電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)之一：電子電路設(shè)計(jì)與制作基礎(chǔ)

電子電路設(shè)計(jì)與制造根底

第1講常用電子元器件根本知識一、固定電阻器固定電阻是在電子電路中是用得最多的一種元件。普通根據(jù)其制造材質(zhì)和工藝的不同進(jìn)展分類，目前最常用的固定電阻有碳膜電阻、金屬膜電阻、保險(xiǎn)電阻、水泥電阻、以及線繞電阻等類型。符號固定電阻的阻值標(biāo)注1、直接標(biāo)注法(用于2W以上中大功率電阻標(biāo)注)2、色環(huán)標(biāo)注法(用于2W以下小功率電阻標(biāo)注)色例顏色黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白金銀數(shù)值01234567890.10.01四環(huán)與五環(huán)電阻的阻值標(biāo)志實(shí)例

固定電阻的阻值標(biāo)稱在國際規(guī)范中，固定電阻的標(biāo)稱有規(guī)定，在選用電阻時(shí)，普通應(yīng)在標(biāo)稱系小列中選用。在一個數(shù)量級范圍內(nèi)有如下24個標(biāo)稱值：1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.6.6.26.87.58.29.1

如選用的電阻不在此標(biāo)稱值范圍，那么應(yīng)到元件工廠定制。固定電阻的額定功率固定電阻的額定功率通常有如下幾種：1/32W1/16W1/8W1/4W1/2W1W2W(色環(huán)電阻)3W5W7W10W15W20W(水泥電阻)30W50W100W200W300W500W(線繞電阻)固定電阻的質(zhì)量判別多數(shù)情況下利用萬用電表的電阻檔進(jìn)展直接丈量即可，但在所判別電阻的阻值小于1歐時(shí)，萬用電表不再適用，必需用電橋進(jìn)展丈量。二、固定電容器電子電路中常用的固定電容器分為有無極性電容和有極性電容兩種。其中無極性電容有云母電容、瓷片電容、金屬膜紙介電容、滌綸電容和獨(dú)石電容等10多種，而有極性電容只需2種，就是電解電容和鉭電容。

－＋＋－圖24電解電容極性的判別固定電容的標(biāo)稱電容在5%誤差時(shí)，一個數(shù)量級范圍內(nèi)有如下24個標(biāo)稱值：1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.6.6.26.87.58.29.1這些數(shù)值與電阻的標(biāo)稱一樣。但對于不同誤差要求的電容說，這些數(shù)值不一定都有，例如：對于20%誤差要求的鋁電解電容來說，其在一個數(shù)量級范圍內(nèi)只需6個標(biāo)稱值，分別是：1.01.52.23.34.76.8固定電容的耐壓電容器在長期可靠任務(wù)條件下所能接受的最大直流電壓稱為額定耐壓。留意有些在交流條件下任務(wù)的電容器所標(biāo)的額定電壓為交流有效值。電容的標(biāo)稱耐壓值有以下幾種：1.6V4V6.3V10V25V32V*40V50V63V100V125V*160V250V300V*400V450V*500V630V1000V2000V(有*號的數(shù)值只限電解電容用)電容的容量標(biāo)注1、直接標(biāo)注法。如100PF、2000PF、0.01μF47μF、3300μF等2、數(shù)字倍率表示法。主要用1μF以下小容量電容的標(biāo)注。如224表示電容器質(zhì)量的簡單判別1、容量的根本判別根據(jù)容量的大小用萬用電表的電阻檔進(jìn)展判別(有閱歷成分)。2、漏電的根本判別用萬用電表RX10K檔進(jìn)展判別。三、二極管電子電路中常用的二極管類型比較多，如整流二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、紅外發(fā)射接納二極管等等。二極管質(zhì)量的簡單判別1、普通整流二極管的質(zhì)量判別(a)指針式萬用電表判別(留意電阻檔的極性及不同的檔其電阻值相差很大)(b)數(shù)字萬用電表判別(留意讀數(shù)的穩(wěn)定)2、發(fā)光二極管的質(zhì)量判別3、紅外發(fā)射管與接納管的質(zhì)量判別4、穩(wěn)壓二極管的質(zhì)量判別四、半導(dǎo)體三極管在電子制造中，三極管是最常用的放大元件，目前用量最大的是小功率硅NPN管，其次是硅PNP管。三極管的質(zhì)量判別1、用簡單電路進(jìn)展判別2、用萬用電表的電阻檔進(jìn)展判別(留意極性)3、用萬用電表的三極管測試功能進(jìn)展判別

第2講

焊接工具及其正確運(yùn)用一、電烙鐵焊接電路板要用到電烙鐵。市場上各種型號、規(guī)格的電烙鐵很多，普通情況下，選用220V35W到40W的比較適宜，功率太大、太小均不好用。類型有內(nèi)熱式和外熱式兩種，內(nèi)熱式效率高、體積小，但價(jià)錢比外熱式高一些。烙鐵頭的外形有尖形和斜面形，宜選用斜面形較好。二、烙鐵架與焊錫盤烙鐵架是焊接操作期間放置發(fā)熱烙鐵的支架，通常與烙鐵配套賣，可選擇的條件不太多。普通要求是底座上的焊錫盤要厚重，這樣不太容易傾倒，運(yùn)用的平安性高一些。有些產(chǎn)品中，底座上的焊錫盤用薄鐵皮沖壓而成，放上烙鐵后構(gòu)成頭重腳輕的形狀，容易傾倒。焊錫盤最好不要用薄鐵皮，而用鑄鐵，這樣一方面厚重，另一方面不容易粘錫。三、焊錫絲焊錫絲是用焊錫制成的、中空部分填充松香助焊劑的一種絲狀焊接資料，很方便于電子電路板的焊接。市場產(chǎn)品中的焊錫絲有不同直徑的，方便不同目的運(yùn)用，電子電路板的焊接普通選用直徑0.8或1毫米比較適宜。購買焊錫絲時(shí)要留意產(chǎn)地和質(zhì)量，普通來說價(jià)錢低的，焊接效果也要差一些。四、助焊劑工業(yè)上常用的助焊劑有市場產(chǎn)品中的焊錫膏和鹽酸等，這些助焊劑不能用于電路板的助焊，由于有很強(qiáng)的腐蝕性，焊接不久電路板和元件引腳即能夠被腐蝕斷而報(bào)廢。電路板的助焊只能運(yùn)用松香，其優(yōu)點(diǎn)是永遠(yuǎn)不腐蝕電路板和元件引腳，常用方式有固態(tài)松香直接運(yùn)用和用無水酒精溶解后以液態(tài)方式運(yùn)用。松香助焊才干較弱，因此，在助焊時(shí)要求被焊接件外表要清理干凈，不含氧化物和油等。五、焊接操作技巧1、烙鐵頭的去氧化和吃錫在焊錫盤中放上足夠多的碎塊松香，然后用烙鐵熔化一段焊錫絲在焊錫盤中，再將烙鐵尖伸入焊錫盤中點(diǎn)熔焊錫和松香后，在盤中反復(fù)蹭磨焊錫盤底數(shù)十次，直到烙鐵頭上的黑色氧化物全部去掉并鍍上雪白色的焊錫為止，只需這樣，才干用烙鐵進(jìn)展焊接，否那么焊點(diǎn)粗糙、發(fā)黑，達(dá)不到要求。2、焊點(diǎn)質(zhì)量評判合格的焊點(diǎn)具有結(jié)實(shí)、大小高低均勻、外表圓滑、光亮、美觀等的效果。而不合格的焊點(diǎn)多為大小高低不均、外表粗糙、甚至發(fā)黑，俗稱“雞屎堆〞！假設(shè)這種焊點(diǎn)不影響電路的可靠銜接，那么無大礙，假設(shè)構(gòu)成“虛焊〞、“假焊〞等情況，那么為缺點(diǎn)隱患，應(yīng)及時(shí)排除，否那么將在電路通電任務(wù)時(shí)，隨時(shí)存在出缺點(diǎn)的能夠。

3、阻焊條件的構(gòu)成目前的電子元器件引腳外表都鍍有一層錫，因此無需再處置即可直接焊接，但假設(shè)在元器件引腳外表有阻焊物存在，那么極易構(gòu)成虛焊、假焊等景象。閱歷闡明，元器件引腳外表的油或水等阻焊物的構(gòu)成，多數(shù)都與用人手直接彎折元件引腳有關(guān)，彎折過程將手上的出的汗和油污染在元件的引腳外表，因此，應(yīng)盡量用尖嘴鉗來彎折元件引腳。

4焊接方法〔a〕元件引腳與焊盤的焊接電路板焊接面朝上平放在桌面，被焊元件的引腳從焊盤的中孔穿出，將元件引腳扳到與焊盤垂直，一手拿穩(wěn)烙鐵，另一只手拿焊錫絲，將烙鐵尖接近元件引腳根部，并將焊錫絲頭部與烙鐵尖接觸，焊錫絲頭部熔化后向下流到元件引腳根部的焊盤上，待熔化的焊錫總量到達(dá)半粒米大小時(shí)，迅速移開焊錫絲，同時(shí)將烙鐵尖頂向元件引腳的根部，并圍繞元件引腳旋轉(zhuǎn)1/3圈左右，然后順著元件引腳向上抹2到3毫米，再移開烙鐵尖即可。整個焊接過程不超越2到3秒時(shí)間，越快越好。(b)引線與插頭的焊接先將兩個焊接端鍍錫，然后將兩個焊端搭在一同，用烙鐵在焊接部位點(diǎn)焊，1秒時(shí)間內(nèi)即完成焊接，越快越好。焊點(diǎn)的外形焊點(diǎn)的正確外形〔見圖〕，焊點(diǎn)a普通焊接比較結(jié)實(shí)；焊點(diǎn)b為理想形狀，普通不易焊出這樣的外形；焊點(diǎn)c焊錫較多，當(dāng)焊盤較小時(shí)，能夠會出現(xiàn)這種情況，但是往往有虛焊的能夠；焊點(diǎn)d、e焊錫太少；焊點(diǎn)f提烙鐵時(shí)方向不適宜，呵斥焊點(diǎn)外形不規(guī)那么；焊點(diǎn)g烙鐵溫度不夠，焊點(diǎn)呈碎渣狀，這種情況多數(shù)為虛焊；焊點(diǎn)h焊盤與焊點(diǎn)之間有縫隙為虛焊或接觸不良；焊點(diǎn)I引腳放置歪斜。普通外形不正確的焊點(diǎn)，元件多數(shù)沒有焊接結(jié)實(shí)，普通為虛焊點(diǎn)，應(yīng)重焊。

abcdefghi焊點(diǎn)的剖面

第3講電子制造程序分解一、分解義務(wù)并確定目的方案根據(jù)設(shè)計(jì)義務(wù)書所要求的功能和目的，按功能分解為多個單元電路，并確定出各單元電路需完成的義務(wù)、詳細(xì)技術(shù)目的和參數(shù)，并初步確定各單元電路的實(shí)施方案。在方案確定過程中，需思索各單元電路之間的形狀匹配能否符合整體設(shè)計(jì)要求(如驅(qū)動功率能否足夠？前后級之間波形幅度能否配合？線路阻抗能否匹配等？)，如發(fā)現(xiàn)有問題那么應(yīng)經(jīng)過方案修正進(jìn)展處理，必需在整體設(shè)計(jì)方案到達(dá)80%以上把握時(shí)才干最后進(jìn)展電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)，否那么失敗的風(fēng)險(xiǎn)較大。2、分單元進(jìn)展電路原理圖設(shè)計(jì)根據(jù)確定后的實(shí)施方案，分單元進(jìn)展電路原理圖設(shè)計(jì)。假設(shè)在設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)有些單元的完成把握性較小時(shí)，應(yīng)圍繞功能的完成過程能夠出現(xiàn)的問題提出對應(yīng)的多個處理方案，在條件答應(yīng)時(shí)最好對這些方案進(jìn)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3、完成原理圖的整體結(jié)合及初稿將各單元電路的原理圖進(jìn)展整體結(jié)合，然后進(jìn)展圖紙的整體性檢查，看各單元電路之間能否存不能配合任務(wù)的問題，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)修正。設(shè)定輸入條件，對全系統(tǒng)的原理圖進(jìn)展任務(wù)形狀的模擬校驗(yàn)(可用人工閱歷方式也可用軟件仿真方式)，校驗(yàn)無誤后確定圖紙的初稿。4、實(shí)踐電路板制造根據(jù)完成的整機(jī)圖紙初稿，用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)展正式原理圖的整機(jī)設(shè)計(jì)，完成后直接進(jìn)展印制電路板排版，并安裝上一切元器件。然后進(jìn)入下一步的調(diào)試。5、系統(tǒng)初調(diào)試斷開負(fù)載和輸入信號，在輸入端接入信號發(fā)生器的輸出信號，從輸入電路開場，按信號的處置途徑，以單元電路為單位順序進(jìn)展調(diào)試，必需保證每個單元電路都能正常任務(wù)，如發(fā)現(xiàn)電路有設(shè)計(jì)不合理處，及時(shí)對原理圖進(jìn)展修正。在本步驟中，如電路中有系統(tǒng)整體負(fù)反響時(shí)能夠影響單元電路的調(diào)試效果，可先斷開負(fù)反響元件，待各單元電路調(diào)試好以后再接上負(fù)反響元件。6、系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)接上系統(tǒng)中的全部負(fù)載和輸入信號，驗(yàn)證全部功能，同時(shí)考核系統(tǒng)的功耗、發(fā)熱及過流、過壓維護(hù)等功能，如發(fā)現(xiàn)電路仍有設(shè)計(jì)不合理處，再修正電路。功能全部調(diào)試完成后，讓電路在滿載條件下運(yùn)轉(zhuǎn)足夠的時(shí)間，如不出現(xiàn)問題，那么對圖紙按調(diào)試過程的修正參數(shù)重畫圖紙。完成全部的設(shè)