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文檔簡介

1、 電子信息系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院:信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專業(yè): 10通信工程(2)班 學(xué)號(hào): 20101613310056 姓名: 張蒲蒲 指導(dǎo)老師:易家傅 時(shí)間:2011年12月17日 電子信息系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)熟悉電路板的制作過程;(2)掌握protel 99的使用(3)對(duì)一般常用電子器件的識(shí)別和測量;(4)掌握電烙鐵的使用及電路的焊接工藝;(5)掌握電路圖的分析方法(6)掌握簡單電子線路的調(diào)試技巧和方法。2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材:手電鉆,電烙鐵,曝光機(jī),斜口鉗,感光敷銅板,顯影劑氯化鐵溶液,焊錫,電子元器件(具體見清單),萬用表,示波器。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:(一)學(xué)習(xí)和使用Protel

2、: 組件Protel99是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件,采用設(shè)計(jì)庫管理模式,可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì),具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能,是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件,可以完成電路原理圖設(shè)計(jì),印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作,可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層,16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層。protel主要體系結(jié)構(gòu):原理圖設(shè)計(jì)組件 設(shè)計(jì)組件 自動(dòng)布線組件 可編程邏輯組件 電路仿真 1Protel 99 的系統(tǒng)組成: 按照系統(tǒng)功能來劃分,Protel99主要包含以下倆大部分和6個(gè)功能模塊。 1.1、電路工程設(shè)計(jì)部分 (1)電路原理設(shè)計(jì)部分:繪制、修改和編輯電路原理

3、圖;更新和修改電路圖零件庫;查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報(bào)表。 (2)印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng):繪制、修改和編輯電路板;更新和修改零件封裝;管理電路板組件。 (3)自動(dòng)布線系統(tǒng):用于印刷電路板的自動(dòng)布線,以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 1.2、電路仿真與PLD部分 (1)電路模擬仿真系統(tǒng): 對(duì)電路原理圖進(jìn)行信號(hào)模擬仿真,從而驗(yàn)證其正確性和可行性。 (2)可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng):對(duì)邏輯電路進(jìn)行分析、綜合;觀察信號(hào)的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件,使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡化。 (3)高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng): 分析PCB設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻抗和信號(hào)諧波要求等。 2Protel

4、 99 的功能特性: 2.1、開放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系 2.2、超強(qiáng)功能的、修改與編輯功能 2.3、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能2.protel的原理圖繪制先編輯元件屬性,把元件放置好后用導(dǎo)線將它們連接起來,就得到了如下所示的原理圖。1快捷鍵的操作:(以下列舉一些主要的基本快捷鍵)快捷鍵操作:enter選取或啟動(dòng)esc放棄或取消f1啟動(dòng)在線幫助窗口tab啟動(dòng)浮動(dòng)圖件的屬性窗口pgup放大窗口顯示比例pgdn縮小窗口顯示比例end刷新屏幕del刪除點(diǎn)取的元件(1個(gè))ctrl+del刪除選取的元件(2個(gè)或2個(gè)以上)x將浮動(dòng)圖件左右翻轉(zhuǎn)y將浮動(dòng)圖件上下翻轉(zhuǎn)space將浮動(dòng)圖件旋轉(zhuǎn)90度x+a取消所有被選取

5、圖件的選取狀態(tài)alt+backspace恢復(fù)前一次的操作ctrl+backspace取消前一次的恢復(fù)alt+f4關(guān)閉protelspacebar繪制導(dǎo)線,直線或總線時(shí),改變走線模式v+d縮放視圖,以顯示整張電路圖v+f縮放視圖,以顯示所有電路部件home以光標(biāo)位置為中心,刷新屏幕esc終止當(dāng)前正在進(jìn)行的操作,返回待命狀態(tài)backspace放置導(dǎo)線或多邊形時(shí),刪除最末一個(gè)頂點(diǎn)delete放置導(dǎo)線或多邊形時(shí),刪除最末一個(gè)頂點(diǎn)ctrl+tab在打開的各個(gè)設(shè)計(jì)文件文檔之間切換alt+tab在打開的各個(gè)應(yīng)用程序之間切換2添加庫操作這樣添加庫就成功了。3為什么要生成網(wǎng)表 網(wǎng)絡(luò)表是計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)布線和設(shè)計(jì)規(guī)

6、則檢查的依據(jù),它是由原理圖輸入后執(zhí)行POST程序生成的文本文件,這里“網(wǎng)絡(luò)”指的是電路元器件之間的連接關(guān)系,它記錄了各電子元器件引腳間的連接關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)表是用于原理圖和印制板圖之間的信息交換的文件。原理圖更能直觀的表示電器元件間的關(guān)系,而原理圖中的這些管腳對(duì)應(yīng)關(guān)系怎么對(duì)應(yīng)印制圖中的管腳對(duì)應(yīng)關(guān)系就靠網(wǎng)表文件了,所以要生成網(wǎng)表文件。3.protel的PCB圖繪制本實(shí)驗(yàn)我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了protel的原理圖繪制以及protel的PCB圖繪制PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟。 3.1元器件布局:網(wǎng)表輸入以后,所有的元器件都會(huì)放在工作區(qū)的零點(diǎn),重疊在一起,下一

7、步的工作就是把這些元器件分開,按照一些規(guī)則擺放整齊,即元器件布局,把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn),放到板邊以內(nèi),按照一定的規(guī)則擺放整齊。 (二)電路板的制作;1. 熱轉(zhuǎn)印法原理: 利用激光打印機(jī)的“碳粉”(含黑色塑料微粒)受激光打印機(jī)的硒鼓靜電吸引,在硒鼓上排列出精度極高的圖形及文字,在消除靜電后,轉(zhuǎn)移于經(jīng)過特殊處理的專用熱轉(zhuǎn)印紙上,并經(jīng)高度熔化熱壓固定,形成熱轉(zhuǎn)印紙板,再將該熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上,由于熱轉(zhuǎn)印紙是經(jīng)過特殊處理的,通過高分子技術(shù)在它的表面覆蓋了數(shù)層特殊材料的涂層,使熱轉(zhuǎn)印紙具有耐高溫不粘連的特性,當(dāng)溫度達(dá)到180.5時(shí),在高溫和壓力的作用下,熱轉(zhuǎn)印紙對(duì)融化的墨粉吸引力急劇下降,使

8、融化的墨粉完全吸附在敷銅板上,敷銅板冷卻后,形成緊固的保護(hù)層,經(jīng)過腐蝕后即可形成做工精美的印制電路板。2.制作流程 (1)畫圖:用復(fù)寫紙將設(shè)計(jì)好的印刷線路圖,畫在泊銅板上,需鉆孔地方應(yīng)做好標(biāo)記,線條無漏畫。 (2)鉆孔:在需要鉆孔處,用點(diǎn)錐惦記,選擇適合直徑的鉆頭鉆孔。 (3)描線:采用磁漆、清漆或?yàn)r青溶化在汽油中作描圖液,將需要保留泊銅板線條,用描圖液描上,描后將印刷線路板放在通風(fēng)處,使描圖液與泊銅板固化。 (4)腐蝕:將描好和晾干后的線路板放入裝腐蝕液的塑料盒內(nèi)進(jìn)行腐蝕。 (5)將腐蝕好的線路板,用清水沖洗,用細(xì)砂紙將剩余漆皮打磨掉,涂上助焊劑(用松香酒精也可)。3.注意事項(xiàng):電源正負(fù)級(jí)請(qǐng)

9、認(rèn)真接好,禁止反接注意電路板的防潮處理由于底部為裸露的銅板,注意絕緣,避免短路(三)工藝安裝(1) 元器件構(gòu)成電子產(chǎn)品的基本元素,是推動(dòng)電子產(chǎn)品發(fā)展的主要因素.電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種,即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法1.1色環(huán)電阻讀數(shù)方法:帶有四個(gè)色環(huán)的其中第一、二環(huán)分別代表阻值的前兩位數(shù);第三環(huán)代表倍率;第四環(huán)代表誤差??焖僮R(shí)別的關(guān)鍵在于根據(jù)第三環(huán)的顏色把阻值確定在某一數(shù)量級(jí)范圍內(nèi),例如是幾點(diǎn)幾K、還是幾十幾K的,再將前兩環(huán)讀出的數(shù)"代"進(jìn)去,這樣就可很快讀出數(shù)來。 下面介紹掌握此方法的幾個(gè)要點(diǎn):熟記第一、二環(huán)每種顏色所代表的數(shù)??蛇@樣記憶:棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍(lán)6,

10、紫7,灰8,白9,黑0。連起來讀,多復(fù)誦幾遍便可記住。金色:幾點(diǎn)幾 黑色:幾十幾 棕色:幾百幾十 紅色:幾點(diǎn)幾 k橙色:幾十幾 k黃色:幾百幾十 k綠色:幾點(diǎn)幾 M藍(lán)色:幾十幾 M從數(shù)量級(jí)來看,在體上可把它們劃分為三個(gè)大的等級(jí),即:金、黑、棕色是歐姆級(jí)的;紅橙'、黃色是千歐級(jí)的;綠、藍(lán)色則是兆歐級(jí)的。這樣劃分一下是為了便于記憶。 1.2貼片電阻的讀法(下面列舉了2、3、4位數(shù)讀法)2位數(shù)字后面加一字母表示法:這種方法前面兩位數(shù)字表示電阻值的有效數(shù)值,后面的字母表示有效數(shù)值后面應(yīng)乘以10的多少次方,單位.其標(biāo)識(shí)意義.如:02C為102×102=10.2k,27E為187

11、5;104=1.87M3位數(shù)字表示法:這種表示方法前兩位數(shù)字代表電阻值的有效數(shù)字,第3位數(shù)字表示在有效數(shù)字后面應(yīng)添加”0”的個(gè)數(shù).當(dāng)電阻小于10時(shí),在代碼中用R表示電阻值小數(shù)點(diǎn)的位置,這種表示法通常用有阻值誤差為5%電阻系列中.比如:330表示33,而不是330;221表示220;683表示68000即68k;105表示1M;6R2表示602.4位數(shù)字表示法,這種表示法前3位數(shù)字代表電阻值的有效數(shù)字,第4位表示在有效數(shù)字后面應(yīng)添加0的個(gè)數(shù).當(dāng)電阻小于10時(shí),代碼中仍用R表示電阻值小數(shù)點(diǎn)的位置,這種表示方法通用用有阻值誤差為1%精密電阻系列中.比如:0100表示10而不是100;1000表示10

12、0而不是1000;4992表示49900,即49.9k;1473表示147000即147k;0R56表示0.56.(2)用數(shù)字萬用表測三極管的管腳假定我們并不知道被測是NPN型還是PNP型,首先將數(shù)字萬用表打到蜂鳴二極管檔,同時(shí)要注意數(shù)字萬用表的紅表筆始終是電源正極,也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。這時(shí),我們?nèi)稳蓚€(gè)電極(如這兩個(gè)電極為1、2),用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻,觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度;接著,再取1、3兩個(gè)電極和2、3兩個(gè)電極,分別顛倒測量它們的正、反向電阻,觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中,必然有兩次測量結(jié)果相近:即顛倒測量中表針一次偏

13、轉(zhuǎn)大,一次偏轉(zhuǎn)??;剩下一次必然是顛倒測.量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小,這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極.(3)手工焊接【注意】:焊劑加熱揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體是有害的,如果操作時(shí)鼻子距離烙鐵頭太近,則很容易將有害氣體吸入。一般烙鐵離開鼻子的距離應(yīng)至少不小于30cm,通常以40cm時(shí)為宜。當(dāng)我們把焊錫融化到電烙鐵頭上時(shí),焊錫絲中的焊劑伏在焊料表面,根據(jù)老師的要求,我們把烙鐵頭溫度350控制到左右。1.基本操作(五步法)3.1準(zhǔn)備施焊 準(zhǔn)備好焊錫絲和烙鐵。此時(shí)特別強(qiáng)調(diào)的是烙鐵頭部要保持干凈,即可以沾上焊錫(俗稱吃錫)。 3.2加熱焊件 將烙鐵接觸焊接點(diǎn),注意首先要保持烙鐵加熱焊件各部分,例如印

14、制板上引線和焊盤都使之受熱,其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分(較大部分)接觸熱容量較大的焊件,烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件,以保持焊件均勻受熱。 3.3熔化焊料 當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點(diǎn),焊料開始熔化并潤濕焊點(diǎn)。 3.4移開焊錫當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。 3.5移開烙鐵: 當(dāng)焊錫完全潤濕焊點(diǎn)后移開烙鐵,注意移開烙鐵的方向應(yīng)該是大致 45 °的方向。2. 錫焊操作要領(lǐng) 1.焊件表面處理 手工烙鐵焊接焊件是電子零件和導(dǎo)線都需要進(jìn)行表面清理工作,去除焊接面上的銹跡、油污、灰塵等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。2.預(yù)焊預(yù)焊就是將要錫焊的元器件引線或?qū)Ь€的焊接部位預(yù)先

15、用焊錫潤濕,一般也稱為鍍錫,上錫,搪錫等。其過程和機(jī)理都是錫焊的全過程焊料潤濕焊件表面,靠金屬的擴(kuò)散形成結(jié)合層后而使焊件表面“鍍”上一層焊錫。3. 不要用過量的焊劑適量焊劑是必不可少的,但不要認(rèn)為越多越好。過量焊機(jī)可能造成接觸不良,降低工作效率等后果。4. 保持烙鐵頭的清潔 因?yàn)楹附訒r(shí)烙鐵頭表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì),這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層,用一塊濕布或濕海綿隨時(shí)擦烙鐵頭.5. 加熱要靠焊錫橋要提高烙鐵頭加熱的效率,需要形成熱量傳遞的焊錫橋。作為焊錫橋的錫保留量不可過多。6. 焊錫量要合適過量的錫很容易造成不易覺察的短路。但焊錫過少不能形成牢固的結(jié)合,降低焊點(diǎn)強(qiáng)度,特別是在板上焊導(dǎo)線時(shí),

16、焊錫不足往往造成導(dǎo)線脫落。7. 焊件要固定在焊錫凝固之前不要使焊件移動(dòng)或振動(dòng),特別是用鑷子夾住焊件時(shí)一定要等焊錫凝固再移去鑷子,容易有氣隙和裂縫,造成焊點(diǎn)強(qiáng)度降低,導(dǎo)電性能差。因此,在焊錫凝固前一定要保持焊件靜止。8. 烙鐵撤離有講究(4) 安裝成型(5) 插裝步驟要求 【貼板與懸空插裝】 貼板插裝穩(wěn)定性好,插裝簡單;但不利于散熱,且對(duì)某些安裝位置不適應(yīng)。懸 空 插裝,適應(yīng)范圍廣,有利于散熱,但插裝較復(fù)雜,需控制一定高度以保持美觀 一致。插裝時(shí)具體要求應(yīng)先保證圖紙中安裝工藝要求,其次按實(shí)際安裝位置確 定。一般無特殊要求時(shí),只要位置允許,采用貼板安裝較為常用。 5.1安裝時(shí)應(yīng)注意元器件字符標(biāo)記方

17、向一致,容易讀出。 5.2安裝時(shí)不要用手直接碰元器件引線和印刷版上銅箔。 5.3插裝后為了固定可對(duì)引線進(jìn)行折彎處理。(6)焊點(diǎn)檢查a、 外觀檢查主要內(nèi)容包括:焊點(diǎn)是否有錯(cuò)焊、漏焊、虛焊和連焊,焊點(diǎn)周圍是否有焊劑殘留物,焊接部位有無熱損傷和機(jī)械損傷現(xiàn)象。b、 在外觀檢查中時(shí),可用鑷子輕輕撥動(dòng)焊接部位進(jìn)行檢查,主要包括導(dǎo)線、元器件引線和焊盤與焊錫是否結(jié)合良好,有無虛焊現(xiàn)象;元器件引線和導(dǎo)線根部是否有機(jī)械損傷。c、 通電檢查是在外觀檢查及連接檢查無誤后才可進(jìn)行的工作,也是檢查電路性能的關(guān)鍵步驟。通電檢查可以發(fā)現(xiàn)許多微小的缺陷,例如,用目測觀察不到的電路橋接、內(nèi)部虛焊等。d、 錫焊中常見的缺陷有:虛焊

18、和假焊、拉尖、橋連、空洞、堆焊、銅箔翹起、剝離等。造成錫焊缺陷的原因很多。(4) 電路原理(1)輸出級(jí)是準(zhǔn)互補(bǔ)電路,如果信號(hào)為零時(shí)兩只管子處于臨界導(dǎo)通或微導(dǎo)通,那么當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)兩只管子中至少有一個(gè)導(dǎo)通,因而消除了交越失真。如圖所示,Q1于Q2構(gòu)成了對(duì)稱性,Rb1和Rb2構(gòu)成UBE倍增電路。為輸出級(jí)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),用以消除交越失真。電容C的作用是相位補(bǔ)償。(2)電路圖及成果電路板如下所示: 4、 總結(jié) 作為一個(gè)電子、通信專業(yè)的學(xué)生往往免不了要親自動(dòng)手制作印刷電路板以供試驗(yàn)使用,這一過程即使是專業(yè)科研開發(fā)人員有時(shí)也免不了,出于經(jīng)濟(jì)和便捷等方面的考慮,我們學(xué)會(huì)如何制作電路板就是必須的課程了。經(jīng)過這學(xué)期幾個(gè)周的學(xué)習(xí),我學(xué)會(huì)了protel 99 SE軟件的基本操作,學(xué)會(huì)怎樣繪制電路原理圖,由此制作成PCB圖。經(jīng)過動(dòng)手制作印制電路板,在任課老師

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