中山大學(xué)電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)論（Word）

1、激光圖案控制電路焊接與調(diào)試陳XX 微電子學(xué)摘要：本課程要求分析激光控制系統(tǒng)的工作原理，焊接散裝元件來組裝激光控制器并調(diào)試。在這個(gè)過程中掌握電路的焊接與調(diào)試方法。關(guān)鍵字：激光圖案 控制電路 調(diào)試通激光圖案控制電路的焊接和調(diào)試實(shí)驗(yàn)，了解了激光控制電路的原理，培養(yǎng)了綜合分析和設(shè)計(jì)電路的能力，焊接調(diào)試電路的能力。鍛煉了動(dòng)手能力，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)了對(duì)微電子專業(yè)的興趣。1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋菊n程通過焊接散裝元件來組裝收音機(jī)與激光控制器并調(diào)試。在這個(gè)過程中需要分析收音機(jī)與激光控制系統(tǒng)的工作原理，并掌握調(diào)試電路的方法。在本課程中需學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)元件，檢測(cè)元件，使用萬用表、電烙鐵等工具的方法。掌握一定的焊

2、接技巧。1.2實(shí)驗(yàn)儀器及元件變壓器，萬用表，萬用版，整流橋，7812穩(wěn)壓管，555多諧振蕩器，4017脈沖分配器，4013，麥克風(fēng)，滑動(dòng)變阻器，集成運(yùn)放，繼電器，各種阻值的電阻，二極管，發(fā)光二極管，電容，三極管，插座，導(dǎo)線等。1.3電路原理1.3.1激光控制器電路原理（1）激光圖案變化原理激光器上有兩個(gè)直流電機(jī)。每個(gè)電機(jī)上帶有一個(gè)反射鏡，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射鏡跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，由于鏡面不平，反射鏡在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也出現(xiàn)微小的震動(dòng)，因而射在鏡面上的激光的入射角也出現(xiàn)微小波動(dòng)，導(dǎo)致反射光不再是一條筆直不動(dòng)的光線，而是有規(guī)律地?cái)[動(dòng)；這條有規(guī)律擺動(dòng)的光射在第二個(gè)電機(jī)上，又會(huì)出現(xiàn)與第一個(gè)電機(jī)類似的情況，導(dǎo)致最終反射出的激

3、光按照某種規(guī)律擺動(dòng)，形成固定的圖案。當(dāng)任一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，光線擺動(dòng)的規(guī)律就會(huì)變化，導(dǎo)致圖案發(fā)生變化。該控制器總利用電壓變化控制兩個(gè)直流電機(jī)電機(jī)，不同的電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。兩個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓大小由控制器決定。該控制器一共能產(chǎn)生8組圖案。有兩種工作模式使圖案變化，一種是自動(dòng)的，即隔一定時(shí)間圖案自動(dòng)變化，另一種模式是聲控，即控制器接收到較大的聲音時(shí)，圖案發(fā)生變化。1 / 5（2）原理圖多諧振蕩器脈沖分配器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路驅(qū)動(dòng)電 路電機(jī)整形電 路分壓電 路直流電源電路放大器拾音機(jī)（3）電源部分220V交流電經(jīng)過變壓器后降壓為15V，變壓器送來的15V交流電經(jīng)過整流橋，形成粗略的直流電，再

4、經(jīng)1000的電解電容，濾掉低頻部分，然后經(jīng)過一個(gè)7812（三端穩(wěn)壓管）穩(wěn)壓，再經(jīng)過兩個(gè)小電容，進(jìn)一步濾掉高頻波，便得到了較為穩(wěn)定的12V直流電，為整個(gè)控制電路供電。放光二極管為電源指示燈。電路圖如下：15V12v （4）自動(dòng)控制部分由555多諧振蕩器產(chǎn)生矩形脈沖。當(dāng)電路剛接通電源時(shí)，由于C來不及充電，555電路的2腳處于零電平，導(dǎo)致其輸出3腳為高電平。當(dāng)電源通過R1、R2向C充電到VcVdd時(shí)，輸出端3腳由高電路平變?yōu)榈碗娖?，電容C經(jīng)R2和內(nèi)部電路的放電開關(guān)管放電。當(dāng)放電到VcVdd時(shí)，輸出端又由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。此時(shí)電容再次充電，這種過程可周而復(fù)始地進(jìn)行下去，形成自激振蕩，產(chǎn)生矩形脈沖。

5、（5）聲控部分除了自動(dòng)控制，該控制器還可以由聲音控制，用到了拾音器。拾音器中有對(duì)聲音敏感的部件，當(dāng)外界聲音發(fā)生變化時(shí)，流過拾音器的電流就會(huì)變化，使得電路中的電壓也發(fā)生變化，利用多諧振蕩器555得到脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的頻率和聲音變化的頻率一樣，即聲音突變一下，即出現(xiàn)一個(gè)脈沖，然后用這個(gè)脈沖信號(hào)作為4017的時(shí)鐘信號(hào)，后面的過程就和自動(dòng)控制一樣了?？梢?，聲控部分的主要任務(wù)就是將聲音的變化轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。（6）電壓控制電路555產(chǎn)生的矩形脈沖作為脈沖分配器4017的時(shí)鐘信號(hào)，每來一個(gè)脈沖，4017就會(huì)換一路輸出，Q0Q3隨脈沖依次輸出有效。而將Q4與RST連起來的設(shè)計(jì)使得當(dāng)輪到Q4時(shí)，4017重啟

6、，從Q0開始輸出，這樣便實(shí)現(xiàn)了Q0Q3的循環(huán)輸出。Q0-Q3的每一路輸出帶有不一樣的電阻負(fù)載以產(chǎn)生不一樣的電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。每一路輸出分成兩路，一路電阻是固定的，另一路是可調(diào)電阻，他們分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。1.4.激光控制器電路調(diào)試電路焊接完成后，進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試步驟如下。（1）先用萬用表檢測(cè)電源，確定輸出電壓為12V左右，否則電源有錯(cuò)誤，檢查直到輸出電壓正確。（2）在自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作模式，用萬用表測(cè)4017的4個(gè)端口的輸出電壓，四個(gè)端口每隔10多秒輪流有一個(gè)口為高電平，其余端口為低電平。若否，則檢查多諧振蕩器與脈沖分配器這兩個(gè)模塊的電路，直到正確。（3）在聲控工作模式下，用萬用表測(cè)4017的4個(gè)端口的輸

7、出電壓，四個(gè)端口在聲控下輪流有一個(gè)口為高電平，其余端口為低電平。若否，則檢查拾音機(jī)、放大電路與整形器這三個(gè)模塊的電路，直到正確。（4）在自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作模式，用萬用表測(cè)電機(jī)接口的電壓，若輸出電壓為幾伏，且每隔10多秒，電壓值發(fā)生變化，則自動(dòng)工作方式的電路正確，否則檢查電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，直到正確。（5）最后，將控制器接到激光器上，觀察產(chǎn)生的圖案，若在自動(dòng)轉(zhuǎn)換方式和聲控方式都輪流產(chǎn)生8組圖案，則正確，否則，重新檢查，直到正確。2.實(shí)驗(yàn)收獲實(shí)驗(yàn)才第四周開始，到第十二周完成調(diào)試，總共經(jīng)歷了九周的時(shí)間，在這九周的時(shí)間里，有過許多的困難，最后都一一克服，完成了電路的焊接并調(diào)試成功，也讓自己獲得了許多知識(shí)。（一）線

8、路混亂，無從下手問題：第一次面對(duì)一個(gè)如此復(fù)雜的系統(tǒng)，自己明顯經(jīng)驗(yàn)不足，第一周嘗試插放各類元件，但是之后發(fā)現(xiàn)線路混亂，焊接難度大，而且容易出錯(cuò)，不美觀。解決方法：經(jīng)過第一周的失敗后，自己利用課后時(shí)間，結(jié)合原理圖，手工畫出布線圖，最終在布線圖的指導(dǎo)下，成功完成電路的焊接，而且調(diào)試時(shí)，只有一處錯(cuò)誤，將漏掉接線的地方接上后，電路正確工作。收獲：認(rèn)識(shí)到布線的重要性，避免了盲目工作帶來的損失。之后認(rèn)識(shí)到，還可以利用protel等電腦軟件進(jìn)行布線，之后希望利用課余時(shí)間，學(xué)習(xí)用protel布線，對(duì)比手工和用電腦的區(qū)別。 （二）焊接不熟練，結(jié)果不美觀問題：雖然大二自己練習(xí)過焊接，但是并不熟練。剛剛開始焊接時(shí)，用

9、錫多少，焊點(diǎn)大小等都不了解，焊接后電路板很不美觀。解決方法：通過詢問同學(xué)，向同學(xué)學(xué)習(xí)，并從網(wǎng)絡(luò)上下載教學(xué)視頻，加強(qiáng)課余的聯(lián)系，較好的掌握了焊接技巧，并對(duì)學(xué)期初的焊接進(jìn)行修改，使得電路板外觀有比較大的改善，而且使得電路運(yùn)行穩(wěn)定。收獲：動(dòng)手能力得到提升，進(jìn)一步掌握了焊接的技巧。（三）繼電器不工作，聲控電路不靈敏問題：調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)，控制電機(jī)的繼電器不工作，而且聲控電路不靈敏。解決方法：逐步測(cè)量電路各個(gè)點(diǎn)的電壓，和理論值進(jìn)行對(duì)比分析，最終發(fā)現(xiàn)繼電器不工作是因?yàn)闆]有接地，而聲控電路不靈敏是麥克風(fēng)的接線焊接得不好，在更正了這兩處錯(cuò)誤后，電路正確工作，聲控電路也變得很靈敏。收獲：了解到一些調(diào)試和分析電路的方法（四）對(duì)各類元件不夠了解問題：實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)自己對(duì)各類元件并不夠了解，比如電阻阻值的讀取，不同三極管的管腳分布等等解決方法：通過查閱資料，和在實(shí)驗(yàn)過程的不斷實(shí)踐，對(duì)各類器件的認(rèn)識(shí)更為深入。收獲：學(xué)會(huì)了讀取電阻電容的值，辨別二極管、三極管