課程設(shè)計報告書-雷棋云

1、課 程 設(shè) 計 報 告 書 專 用 紙淮 海 工 學(xué) 院課程設(shè)計報告書 題 目： 電子技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練（一） 學(xué) 院： 理學(xué)院 專 業(yè)： 光電信息科學(xué)與工程 班 級： 光信141 姓 名： 雷棋云 學(xué) 號： 2014122905 2015年 5 月 22 日目錄1 緒論····························

2、;·················31.1 電阻·······························

3、3;···········31.2 電容·····································

4、83;·····41.3 二極管，三極管·································51.4 其他電子元器件·······

5、83;·························52 常用的儀器、儀表······················

6、3;··········62.1 萬用表······································&#

7、183;··62.2 示波器·········································72.3 信號源發(fā)生器（SG1020A）·

8、3;······················83 焊接技術(shù)··························

9、83;··············83.1 焊接原理··································

10、·····83.2 焊接工具·······································93.3 焊接方法···

11、····································93.4 焊接條件············

12、83;·························103.5 合格焊點質(zhì)量及檢查······················

13、······103.6 焊點缺陷產(chǎn)生的原因及焊接注意事項··············104 實踐·························&#

14、183;·················105 評語·······························&#

15、183;···········111 緒論常用光電子元器件1.1 電阻 電阻（Resistance，通常用“R”表示），是一個物理量，在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。而超導(dǎo)體則沒有電阻。電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1時電阻值

16、發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。電阻的種類很多，通常分為碳膜電阻，金屬電阻，線繞電阻等：它又包含固定電阻與可變電阻，光敏電阻，壓敏電阻，熱敏電阻等。但不管電阻是什么種類，它都有一個基本的表示字母“R”。 電阻的阻值和允許偏差的標(biāo)注方法有直標(biāo)法、色標(biāo)法和文字符號法。主要介紹一下色標(biāo)法。顏色第一環(huán)數(shù)字第二環(huán)數(shù)字倍乘數(shù)誤差黑00100棕11101紅22102橙33103黃44104綠55105藍(lán)66106紫77107灰88108白99109金10-1

17、7;5%銀10-2±10%1.2 電容 電容器，通常簡稱其容納電荷的本領(lǐng)為電容，用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是裝電的容器，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制等方面。定義2：電容器，任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個電容器。在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F，由于法拉這個單位太大，所以常用的電容單位有毫法（mF）、微法（F）、納法（nF）和皮法（pF）等，換算關(guān)系是：1法拉（F）= 1000毫法（

18、mF）=1000000微法（F） 1微法（F）= 1000納法（nF）= 1000000皮法（pF）。根據(jù)分析統(tǒng)計，電容器主要分為以下10類：1按照結(jié)構(gòu)分三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。2按電解質(zhì)分類：有機(jī)介質(zhì)電容器、無機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器、電熱電容器和空氣介質(zhì)電容器等。3、按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。4按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進(jìn)的聚丙烯電容等等5高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。6低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容

19、器、滌綸電容器。7、濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。8調(diào)諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。9低耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。10小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器充放電：當(dāng)電容器接通電源以后,在電場力的作用下,與電源正極相接電容器極板的 自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負(fù)極相接的極板下, 正極由于失去負(fù)電荷而帶正電, 負(fù) 極由于獲得負(fù)電荷而帶負(fù)電,正,負(fù)極板所帶電荷大小相等,符號相反.電荷定 向移動形

20、成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開始電流最大,以后逐漸減小,在電 荷移動過程中,電容器極板儲存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓 Uc 等于電源電 壓 U 時電荷停止移動,電流 I=0,開關(guān)閉合,通過導(dǎo)線的連接作用,電容器正負(fù)極板電荷中和掉. 當(dāng) K 閉合時,電容器 C 正極正電荷可以移動 負(fù)極上中和掉,負(fù)極負(fù)電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現(xiàn)電流減小,電壓也逐漸減小為零.容量標(biāo)示有四種方法：直標(biāo)法，文字符號法，色標(biāo)法，數(shù)字計數(shù)法。1.3 二極管 三極管 二極管，（英語：Diode），電子元件當(dāng)中，一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。而

21、變?nèi)荻O管（Varicap Diode）則用來當(dāng)作電子式的可調(diào)電容器。大部分二極管所具備的電流方向性我們通常稱之為“整流（Rectifying）”功能。二極管最普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過（稱為順向偏壓），反向時阻斷 （稱為逆向偏壓）。因此，二極管可以想成電子版的逆止閥。三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件·其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分

22、成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。1.4 其他電子元器件1.4.1 變壓器變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。電路符號常用T當(dāng)作編號的開頭.例: T01, T201等。1.4.2 液晶液晶，即液態(tài)晶體（Liquid C

23、rystal，LC）：某些物質(zhì)在熔融狀態(tài)或被溶劑溶解之后，盡管失去固態(tài)物質(zhì)的剛性，卻獲得了液體的易流動性，并保留著部分晶態(tài)物質(zhì)分子的各向異性有序排列，形成一種兼有晶體和液體的部分性質(zhì)的中間態(tài)，這種由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化過程中存在的取向有序流體稱為液晶。它是相態(tài)的一種，因為具有特殊的理化與光電特性，20世紀(jì)中葉開始被廣泛應(yīng)用在輕薄型的顯示技術(shù)上。液晶的定義，以放寬而囊括了在某一溫度范圍可以是現(xiàn)液晶相，在較低溫度為正常結(jié)晶之物質(zhì)。而液晶的組成物質(zhì)是一種有機(jī)化合物，也就是以碳為中心所構(gòu)成的化合物。同時具有兩種物質(zhì)的液晶，是以分子間力量組合的，它們的特殊光學(xué)性質(zhì)，又對電磁場敏感。1.4.3 萬能板萬能板是一

24、種按照標(biāo)準(zhǔn)IC間距（2.54MM）布滿焊盤、可按自已的意愿插裝元器件及連線的印制電路板。相比專業(yè)的PCB制板，萬能板具有以下優(yōu)勢：使用門檻低，成本低廉，使用方便，擴(kuò)展靈活。按線路選用：單孔板，連孔板；按材質(zhì)選用：銅板，錫板。2常用的儀器、儀表2.1 萬用表2.1.1結(jié)構(gòu)萬用表由表頭、測量電路及轉(zhuǎn)換開關(guān)等三個主要部分組成。2.1.2功能測量被測量物體的電阻，交直流電壓可以測量直流電壓，有的還可以測量晶體管的主要參數(shù)以及電容器的電容量。2.1.3使用方法:歐姆擋的使用 （1）選擇合適的倍率。（2）使用前要調(diào)零。（3）不能帶電測量。（4）被測電阻不能有并聯(lián)支路。（5）測量晶體管、電解電容等有極性元件

25、的等效電阻。（6）用萬用表不同倍率的歐姆擋測量非線性元件的等效電阻時，測出電阻值是不相同的。同時，必須注意兩支筆的極性。萬用表測直流 （1）進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。（2）選擇合適的量程檔位。（3）使用萬用表電流擋測量電流時，應(yīng)將萬用表串聯(lián)在被子測電路中，因為只有串連接才能使流過電流表的電流與被測支路電流相同。（4）注意被測電量極性。（5）正確使用刻度和讀數(shù)。（6）當(dāng)選取用直流電流的2.5A擋時，萬用表紅表筆應(yīng) 插在2.5A測量插孔內(nèi) ，量程開關(guān)可以置于直流電流擋的任意量程上。（7）如果被子測的直流電流大于2.5A，則可將2.5A擋擴(kuò)展為5A擋。2.1.4注意事項:(1)使用萬用表之前，應(yīng)充分了解各轉(zhuǎn)換開

26、關(guān)，專用插口，測量插孔以及相應(yīng)附件的作用，發(fā)解其刻度盤的讀數(shù)；(2)萬用表在使用時一般應(yīng)水平放置在無干燥，無振動，無強(qiáng)磁場的條件下使用；(3)測量完畢，應(yīng)將量程選擇開關(guān)調(diào)到最大電壓檔，防止下次開始測量時不慎燒壞萬用表。2.2 示波器2.2.1結(jié)構(gòu)顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一個重要組成部分。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個部分組成。2.2.2功能用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器，由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外，還可以測定頻率、電壓強(qiáng)度等。凡可以變?yōu)殡娦?yīng)的周期性物理過程都可以用示波器進(jìn)行觀測2.2.3使用

27、方法1.示波器測量電流 測量時需要一個精度高、阻值很小而且是已知的無感電阻器，測得電壓后根據(jù)歐姆定律換算成實測電流值。 2.示波器測量電壓 （1）被測信號頻率較低：可采用探頭。如果信號幅度較小，用10：1探頭靈敏度太低時，可直接用屏蔽線連接示波器Y軸輸入端與測試點。 （2）被測信號頻率較高：用探頭要比用屏蔽線或普通電纜失真小，精度高。但測試距離將受探頭電纜長度的限制，其靈敏度將隨探頭的衰減而有所下降。一般測量高頻時可采用同軸電纜。 測交流電壓，一般是測量交流電壓波形的峰值電壓或某兩點的電位差值。其測量結(jié)果經(jīng)過計算得出被測兩點間的電位差。即用屏面上被測兩點之間的垂直偏轉(zhuǎn)距離乘以Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度，即

28、被測兩點間的電位差。 測直流電壓，所用示波器頻響必須是從直流開始。首先調(diào)節(jié)垂直位移按鈕，使掃描線處于某一水平刻度線上作為零電平線，輸入被測電壓信號，測出掃描線從零電平偏移的垂直距離，即被測直流電壓垂直偏轉(zhuǎn)距離×Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度×探頭衰減系數(shù)。 3.示波器測量波形時間 示波器水平掃描開關(guān)微調(diào)在校準(zhǔn)位置時，掃描開關(guān)各檔的刻度值，表示屏幕上水平刻度所代表的時間值。因此示波器可以直接測得整個波形（或波形的任何部分）。 4.示波器測量頻率 可利用時間測量法確定頻率。 5.示波器測量相位 用于雙蹤示波器，在示波器屏幕上同時顯示兩條光跡，按坐標(biāo)刻度測量這兩條光跡有關(guān)點間的距離，將測得的距離

29、換算成相位差。2.2.4注意事項1示波器使用不當(dāng)容易損壞或影響使用壽命。每次開機(jī)前，要把輝度調(diào)節(jié)旋鈕逆時針轉(zhuǎn)到底后，再閉合電源開關(guān)。然后緩慢轉(zhuǎn)動增大光點或掃描線的亮度，一般只要看得清楚即可。注意不宜讓經(jīng)過聚焦的小亮點停在屏上不動，防止屏上熒光物質(zhì)被電子束燒壞而形成暗斑。2在觀察過程中，應(yīng)避免經(jīng)常啟閉電源。示波器暫時不用時不必斷開電源，只需調(diào)節(jié)輝度旋鈕使亮點消失，到下次使用時再調(diào)節(jié)亮。因為每次電源接通時，示波管的燈絲尚處于冷態(tài)，電阻很小，通過的電流很大，會縮短示波管壽命。3電源電壓應(yīng)限制在220伏±10的范圍內(nèi)才能使用。此外，操作面板上各旋鈕動作要輕。當(dāng)旋到極限位置時，只能往回旋轉(zhuǎn)，不

30、能硬扳。4有的J2459型示波器的掃描是反向進(jìn)行的，即亮點先是從右到左，然后很快從左回到右。這在觀察交流電波形上沒有多大關(guān)系。2.3信號源發(fā)生器（SG1020A）2.3.1結(jié)構(gòu)內(nèi)部帶有掃頻輸出功能（全頻段掃頻時間小于5秒），帶有外部掃頻控制輸入接口（控制信號為電壓0-5V，控制電流小于1mA）。2.3.2功能信號調(diào)制功能:信號調(diào)制是指被調(diào)制信號中，幅度、相位或頻率變化把低頻信息嵌入到高頻的載波信號中，得到的信號可以傳送從語音、到數(shù)據(jù)、到視頻的任何信號。信號調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種，其中模擬調(diào)制，如幅度調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)最常用于廣播通信中，而數(shù)字調(diào)制基于兩種狀態(tài)，允許信號表示

31、二進(jìn)制數(shù)據(jù)。2.3.3使用方法選用與驗電器相同電壓等級的驗電信號發(fā)生器。手持驗電器工作部分(驗電器頭)將發(fā)生器的電極頭接觸被測驗電器的電極頭，按動“工作”開關(guān)，此時驗電器發(fā)出聲光信號表明驗電器的性能完好，如無聲光指示表明驗電器有故障，應(yīng)修理或更換后使用。檢測近電報警安全帽時只須將高壓信號發(fā)生器的電極頭靠近報警器按動“工作”開關(guān)即可。2.3.4注意事項1.信號發(fā)生器設(shè)有“電源指示”，使用時指示燈不亮，應(yīng)更換電池后再使用。2.信號發(fā)生器不用時應(yīng)放在干燥通風(fēng)處，以免受潮。3 焊接技術(shù)3.1 焊接原理3.1.1 預(yù)熱 首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發(fā)，溫度上升必需慢（大約每秒5°

32、; C），以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會造成斷裂。助焊劑（膏）活躍，化學(xué)清洗行動開始，水溶性助焊劑（膏）和免洗型助焊劑（膏）都會發(fā)生同樣的清洗行動，只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點要求“清潔”的表面。當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點。3.1.2 回流這個階段最為重要，當(dāng)單個的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形成液態(tài)錫，這時表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過

33、4mil（1 mil = 千分之一英寸），則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點開路。3.1.3 冷卻 冷卻階段，如果冷卻快，錫點強(qiáng)度會稍微大一點，但不可以太快否則會引起元件內(nèi)部的溫度應(yīng)力。3.2 焊接工具基本工具有焊料，助焊劑，電烙鐵，吸錫器，熱風(fēng)槍，烙鐵頭。焊料：能熔合兩種或兩種以上的金屬，使之成為一個整體的易熔金屬或合金都叫焊料。常用的錫鉛焊料中，錫占62.7%，鉛占37.3%。這種配比的焊錫熔點和凝固點都是183，可以由液態(tài)直接冷卻為固態(tài)，不經(jīng)過半液態(tài)，焊點可迅速凝固，縮短焊接時間，減少虛焊，該點溫度稱為共晶點，該成分配比的焊錫稱為共晶焊錫。 助焊劑 ：常用的助焊劑有松香、松

34、香酒精助焊劑、焊膏、氯化鋅助焊劑、氯化銨助焊劑等。焊接中常采用中心夾有松香助焊劑、含錫量為61的39 錫鉛焊錫絲，也稱為松香焊錫絲 電烙鐵：普通電烙鐵，恒溫電烙鐵。 吸錫器：吸錫器實際是一個小型手動空氣泵，壓下吸錫器的壓桿，就排出了吸錫器腔內(nèi)的空氣；釋放吸錫器壓桿的鎖鈕，彈簧推動壓桿迅速回到原位，在吸錫器腔內(nèi)形成空氣的負(fù)壓力，就能夠把熔融的焊料吸走。熱風(fēng)槍：熱風(fēng)槍又稱貼片電子元器件拆焊臺。它專門用于表面貼片安裝電子元器件（特別是多引腳的SMD集成電路）的焊接和拆卸。 烙鐵頭：當(dāng)焊接焊盤較大的可選用截面式烙鐵頭；當(dāng)焊接焊盤較小的可選用尖嘴式烙鐵頭；當(dāng)焊接多腳貼片IC時可以選用刀型烙鐵頭；當(dāng)焊接元

35、器件高低變化較大的電路時，可以使用彎型電烙鐵頭。 3.3 焊接方法焊接前準(zhǔn)備-鍍錫；（1）：準(zhǔn)備施焊（2）加熱焊件（3）送入焊絲（4）移開焊絲（5）移開烙鐵。3.4 焊接條件（1）焊料與母材互相浸潤（2）焊料必須具有良好的可焊性（3）焊料表面必須保持清潔（4）找到合適的助焊劑（5）焊料要加熱到合適的溫度（6）合適的焊接時間3.5合格焊點質(zhì)量及檢查合格焊點表面應(yīng)該光滑、清潔，還應(yīng)該有良好光澤，不應(yīng)有毛刺、空隙，無污垢，不應(yīng)有焊機(jī)殘留物質(zhì)；焊點成內(nèi)弧形或圓錐形；焊點整體要圓滿,潤滑,無針孔,無松香漬；假如有引線,引腳,它們的顯露引腳長度要在1-1.2MM之間；零件腳外形可見錫的流散性好；焊錫將整個上錫位置及零件腳包圍。檢查 焊料的連接面呈半弓形凹面，焊料與焊件交界處平滑，潤濕角盡可能小；表面有金屬光澤且平滑；無裂紋，針孔、夾渣。 以上是所謂的外觀檢查，而除用目測（或借助放大鏡，顯微鏡觀測）焊點是否合乎上述標(biāo)準(zhǔn)外，還包括檢查以下各點： 漏焊。 空位（漏裝或掉片） 焊料引起導(dǎo)線間短路（即所謂“橋接”）。 導(dǎo)線及元器件