容上面是没有任何标识供你确认容值的，只能实际用仪器测量。3、电感器电感器和电容器一样，是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。它经常和电容

19、器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。4、二极管发光二极管：发光二极管的导通电压一般为17V以上，所以一节15V的电池不能点亮发光二极管。用眼睛来观察发光二极管，可以发现内部的两个电极一大一小。一般来说，电极较小、个头较矮的一个是发光二极管的正极，电极较大的一个是它的负极。若是新买来的发光管，管脚较长的一个是正极。常用的整流二极管有：1N4001、1N5401，数字电路中常用二极管是1N4148。5、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，三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极

20、，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。6、可控硅可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。

21、可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通

22、电流的大小。与单向可控硅的区别是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以可控硅有单双向之分。电子制作中常用可控硅，单向的有MCR100等，双向的有TLC336等。7、三端稳压集成电路电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78系列和负电压输出的79系列，这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。二、贴片式元器件的焊接工艺1.贴片式元器件的拆卸、焊接技巧贴片式电阻器、电容

23、器的基片大多采用陶瓷材料制作，这种材料受碰撞易破裂，因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧，宜选用200280调温式尖头烙铁。控温：是指焊接温度应控制在200250左右。预热：指将待焊接的元件先放在100左右的环境里预热12分钟，防止元件突然受热膨胀损坏。轻触：是指操作时烙铁头应先对印制板的焊点或导带加热，尽量不要碰到元件。另外还要控制每次焊接时间在3秒钟左右，焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。以上方法和技巧同样适用于贴片式晶体二、三极管的焊接。2.贴片式集成电路焊接技巧集成电路的引脚数量多、间距窄、硬度小，如果焊接温度不当，极易造成引脚焊锡短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。

24、拆卸贴片式集成电路时，可将调温烙铁温度调至260左右，用烙铁头配合吸锡器将集成电路引脚焊锡全部吸除后，用尖嘴镊子轻轻插入集成电路底部，一边用烙铁加热，一边用镊子逐个轻轻提起集成电路引脚，使集成电路引脚逐渐与印制板脱离。用镊子提起集成电路时一定要随烙铁加热的部位同步进行，防止操之过急将线路板损坏。换入新集成电路前要将原集成电路留下的焊锡全部清除，用毛刷蘸无水酒精清理印制板，清除板焊渣。然后将待焊集成电路引脚用细砂纸打磨清洁，均匀搪锡，再将待焊集成电路脚位对准印制板相应焊点，焊接时用手轻压在集成电路表面，防止集成电路移动，另一只手操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定后，再次检查

25、确认集成电路型号与方向，正确后正式焊接，将烙铁温度调节在250左右，一只手持烙铁给集成电路引脚加热，另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接，直至全部引脚加热焊接完毕，最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊，待焊点自然冷却后，用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点，防止遗留焊渣。三、电路原理1、电路组成系统有以下部分三个部分组成：由可控硅T1A，T2A及周边元件组成的电机驱动电路；由运算放大器LM324及三极管电机转速控制电路；由单片机及周边元件组成的电机转速显示电路。2、电机转速控制板电路分析2.1电机驱动电路：直流电动机的转速控制方法可分为两类：励磁控制法和电枢控制法，本电路使用后一种控制方法。即控制电枢

26、电压来实现调速，励磁恒定不变。通过调节双向可控硅的导通角，从而该改变输出电压的导通相位，改变施加在直流电机电枢上的电压，继而达到改变电机转速的目的。电路图中J.K为电机励磁绕阻，A.H为电机转子。D1a为续流二极管，在可控硅截止期间电枢绕阻电感通过二极管D1a释放能量是绕阻中有电流流动。R1,C1的作用是吸尖峰电压，双向可控硅接感性交流负载时,由于电源电压超前负载电流一个相位角,因此,当负载电流为零时,电源电压为反向电压,加上感性负载自感电动势作用,使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。在双向可控硅两极间并联一个RC阻容吸收电路,实现双向可控硅过电压保护。电机绕组电流通路的分析：在正弦波

27、的正半周：可控硅T1A导通，电流流向：220V接口的2端保险丝T1AR3A电机绕组的正端电机绕组的负端二极管D1220V接口的1端。在正弦波的负半周：可控硅T21导通，电流流向：220V接口的1端T2AR3A电机绕组的正端电机绕组的负端二极管D2保险丝220V接口的1端。2.2PWM波形生成电路：PWM同步触发脉冲的产生：可控硅同步触发脉冲的产生：变压器T1次级输出17V的50Hz的工频交变电压，它经过二极管D17后，变为100Hz的交流半波，也就是正弦波的正负半周都被取样，该交流信号送入U1B组成的比较器正端，比较器负端接零电平，比较器输出端输出的是矩形波。锯齿波的产生:上述锯齿波经过R3，

28、C1组成的积分电路，由矩形波变换成锯齿波，送入U1A组成的第二级比较器正端，该比较器负端输入的是体现控制电机转速的直流电压，改变该电压就能改变比较器输出的脉冲宽度，U1A输出的脉冲经过Q1三极管作电流放大送到可控硅的触发端，触发可控硅导通。可控硅触发电路：C1A输出的PWM波形，送入由Q1、R6、R7、R8、D3、D5、R9、R10组成脉冲电流放大电路，Q1同时起到隔离的作用，该波形经R9、R10同时送到两只可控硅的触发端。2.3电机闭环控制电路（实际上是检测电机的转速）电压闭环控制：加在电机上的电压经过R31，C9，R32分压滤波后送入U1D促成的电压放大器，电压放大器输出接到PWM波比较器

29、的负输入端，这实际上完成电压闭环控制回路。当电枢的电压过高，即转速过快。则U1D输出的直流电压就上升，则U1A比较器的负输入端电压上升，比较器输出的脉冲宽度就变窄，可控硅的导通角就小，电机两端的电压就下降，电机转速回归正常。2.4电机电流闭环控制：流过电机的电流经过R3A取样送入U1C组成的积分放大电路。该电压混合后送到U1D进行放大，这实际上完成了电机电流的闭环控制电路，它的工作原理与电压闭环控制的原理相同，另外当电机的电流超过限定值后，U1C输出的电压将增大，击穿D13稳压管，使Q5饱和，这样U1D的输出电压就很高，造成U1A无脉冲输出可控硅截止电机两端无电压。2.5.保护电路：Q3Q4组成双稳态保护电路，由于U1B输出地脉冲是用于触发可控硅的导通，若其输出异常将导致可控硅