電源電路設(shè)計技巧范文

時間:2023-10-11 17:25:36

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電源電路設(shè)計技巧

篇1

一、用伏安法測電阻

實驗器材:待測電阻R,定值電阻R、 電源、電流表、電壓表,滑動變阻器,開關(guān)兩個,線導(dǎo)若干。

1.用內(nèi)接法測量

(1) 實驗電路圖如圖1所示

(2)實驗步驟:

a.閉合開關(guān)S和S調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

b.斷開S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R′,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

(3)數(shù)據(jù)處理:

由步驟α有:U=I(R+R),

由步驟b有:U=I(R+R+R)。

解上面兩式得待測電阻R=-。

2.用外接法測量

(1)實驗電路如圖2所示

(2)實驗步驟:

α閉合開關(guān)S,斷開S調(diào)節(jié)滑動變阻器R′,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

b再閉合開關(guān)S調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄電流表和電壓表示數(shù)為I和U。

(3)數(shù)據(jù)處理

由步驟α有:I=+,

由步驟b有:I=++。

解上面兩式得待測電阻R=。

二、用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻。

1.實驗器材:待測電源,電流表、電壓表、滑動變阻器、單刀單擲開關(guān)S,單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

2.實驗電路圖如圖3所示。

3. 實驗步驟

(1) 閉合開關(guān)S,將S,置于α,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。再次調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

(2) 將開關(guān)S置于b,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U,再次調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

4.數(shù)據(jù)處理

由步驟(1)可列出:E=U+I(r+R)…①

E=U+I(r+R)…②

由步驟(2)可列出:E=U+(I+)r…③

E=U+(I+)r…④

由①、②兩式可得電動勢E=…⑤

由③、④、⑤可得內(nèi)阻r=。

三、測小燈泡的功率

1.實驗器材:電源,小燈泡(額定電壓為U),電流表,電壓表,定值電阻,滑動變阻器,開關(guān)兩個,導(dǎo)線若干。

2.實驗電路圖如圖4所示。

3.實驗步驟:

(1) 閉合開關(guān)S ,斷開S ,調(diào)節(jié)滑變阻器R,使電 壓表上的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U,記錄電流表上的示數(shù)為I 。

(2)再閉合開關(guān)S ,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,合電壓表上的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U,記錄電流表上的示數(shù)為L。

4.數(shù)據(jù)處理:

由步驟(1)有:I=I+I…①,

由步驟(2)有:I=I+I…②,

由兩式可得通過燈泡的電流為I = I- I,小燈炮的功率為P=UI=U(I-I)。

由上面對各實驗的數(shù)據(jù)處理方法和結(jié)果可以看出,在處理數(shù)據(jù)時考慮了電流表和電壓表的內(nèi)阻R和R,但結(jié)果都不含有R和R。這樣通過對實驗電路的巧妙設(shè)計,就有效地消除了伏安法測量中原理上的誤差。

篇2

【關(guān)鍵詞】PCB;布局;布線;可制造性

0 引言

《電子電路設(shè)計與仿真》課程是一門理論與實際結(jié)合性很強(qiáng),極具實踐性的新興課程,是電氣類專業(yè)的核心技能課程之一。在近年來高職院校的項目教學(xué)改革中發(fā)現(xiàn),在對這門課程的教學(xué)過程中,往往只是將重點放在對電子電路CAD應(yīng)用軟件的熟練操作上,卻忽視了對PCB板設(shè)計的一些技巧應(yīng)用,特別是對設(shè)計出來的產(chǎn)品在可制造性上與企業(yè)的生產(chǎn)實踐脫節(jié),這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品如果走上生產(chǎn)環(huán)節(jié),要么會大大提高了生產(chǎn)成本,要么是不符合生產(chǎn)實踐。那么如何在這門課程的教學(xué)中實現(xiàn)與生產(chǎn)的聯(lián)接,將是本文將要探討的問題。

實踐證明,對電子產(chǎn)品設(shè)計師尤其是線路板設(shè)計人員來說,即使電路原理圖設(shè)計正確,可是如果印制電路板設(shè)計不當(dāng),也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。同時產(chǎn)品的可制造性(工藝性)也是一個必須要考慮的因素,如果線路板設(shè)計不符合可制造性(工藝性)要求,將大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,提高了生產(chǎn)成本,在嚴(yán)重的情況中甚至?xí)?dǎo)致所設(shè)計的產(chǎn)品根本無法制造出來。因此,在設(shè)計印制電路板的時候,應(yīng)學(xué)會掌握各種電路設(shè)計技巧,注意采用正確的設(shè)計方法。為此,我們在《電子CAD》課程的教學(xué)內(nèi)容方面做了全面的創(chuàng)新,增加了PCB設(shè)計技巧及可制造性應(yīng)用技能,充分提高了課程的教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)了技能課程的實踐性。

1 PCB布局技巧

在設(shè)計中,布局是一個重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果,所以合理的布局是PCB設(shè)計成功的第一步。

考慮整體美觀,一個產(chǎn)品的成功與否,一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,二是兼顧整體的美觀,這樣兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。同時我們還要注意一些問題如:

1)布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關(guān)系的器件放在一起 ,避免走線太長;

2)數(shù)字器件和模擬器件要分開,盡量遠(yuǎn)離,避免干擾;

3)去耦電容盡量靠近器件的VCC;

4)放置器件時要考慮以后的焊接,同時還有散熱,不要太密集;

5)多使用軟件提供的Array和Union功能,提高布局的效率。

2 PCB布線技巧

一般來講PCB設(shè)計軟件提供的手工布線功能十分強(qiáng)大,包括自動推擠、在線設(shè)計規(guī)則檢查(DRC),自動布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工―自動―手工。

2.1 布線是PCB設(shè)計過程中的一個重要環(huán)節(jié),所有的前期準(zhǔn)備工作都是為它而做的,而在整個PCB設(shè)計過程中,就屬布線的設(shè)計過程技巧最細(xì)、限定最高。PCB布線有單面、雙面及多層布線,方式有兩種:自動及交互式布線,在自動布線之前,可預(yù)先用交互式對要求比較高的線進(jìn)行布線,輸入端與輸出端的邊線不應(yīng)相鄰平行,這樣可避免產(chǎn)生反射干擾。在必要時,可加地線進(jìn)行隔離,且兩相鄰層的布線要互相垂直,因為平行比較容易產(chǎn)生寄生耦合。

2.2 電源、地線的處理。即使在整個PCB板中的布線完成得都很好,但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產(chǎn)品的性能下降,有時甚至影響到產(chǎn)品的成功率。每個從事電子產(chǎn)品設(shè)計的工程師都明白,為何會產(chǎn)生電源線與地線之間的干擾,現(xiàn)只對降低式抑制干擾作以表述。要在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源及地線,最好是地線比電源線寬,其關(guān)系為:地線>電源線>信號線。因此對電源、地線的布線要認(rèn)真對待,把電源、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

使用大面積銅層作地線,在印制板上把沒被使用的地方都與地相連,作地線使用或是做成多層板,電源,地線各占用一層。

2.3 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理。現(xiàn)在大部分的PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路兩種電路構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮這兩種電路之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。

3 可制造性分析

現(xiàn)代電子電路產(chǎn)品的生產(chǎn)基本都是依靠SMT,因此我們在設(shè)計的時候就必須要考慮SMT的制造過程,這樣我們設(shè)計出來的產(chǎn)品才能符合生產(chǎn)的要求,在這里我以一個多功能燈為例。

多功能燈組成結(jié)構(gòu)分析

多功能燈的主要組成有:LED燈頭、螺旋鋼管燈頭支臂、三防外殼、帶導(dǎo)線充電電池(MiNMaX LICI8650)、電源插座(DC-005 2.1MM內(nèi)芯)、按鈕、主控板(50mm*32mm)。

在SMT生產(chǎn)工藝流程中,通常把SMT分為掛膠制程(波峰焊)和錫膏制程(回流焊)。它們的主要區(qū)別為:貼片前的工藝不同,前者使用貼片膠,后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同,前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊,后者過回流爐起焊接作用。那么在設(shè)計和選擇主控板的的時候除了考慮以上特點,我們就要考慮下面的幾個問題:

1)拼板是否用陰陽板及各自優(yōu)缺點;2)是否采用拼板及拼板的個數(shù)。

根據(jù)實際生產(chǎn)情況分析得出,多功能燈的主控板采用:雙面錫膏回流焊接工藝。因此我們選擇多功能燈的主控板元件配置圖top層 和bot層將設(shè)計出對應(yīng)的拼版圖,最終設(shè)計拼版方案A和方案B如下圖。

論證:主控板正面元件較多,而背面元件較少,照成了元件極度分布不均;元件集中的區(qū)域吸熱多,散熱不良,溫度較高,這樣容易造成主控板在進(jìn)入回流焊接時板子的翹曲。方案A和方案B比較,后者較前者的合理性更好,故選擇方案B。

采取此種拼版形式的原因:一是可以充分利用SMT長線的優(yōu)勢,以達(dá)到更高的打件效率;二是節(jié)省網(wǎng)板;三是此板若(下轉(zhuǎn)第76頁)(上接第89頁)做單面板,要采用手工焊接元器件,降低了生產(chǎn)效率。

采用此種拼版形式的優(yōu)點:

1)降低了生產(chǎn)成本。

2)采用陰陽板,在開始編制程序的時候就可以節(jié)省優(yōu)化程序的時間。采用陰陽板,也就是將兩面的程序合成一個程序來做,這樣只要針對一個程序來考慮優(yōu)化條件。

3)采用陰陽板,在附加工具和輔料方面也會有很大的節(jié)?。ㄡ槍Σ糠之a(chǎn)品來說)。比如,鋼網(wǎng)就可以少做一片,如果需要托盤的話,那么節(jié)省的物料就會更多。

4)在生產(chǎn)效率上面來說,可以提高產(chǎn)量。原因是在生產(chǎn)過程中不需要換產(chǎn),那么這部分時間就會多生產(chǎn)產(chǎn)品。還有就是由于陰陽板是一個貼裝程序,這樣在生產(chǎn)的時候就比兩面程序,減少了一半的基板搬運時間,這部分時間又可以多生產(chǎn)產(chǎn)品。

這些PCB技巧在我們的平時課堂教學(xué)及高職教材上面總是容易被忽視,可是對PCB專業(yè)人員來說卻是必需掌握的。因此,在本門課程教學(xué)上,我們增加了這些PCB設(shè)計技巧及可制造性分析,達(dá)到了對課程改革的職業(yè)目標(biāo)要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]比秀梅周南權(quán).電子線路板設(shè)計項目化教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

篇3

關(guān)鍵詞 數(shù)字電路 實驗故障 檢測 排除方法

數(shù)字電路是高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,它具有很強(qiáng)的實踐性、工程應(yīng)用性,因此實驗課程在數(shù)字電路教學(xué)中占有舉足輕重的地位。但是實驗中不出故障幾乎是不可能的,為了保證實驗教學(xué)的質(zhì)量,達(dá)到高職教育為企業(yè)培養(yǎng)懂管理的高技能型人才的目標(biāo),培養(yǎng)和提高學(xué)生分析故障、排除故障的能力已成為教學(xué)中急需解決的問題。

1數(shù)字電路實驗技巧及故障產(chǎn)生的原因

數(shù)字電路實驗可以分為驗證性實驗和課程設(shè)計實驗,對于初次學(xué)習(xí)數(shù)字電路課程的同學(xué)來說,很難做到不出差錯、一次性順利調(diào)試通過。如果按照設(shè)計好的電路進(jìn)行組裝調(diào)試,結(jié)果并不能實現(xiàn)其邏輯功能,那就說明電路有故障。故障產(chǎn)生的因素很多,有實驗設(shè)備方面的客觀因素,也有學(xué)生操作的主觀因素。結(jié)合在實驗教學(xué)中高職生遇到的問題及故障產(chǎn)生的原因,探究數(shù)字電路實驗技巧及常見故障的檢測與排除。

數(shù)字電路實驗中首先要明確實驗?zāi)康?,搞清實驗原理,掌握實驗技能和方法,分析實驗?shù)據(jù)并處理實驗結(jié)果,完成實驗報告。決定實驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵環(huán)節(jié)就是方案設(shè)計和電路的制作與調(diào)試,初學(xué)者只要能掌握這些技巧在關(guān)鍵環(huán)節(jié)不出差錯,實驗就能成功。盡管教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)這些實驗技巧和注意事項,但是由于學(xué)生的個體差異每次實驗中出現(xiàn)的故障是五花八門,這些故障固然有實驗設(shè)備和實驗器件自身的因素,但大多數(shù)由人的主觀性造成的,如常識性、技術(shù)性操作錯誤。常見的故障產(chǎn)生的原因可歸納為以下幾點:

1.1電路設(shè)計錯誤

電路設(shè)計中單元電路有錯誤或系統(tǒng)電路有錯誤。主要原因可能是沒有理解設(shè)計要求,精心分析設(shè)計電路,考慮問題不周全就會在電路設(shè)計中出錯。

1.2元器件及安裝問題

數(shù)字電路一般由多個元器件構(gòu)成,每個元器件參數(shù)都有不同要求,如果任何一個元器件參數(shù)不符合設(shè)定值,就可能使設(shè)計電路的功能出現(xiàn)故障。除了人為調(diào)整器件參數(shù)外,還有老化、運行溫度的變化等因素。此外元器件損壞或安裝有錯誤,比如集成芯片插錯、引腳折彎引腳間短路、連接處有接觸不良;二極管、三極管、電容極性等接反等問題。

1.3布線問題

電路布線有錯誤,包括錯線(連線一端正確,另一端錯誤;連線亂接)、少線(安裝時完全漏掉的線)和多線(連線的兩端在電路圖上都是不存在的)。電路布線正確是電路功能正常的必要條件,因為一個電路有多個元器件,這就使布線比較復(fù)雜,不太容易操作,只要有一條線出現(xiàn)錯誤,就會導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障,所以布線要認(rèn)真而且合理。清楚和規(guī)則的布線有利于實現(xiàn)電路功能和排查故障。

1.4焊點問題

焊點存在虛焊、漏焊、橋接的問題,這個問題也是實驗中最難查找的。

1.5電源供電、信號線有誤

電源的接線有錯誤,正負(fù)極接反、漏接或電源端對地短路;信號源連線不正確。受潮、短路、斷路、燒損等致使數(shù)字電路功能無法實現(xiàn)。

1.6測試方法問題

測試方法不對是學(xué)生常犯的錯誤,主要原因是對實驗電路的原理沒理解透徹,實驗?zāi)康牟幻鞔_,不會使用儀器儀表(穩(wěn)壓電源、示波器、脈沖信號發(fā)生器、萬用表),對各種測試方法并不是很了解,例如,在驗證TTL邏輯門功能實驗中,要測量與非門電路的的輸出高電壓和低電壓,萬用表需要撥到直流電壓檔測試,有的學(xué)生就用交流檔測量其電壓,在測試過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)不穩(wěn)定,學(xué)生不知道如何解決,誤認(rèn)為儀表有問題。

2數(shù)字電路實驗故障排除方法

在數(shù)字電路實驗中要想快速排除故障,就需要學(xué)生對常見故障的處理非常熟悉,但這一要求對初學(xué)者來說還是有一定難度的。因此,我們總結(jié)了實驗教學(xué)中積累的一些經(jīng)驗,希望對學(xué)生有一定的幫助。

2.1觀察法

觀察法就是不使用儀器儀表測量,憑借人的眼睛、感官來識別故障產(chǎn)生的原因。初學(xué)者組裝電路時由于沒有經(jīng)驗,會在工藝存在一些明顯的失誤,造成短路、斷路、元器件燒壞等故障,部分原因可通過肉眼觀察到。例如:集成芯片插錯方向、引腳有無折彎、芯片的使能控制端處理是否正確、二極管和三極管極性有無接反、電容極性有無接錯、燒焦(糊)、發(fā)燙、斷線、虛焊、漏焊等現(xiàn)象。這種方法的缺點就是有時觀察到的只是表象,并不能看出故障的真正原因。

2.2儀表測量法

如果觀察法沒有找出故障原因,可以用儀表測量逐級檢查,常用萬用表、邏輯筆、示波器進(jìn)行測試。萬用表測量比較簡單,一般先用萬用表測量電子元器件的電壓,電路中各電子元件正常工作時各引腳、接點處的電壓都有規(guī)定的數(shù)值或范圍,通過測量電壓可以判斷它是否符合電路理(下轉(zhuǎn)第71頁)(上接第58頁)論設(shè)計要求,從而確定故障點或故障發(fā)生的范圍。其次可以用示波器觀察電路中關(guān)鍵點的電壓波形,根據(jù)幅值、周期,判斷電子元器件動態(tài)工作過程是否正確,從而找出一些靜態(tài)工作點正常但動態(tài)工作異常的故障。

3結(jié)語

數(shù)字電路實驗教學(xué)中故障出現(xiàn)的原因、檢測排除故障的方法,還需要不斷積累總結(jié)。教師要指導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)故障現(xiàn)象,自己查找排除故障,不僅可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,還能培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)實驗態(tài)度,達(dá)到真正的實驗課程的目的。

作者簡介:姚聰(1982-),男,安徽滁州人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,工程師,學(xué)士,研究方向:電子科學(xué)與技術(shù);王健(1967-),男,安徽滁州人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,技師,研究方向:工業(yè)自動化;賈秀玲(1979-),女,河南周口人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,碩士,研究方向:電子科學(xué)與技術(shù)。

⒖嘉南

[1] 蔡忠法.電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005.

篇4

【關(guān)鍵詞】紅外感應(yīng) LM358 紅外感應(yīng) 二極管

紅外感應(yīng)電路功耗低,可靠性強(qiáng),相互干擾小,已經(jīng)在現(xiàn)代生活中得到廣泛的應(yīng)用,例如銀行自動開門關(guān)門,人走進(jìn)銀行,門自動打開,離開后門自動關(guān)閉?;蛘呖系禄雀邫n餐廳的水龍頭,當(dāng)手放在水龍頭下,水自動流出,離開后水自動關(guān)閉等生活場景,都采用了紅外線感應(yīng)技術(shù),它使這些電器的控制變得十分簡單、方便。

1 紅外感應(yīng)電路的基本組成及功能原理

紅外感應(yīng)電路由以紅外發(fā)射管D1、紅外接收管D2為核心的紅外感應(yīng)電路,以可調(diào)電阻R3、通用運算放大器LM358為核心的取樣比較電路,以三極管9012 、V1、V2、蜂鳴器Y1、發(fā)光二極管D3為核心元件的聲音輸出、顯示電路構(gòu)成。

本電路可以實現(xiàn)用手靠近紅外發(fā)射管和紅外接收管時,蜂鳴器發(fā)聲,LED燈點亮,手移開后立即停止發(fā)聲、LED燈熄滅,靈敏度非常高。該電路應(yīng)用的生活場景非常多,是電路設(shè)計人員必須掌握的一種電路。

2 電路設(shè)計及工作原理

2.1 紅外感應(yīng)控制電路

通上5V電源,紅外發(fā)射管D1導(dǎo)通,如果此時無遮擋物,則紅外接收管D2沒有接受到紅外光,紅外接收管D2仍然處于反向截止?fàn)顟B(tài)。紅外接收管D2負(fù)極的電壓仍然為高電平,并送到LM358的3腳。

當(dāng)用手接近紅外發(fā)射管D1時,紅外光被檔住并反射到紅外接收管D2上,紅外接收管D2接受到紅外光,立刻導(dǎo)通,使得紅外接收管D2負(fù)極的電壓急速下降,該電壓送到LM358的3腳上。

2.2 取樣比較電路

LM358的2腳的電壓取決于可調(diào)電阻R3,只要調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R3到合適的時候(電壓大概為2.5V左右),就能保證LM358的3腳的電壓大于LM358的2腳的電壓,根據(jù)比較器的工作原理,當(dāng)V+ > V-的時候, LM358的1腳就會輸出高電平,并通過限流電阻R4送到PNP型三極管V1、V2的基極,致使三極管V1、V2截止,蜂鳴器Y1不發(fā)聲,發(fā)光二極管D3熄滅。

如果LM358的3腳電壓下降到低于2腳的電壓,根據(jù)比較器的工作原理,V+ < V-的時候, LM358的1腳就會輸出低電平,并通過限流電阻R4送到PNP型三極管V1、V2的基極,致使三極管V1、V2導(dǎo)通蜂鳴器Y1發(fā)聲,發(fā)光二極管D3點亮。

2.3 電路顯示結(jié)果

通過以上分析,該電路可以實現(xiàn)當(dāng)手移動到紅外發(fā)射管D1和紅外接收管D2的上面時,蜂鳴器發(fā)聲,發(fā)光二極管點亮。當(dāng)手離開紅外發(fā)射管D1和紅外接收管D2的上面時,蜂鳴器停止發(fā)聲,發(fā)光二極管熄滅,達(dá)到了紅外感應(yīng)電路的設(shè)計的效果。

3 紅外感應(yīng)電路調(diào)試技巧

3.1 觀察法

檢查每個元件是否安裝正確,特別要注意紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管的正負(fù)極, LM358的引腳順序和三極管9012的引腳順序。

3.2 電阻法

根據(jù)原理圖檢查線路是否正常連通,可用萬用表檢測每條線路是否導(dǎo)通。檢測每處GND是否和電源負(fù)極接頭是否連通;檢測每處VCC是否和電源接頭是否連通。

3.3 基本電路分析法

3.3.1 紅外發(fā)射電路的檢修

紅外發(fā)射電路發(fā)射的紅外光,人的肉眼是看不見的,但是可以用手機(jī)的照相功能看見紅外光。檢修過程中可以借助于手機(jī)的照相機(jī)功能查看紅外發(fā)光電路是否正常。主要查看限流電阻的阻值和紅外發(fā)光二極管的正負(fù)極性是否安裝正確。

3.3.2 紅外接收電路的檢修

用萬用表測紅外接收二極管的負(fù)極,觀察當(dāng)用手放到紅外發(fā)射管時的電壓值(是否為低電平)和當(dāng)手移開紅外接收管上面時的電壓值(是否為高電平)。

3.3.3 電壓取樣電路的檢修

測試可調(diào)電阻R3的第三腳電壓值是否在2.5V左右,旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻時電壓值是否可變。

3.3.4 電壓比較電路的檢修

主要用萬用表測LM358的1腳電壓,觀察當(dāng)用手放到紅外發(fā)射管時LM358的1腳的電壓值(是否為低電平)和當(dāng)手移開紅外接收管上面時LM358的1腳的電壓值(是否為高電平)。

3.3.5 報警電路、LED顯示電路的檢修

可用電源地直接加在V1、V2的基極,看看是否報警和LED點亮。損壞的元件可能是9012和發(fā)光二極管。

4 總結(jié)

本文根據(jù)現(xiàn)有的芯片及技術(shù),運用數(shù)字電路和模擬電路知識,設(shè)計了一個簡單可用的紅外感應(yīng)式電路。電路也可以通過調(diào)節(jié)電位器的阻值,可增加輻射距離,這樣可將電路作為報警器使用。就熟悉元件、芯片屬性,深入領(lǐng)會理論知識,學(xué)會運用常用器件制作實用小電路,提高個人動手實踐能力,學(xué)會實際電子產(chǎn)品的設(shè)計流程而言,此電路設(shè)計已經(jīng)達(dá)到了目標(biāo)。

當(dāng)然,此電路還存在著一些缺陷。本電路是考慮在一個比較良好的外界環(huán)境下使用的,而且在電路的安全穩(wěn)定性方面也沒有做太多的深究,省略了一些保護(hù)性的元器件。但是從整個電路的設(shè)計過程和調(diào)試方式可以看出,此電路無論是基本原理、使用到的芯片的復(fù)雜度和各種元器件的數(shù)量,還是最后的連線布局,都是非常淺顯易懂的,而且器件都是非常常用、廉價的,也是值得推廣的。

參考文獻(xiàn)

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[3]吳建標(biāo).紅外線控制自動水龍頭的設(shè)計[J].工業(yè)設(shè)計,2016(04):20.

作者簡介

謝兆清(1982-),男,廣東省清遠(yuǎn)市人。大學(xué)本科學(xué)歷。畢業(yè)于湛江師范學(xué)院?,F(xiàn)為廣東省清遠(yuǎn)市技師學(xué)院電子技術(shù)中級講師。主要研究方向為智能電子產(chǎn)品設(shè)計。

篇5

1電源的處理組合

音響使用到電源有很多,從高到低有很多的降壓、穩(wěn)壓電路,所以我們在做線路圖的時候基本上也把它分開了。只是在選用降壓、穩(wěn)壓電路的時候,一定要考慮電路的承受工作電流。同一組電壓要供給不同模塊的時候最好加上磁珠分開。有時候,橋式整流電路濾出來的波形還不是很干凈,需要增加有源濾波電路,減少雜波。這樣對提高音響產(chǎn)品的性能指標(biāo)很關(guān)鍵。

2地線的處理組合

音響的地線處理比較講究,主要是由電流大引起的。一般情況下都是遵循電源從哪里來,地線就回到哪里去。比如一個5V的電源,它給CD部分供電,那么CD部分的地也要回到5V電源的地上,如果這個5V電壓是經(jīng)過12V降下來的,那么它的地也就再回到12V電源的地線上,都是一級一級串起來的,最后到總電源輸入的地上。DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINEIN輸入的地都應(yīng)該直接接入到功放的地線上。很多時候,我們畫功放電路都會想到單點接地,都想把所有地都接入到濾波電源的電容上,認(rèn)為這個地方的地是最干凈的,其實還是有局限性,我們以下面的圖紙來說明。假設(shè)電源部分的地的電壓是0V,由于功放的地到電源的地是有一定的阻抗的。假設(shè)是0.25R,流過它的電流是2A,那么功放的地就被抬高0.5V,從圖1中我們可以看出,如果AUX輸入的電壓是1V,如果AUX的地接到電源的地上,那么它相對與功放的地就只有1V-0.5V=0.5V了,這樣相當(dāng)于是AUX輸入的電壓是0.5V,嚴(yán)重地影響了功放的放大倍數(shù),而且由于AUX輸入的是音頻信號,電壓的幅度起伏不定,功放的電流波動也很大,也就造成功放的地不穩(wěn)定。這樣的功放放大出來的信號,聲音平淡,沒有動感。喇叭的地一定要接入到電源的地上,不能接在功放IC的地上。我們已經(jīng)知道,功放IC的地上是有一定電壓的,如果把喇叭的地接到這里,一來喇叭的輸出功率降低了,二來這樣做等于是把喇叭的地和功放的地接在一起,然后再串了一個電阻接入到電源的地,喇叭的地變得更加不穩(wěn)定,電壓起伏更加大。

3信號線的處理

在模擬功放里信號線已經(jīng)很少,一般只有聲道。在音頻輸入輸中間要用地線隔開,最好音頻線的兩邊要用地線包起來。LR聲道線上的濾波電容要離開得遠(yuǎn)些(在音頻信號幅度很大的時候,這點影響很明顯)。相隔太近,容易引起失真,串音。在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區(qū),在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫,從而減少銅鉑上的阻抗,一般是在地線上,或者音頻輸出線上。

4音響產(chǎn)品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產(chǎn)品使用到插件的物料很多,所以在焊接上可能還會使用到波峰焊,因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口,以便過波峰焊的時候,不至于出現(xiàn)連錫,但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。如果使用自插機(jī),則在電阻、電容會出現(xiàn)一個倒鉤,因此在這些元器件的內(nèi)側(cè)走線不能太近,而且也要加上絲引。

5認(rèn)證

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任何復(fù)雜的電路都是由一些基本的單元如:傳感器、開關(guān)、動作元件等組成的。而汽車的基本電路又是由這些單元有機(jī)結(jié)合而成,如果不了解這些基本電路的基本的工作原理,甚至連各種元件的電氣特性和電氣符號等基本知識也不清楚,還談什么識圖呢?同時還應(yīng)該掌握與該元件產(chǎn)品相關(guān)的基礎(chǔ)知識,如:起動系的組成及各部分的作用,或儀表的組成及各部分的作用等這也是最基本的要求。所以說無論看什么電路圖,首先必須掌握基礎(chǔ)電路知識,否則就會象一個目不識丁的人拿著一張百寶箱的開啟說明書一樣無計可施。二、找出電氣元件的主要通道

認(rèn)清電氣元件的主要通道是看懂一張電路圖的關(guān)鍵,任何一張電路圖都是為了實現(xiàn)某一特定功能而設(shè)計的,因此各電氣元件構(gòu)成電路圖存在必然的通道。在尋找電氣元件時就應(yīng)注意以下幾點:1、暫不考慮電源線、接地線和輸出部分相連的線;2、確定電氣元件的類別,是屬于起動系還是充電系,是EFI部分或SRS部分等等;3、在以電氣元件的輸入端為起點,一直走到輸出端;4、隨著電子技術(shù)的發(fā)展,集成電路已經(jīng)向大規(guī)模集成電路方向邁進(jìn),對于這類的電路圖,只需查找到他們的輸入和輸出,把各集成的輸入和輸出有序的連接起來這便是汽車電氣元件的主要通道。電氣元件的主要通道找到后,將元件的的流向用箭頭來表示各元件的關(guān)系。

三、基本單元的確定及功能的分析

電氣元件的主要通道確定后,就要從整張電路圖確定各個基本單元及分析其作用,如果是較復(fù)雜的電路圖,如:EFI系統(tǒng)的電路圖我們可以將整個電路圖分成幾個小部分,首先是確定輸入和輸出,中間應(yīng)具備那些基本單元,根據(jù)所掌握的基本理論知識,在這一分析中,輸出級應(yīng)視為關(guān)鍵,因為它是目的,而前面各級則是為了達(dá)到這一目的的條件和手段。例如:一臺汽車的收音機(jī),聽到節(jié)目的聲音是目的,也就是說音頻信號要有足夠的能量推動喇叭的紙盆振動。這樣如何得到某一電臺的信號便是輸入級要解決的問題。于是天線便是輸入級,而中放、低放就是中間單元。確定了各個基本單元后,這些基本單元由那些元件組成,采用什么樣的電路也由那些元件組成,采用什么樣的電路也就可以分析出來了。從而知道了它們的功能。對于集成電路所組成的電路圖來說,只需查一下手冊,各部分的功能就可以知道了。

四、分析元件的作用

元件指基本電路單元附近的一些元件,因此區(qū)分它們并不是很困難,特別是對集成塊所組成的電路圖更容易,接在管腳旁邊的元件即是。例如:汽車點火系統(tǒng)上分電器的電容器,這個電容器的作用是減少觸點的火花,增強(qiáng)次級高壓電的作用;例如:發(fā)電機(jī)上在外殼與電樞線之間安裝了一個電容器,這個電容器的作用是濾波。其他的例子在這里就不一一舉例了。因為為了實現(xiàn)某一特定的功能,采用的元件和電路的組成也就不同。可以根據(jù)具體的電路和所在的單元的功能分析它的作用。對于集成塊所組成的電路圖,只需要根據(jù)手冊查出各引腳的功能,則元件的作用也就隨之分析出來了。

五、直流電源的獲得

篇7

一、每種情況畫1條支路,各種情況都要用到的元件畫在干路中

初中物理的電路設(shè)計中,所設(shè)計的電路圖一般都是并聯(lián)(或混聯(lián))電路,很少有純粹的串聯(lián)電路.而且生活實例中往往敘述有幾種并列的現(xiàn)象.比如“前門開門與后門開門”兩種情況,“甲病床與乙病床” 兩種情況等.電路設(shè)計時一般都是依據(jù)“一種情況畫1條支路,每種情況都要用到的元件畫在干路中”來設(shè)計電路.

生活應(yīng)用實例1有一商品倉庫,后門進(jìn)貨、前門取貨,現(xiàn)有紅綠兩只燈泡和一個電鈴、一個電池組、兩個開關(guān),導(dǎo)線若干.請你為倉庫值班人員設(shè)計一個電路:電鈴響同時紅燈亮,表示取貨人在前門按開關(guān);電鈴響同時綠燈亮,表示送貨人在后門按開關(guān).要求畫出設(shè)計的電路圖.圖中標(biāo)明紅燈、綠燈及對應(yīng)的前門、后門開關(guān).

解析根據(jù)題意可知:1.綠燈與紅燈的工作情況互不影響,各自均可獨立工作,可知這兩盞燈應(yīng)該是并聯(lián)的;2.前門開關(guān)控制紅燈,后門開關(guān)控制綠燈,所以前門開關(guān)應(yīng)與紅燈在一條支路上,后門開關(guān)應(yīng)與綠燈在另一條支路上;3.無論紅燈亮或是綠燈亮?xí)r,電鈴均響,可知兩種情況都要用到電鈴,所以電鈴應(yīng)該畫在干路中.綜合以上分析,設(shè)計的電路圖如圖2所示.

類似的生活例子還有病床呼叫電路、甲乙雙方從兩地相互呼叫對方的電路等例子.

二、兩開關(guān)串聯(lián),表示兩個條件同時滿足,電路才會通

兩開關(guān)并聯(lián),表示只要有一個條件滿足,電路就會通.

當(dāng)兩個開關(guān)串聯(lián)時,要想電路接通,必須將兩個開關(guān)同時閉合.這個在現(xiàn)實中往往表現(xiàn)為生活中的兩個條件要同時滿足;而兩個開關(guān)并聯(lián)時,要想電路接通,則隨便其中哪個開關(guān)閉合電路都能接通,這個在現(xiàn)實中就表現(xiàn)為生活中的多個條件只要有一個滿足即可.

生活應(yīng)用實例2樓道聲光控延時開關(guān)電路.聲光控延時開關(guān)已廣泛應(yīng)用于住宅區(qū)的樓道、工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場所.小瑞家所在小區(qū)的樓道路燈也已用聲光控延時開關(guān)代替了按鈕開關(guān),只有在天黑以后,當(dāng)有人走過樓梯通道,發(fā)出腳步聲或其它聲音時,樓道燈會自動點亮,提供照明;在白天,即使有聲音,樓道燈也不會亮,從而達(dá)到節(jié)能的目的.請你設(shè)計出該聲光控延時開關(guān)電路.

解析根據(jù)題意可知,要想讓樓道路燈亮起來,必須同時滿足兩個條件.一是必須天黑(即光控開關(guān)閉合),二是必須要有聲響(即聲控開關(guān)也要閉合),屬于“兩個條件同時滿足,電路才會通”的情況,所以光控開關(guān)與聲控開關(guān)必須是串聯(lián)的,再串上路燈后接到家庭電路中.設(shè)計的電路如圖3所示.

生活應(yīng)用實例3“倉庫保管員系統(tǒng)”.某銀行金庫為防止單個職工進(jìn)入而發(fā)生盜竊行為,現(xiàn)要求對金庫大門進(jìn)行改裝.他們用電動機(jī)來帶動鐵門的運動,要驅(qū)動電動機(jī)工作,必須該銀行內(nèi)的三個保管員同時用各自的鑰匙插入對應(yīng)的鎖孔內(nèi)開鎖,(將各自的鎖打開相當(dāng)于將電路中的開關(guān)閉合),請根據(jù)要求,將圖4中的器材連接起來.

解析根據(jù)實際情況,要想把驅(qū)動機(jī)把金庫大門打開,必須同時滿足三個條件.即是三個保管員都要同時把鎖打開(即三個保管員控制的開關(guān)都要閉合).屬于“三個條件都要同時滿足,電路才會通”的情況,因此三個保管員控制的開關(guān)是串聯(lián)在一起的,設(shè)計的電路如圖5所示.

類似的生活例子還有實驗室柜鑰匙保管系統(tǒng)等電路都根據(jù)上述方法進(jìn)行電路的設(shè)計.

三、開關(guān)的特殊用法:開關(guān)與相應(yīng)的用電器并聯(lián)

開關(guān)的作用是控制用電器的工作.實際生活中,開關(guān)與被它所控制的用電器之間大都是串聯(lián)連接的.這樣,要讓該用電器工作,就閉合開關(guān);要讓該用電器停止工作,就把開關(guān)斷開.如果出現(xiàn)了“開關(guān)閉合,某用電器停止工作,而開關(guān)斷開時,該用電器反而工作”的現(xiàn)象,這明顯不是開關(guān)的常規(guī)用法,而是一種“特殊用法”.即開關(guān)不是與該用電器串聯(lián),而是與它并聯(lián).

生活應(yīng)用實例4請你為奶牛場設(shè)計一自動放養(yǎng)奶牛的裝置圖.要求:用細(xì)導(dǎo)線將牛群圍住,合上開關(guān)后,當(dāng)牛群在圈內(nèi)吃草時,小屋內(nèi)燈亮而鈴不響;當(dāng)有牛了圈住的細(xì)導(dǎo)線跑到圈外時,電鈴便會響起來,放牛的人能及時發(fā)現(xiàn).

解析根據(jù)上述要求可知,電路中的燈是一直亮著,起到提示電路在正常工作狀態(tài)的作用.而電鈴卻受到“圈住牛的細(xì)導(dǎo)線”的控制.但是它的控制情況與常規(guī)的控制不同:當(dāng)“圈住牛的細(xì)導(dǎo)線”沒斷(即相當(dāng)于開關(guān)閉合)時,電鈴是不響的(被“圈住牛的細(xì)導(dǎo)線”給短路了);而當(dāng)“圈住牛的細(xì)導(dǎo)線”被牛弄斷時(即相當(dāng)于開關(guān)斷開),電鈴反而響起來了(電流不能走細(xì)導(dǎo)線而只能通過電鈴形成通路了).根據(jù)題意設(shè)計出的電路如圖6所示.

類似的例子在很多電路設(shè)計題中都有出現(xiàn),當(dāng)某開關(guān)斷開時,燈L有亮,而當(dāng)這個開關(guān)閉合后,燈L反而熄滅了.這些都是屬于“開關(guān)的特殊用法”,即該開關(guān)與相應(yīng)的燈L并聯(lián).

四、從所有用電器都不能工作的那個條件出發(fā),再從個別用電器不能工作的那個條件出發(fā)設(shè)計電路

有很多電路設(shè)計題要求學(xué)生根據(jù)題目的條件或要求設(shè)計出合理的電路,解決這類問題時一定要抓住外部連接情況及對應(yīng)現(xiàn)象,逐步分析并畫出符合題意的電路結(jié)構(gòu),解決此類問題的步驟是:先從所有用電器都不能工作的那個條件出發(fā);再從個別用電器不能工作的那個條件出發(fā)來設(shè)計電路.

生活應(yīng)用實例5現(xiàn)有兩只燈泡L1和L2,三只開關(guān)S1、S2、S3和電源、開關(guān)、導(dǎo)線等元件,請根據(jù)下列要求設(shè)計出符合條件的電路.要求:(1)閉合S1、S2、S3時,L1和L2都亮;(2)閉合S1、S2時,L1亮,L2不亮;(3)閉合S1、S3時,L2亮,L1不亮;(4)閉合S2、S3時,L1、L2都不亮.

解析根據(jù)上述方法按下列步驟分析:首先必須從所有用電器都不能工作的那個條件出發(fā),即從第(4)個條件出發(fā).S2、S3都已經(jīng)閉合了,怎么兩燈都不亮呢?原來是S1還沒閉合,也就是說只要S1斷開,全部用電器都不能工作,這說明S1是總開關(guān),在干路中,控制整個電路.然后再從個別用電器不能工作的那個條件出發(fā)來,即從條件(2)或(3)出發(fā).由條件(2)可知,S3斷開,L2就不能工作;由條件(3)可知,S2斷開,L1就不能工作.說明S3控制L2,它倆在同一條支路中;S2就控制L1,它倆就在另一條支路中.而條件(1)我們在分析電路時用不上它,它只是起到一個檢驗電路正確與否的作用.最后整理設(shè)計出的電路如圖7所示.

篇8

關(guān)鍵詞: 電氣圖 識圖 要領(lǐng)

引言

隨著社會的發(fā)展,電氣圖的設(shè)計范圍越來越廣,越來越復(fù)雜多變。雖然我們培養(yǎng)的學(xué)生不用進(jìn)行復(fù)雜的電路設(shè)計,但必須懂得看圖安裝,懂得看圖維修,這就要求學(xué)生會識圖,能看圖。只有掌握了識圖的基本要求,熟悉了識圖的步驟,才能加快分析電路系統(tǒng)的速度,提高識圖的水平。

1.電氣識圖的基本要求和基本步驟

1.1電氣識圖的基本要求

1.1.1應(yīng)從簡單到復(fù)雜,循序漸進(jìn)地識圖。

一般來講,都要本著從易到難、從簡單到復(fù)雜的原則看圖。復(fù)雜的電路都是簡單電路的組合,從看簡單的電路圖開始,搞清每一電器元件的作用,理解電路的工作原理,為看復(fù)雜電路做準(zhǔn)備。

1.1.2應(yīng)具有電工、電子的基礎(chǔ)知識。

電工學(xué)主要涉及的就是電器和電路。電路通常分為主電路和輔助電路。主電路一般包括發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、熔斷器、電容器、電力電子器件和負(fù)載(如電動機(jī))等,輔助電路一般包括繼電器、儀表、指示燈、控制開關(guān)等。電器是電路不可缺少的組成部分。在電動機(jī)控制系統(tǒng)電路中,常常用到各種繼電器、接觸器和控制開關(guān)。識圖者應(yīng)了解這些器件的性能、原理、結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及在電路系統(tǒng)中的相互關(guān)系。

1.1.3要掌握和會用電氣符號。

有關(guān)電氣圖的電氣符號很多,要做到熟記會用,可從個人專業(yè)出發(fā),先熟讀會背各專業(yè)共用的和本專業(yè)的電氣符號,然后逐步擴(kuò)大范圍,掌握更多的電氣符號,為以后能讀懂跨專業(yè)的電氣圖做準(zhǔn)備。

1.1.4熟悉各類電氣圖的典型電路。

不管電路有多復(fù)雜,都是由典型電路派生來的,或是由若干個典型電路組合而成的。熟悉并掌握各種典型電路,有利于對復(fù)雜電路的理解,能在短時間內(nèi)將復(fù)雜電路分解成若干環(huán)節(jié),理清相互關(guān)系,抓住核心部分,從而看懂較復(fù)雜的電路。

1.1.5掌握各類電氣圖的繪制特點。

1.1.6了解涉及電氣圖的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

1.2電氣識圖的基本步驟

1.2.1詳細(xì)閱讀圖紙說明文件。

拿到圖紙后,首先仔細(xì)閱讀圖紙的主標(biāo)題欄和有關(guān)說明,結(jié)合已有的電工電子知識,對電氣圖的類型、性質(zhì)、作用有一個明確的認(rèn)識,從整體上理解圖紙的概況和電氣圖所要表述的重點。

1.2.2看系統(tǒng)圖和框圖。

系統(tǒng)圖和框圖表示了整體系統(tǒng)的基本組成、相互關(guān)系和主要特征,查看系統(tǒng)圖和框圖有助于我們對整體系統(tǒng)全面了解。

1.2.3詳細(xì)剖析電路圖。

電路圖是電氣圖的核心部分,也是最難理解的重點。首先,查看一下電路采用的電氣符號,了解電路各組成部分的作用,分清主次電路。其次,按照先主后次的順序進(jìn)行電路分析。分析主電路時,通常遵循從下往上的原則,即先從用電設(shè)備開始,經(jīng)控制元器件,順次往電源端看;分析次電路時,則遵循自上而下、從左至右的原則,先看主電源,再順次看各條支路,分析各條支路電器元件的工作情況及其對主電路的控制關(guān)系,注意電氣與機(jī)械結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系。

1.2.4電路圖和接線圖結(jié)合使用。

2.電氣圖的識圖方法及要領(lǐng)

常見的電氣圖大致分為供電系統(tǒng)電氣圖、機(jī)床控制電路圖和讀電動機(jī)控制系統(tǒng)電路圖三大類。對于任何一類電氣圖的識圖方法都是大同小異的。下面我們就以“電動機(jī)控制系統(tǒng)的電路圖”為例,簡要地介紹一下識圖方法和識圖要領(lǐng)。

2.1電氣圖的識圖方法

結(jié)合典型線路分析電路,即電動機(jī)控制系統(tǒng)按功能的不同分成若干局部電路。如果電路比較復(fù)雜,則可將與控制系統(tǒng)關(guān)系不大的照明電路、顯示電路、保護(hù)電路等輔助電路暫時放在一邊,先分析主要功能,再集零為整。

結(jié)合基礎(chǔ)理論分析電路,任何電氣控制系統(tǒng)無不建立在所學(xué)的基礎(chǔ)理論上,如電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速等是同電機(jī)學(xué)相聯(lián)系的;交直流電源、電氣元件以及電子線路部分又是和所學(xué)的電路理論及電子技術(shù)相聯(lián)系的。應(yīng)當(dāng)應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論分析電路及控制線路中元件的工作原理。

具體地說,電動機(jī)控制系統(tǒng)電路圖識圖的方法如下:

第一,看電路圖中的說明和備注,有助于了解該電路的具體作用。

第二,劃分電氣原理圖中的主電路、控制電路、輔助電路、交流電路和直流電路。

第三,從主電路著手,根據(jù)每臺電動機(jī)和執(zhí)行器件的控制要求去分析控制功能。分析主電路時,采用從下往上看,即從用電設(shè)備開始,經(jīng)控制元件,依次往電源看;分析控制電路時,采用從上往下、從左往右的原則,將電路化整為零分析局部功能。

第四,再分析輔助控制電路、連鎖保護(hù)環(huán)節(jié)等。

最后,將各部分歸納起來全面掌握。

2.2電氣圖的識圖要領(lǐng)

在閱讀電氣圖時,必須熟悉圖中各器件符號和作用。

閱讀主電路時,應(yīng)該了解主電路有哪些用電設(shè)備(如電動機(jī)),以及這些設(shè)備的用途和工作特點。并根據(jù)工藝過程,了解各用電設(shè)備之間的相互聯(lián)系,采用的保護(hù)方式等。在完全了解主電路的這些工作特點后,就可以根據(jù)這些特點再去閱讀控制控制電路。

閱讀控制電路時,一般先根據(jù)主電路接觸器主觸點的文字符號,到控制電路中去找與之相應(yīng)的吸引線圈,進(jìn)一步弄清楚電機(jī)的控制方式。這樣可將整個電氣原理圖劃分為若干部分,每一部分控制一臺電動機(jī)。另外控制電路一般是依照生產(chǎn)工藝要求,按動作的先后順序,自上而下、從左到右、并聯(lián)排列。因此讀圖時也應(yīng)當(dāng)自上而下、從左到右,一個環(huán)節(jié)、一個環(huán)節(jié)地進(jìn)行分析。

對于機(jī)、電、液配合得比較緊密的生產(chǎn)機(jī)械,必須進(jìn)一步了解有關(guān)機(jī)械傳動和液壓傳動的情況,有時還要借助于工作循環(huán)圖和動作順序表,配合電器動作來分析電路中的各種聯(lián)鎖關(guān)系,以便掌握其全部控制過程。

最后閱讀照明、信號指示、監(jiān)測、保護(hù)等各輔助電路環(huán)節(jié)。

對于比較復(fù)雜的控制電路,可按照先簡后繁、先易后難的原則,逐步解決。因為無論怎樣復(fù)雜的控制線路,總是由許多簡單的基本環(huán)節(jié)所組成。閱讀時可將他們分解開來,先逐個分析各個基本環(huán)節(jié),然后再綜合起來全面加以解決。

3.結(jié)語

對于電氣圖的識圖技巧,可以概括為十六字:從機(jī)到電、先“主”后“控”、化整為零、連成系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn):

[1]何利民.電氣制圖與讀圖[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.3.

篇9

論文摘要:本課題組設(shè)計制作了一款具有智能功能的小車,功能強(qiáng)大。小車具有以下幾個功能:可遙控小車的車速,方向,可按喇叭,小車的狀態(tài)用LED和數(shù)碼管顯示。 而小車的車速和轉(zhuǎn)的方向則是通過直流控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速來控制,以及PWM的占空比通過轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制顯示在數(shù)碼管上以顯示小車的車速。而本文即是設(shè)計了用89C51和74HC138等控制的直流電機(jī)實現(xiàn)脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速系統(tǒng),硬件電路實現(xiàn)了小車正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),加速,減速的功能,給出了程序流程圖程序及仿真結(jié)果。

1實習(xí)目的及意義

大學(xué)畢業(yè)實習(xí)是完整大學(xué)生活的一部分,是本科學(xué)生畢業(yè)前的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是成長為一名高級專門技術(shù)人才所得到專門實踐訓(xùn)練的重要手段。通過畢業(yè)實習(xí)可以使學(xué)生在畢業(yè)前有一定的職業(yè)意識、職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)經(jīng)驗,可以使學(xué)生能較深入地了解本專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)過程和管理知識,進(jìn)一步加深對所學(xué)專業(yè)理論知識的理解,進(jìn)一步熟悉實際電子產(chǎn)品研發(fā)的方法與過程,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及工程實際能力,為實際工作打下良好基礎(chǔ)。

(1)鞏固、聯(lián)系、充實、加深、擴(kuò)大所學(xué)知識基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識;

(2)提高運用所學(xué)知識來解決實際問題的能力;

(3)初步掌握專業(yè)設(shè)計工作的流程和方法;

(4)學(xué)習(xí)體會典型電子產(chǎn)品項目開發(fā)團(tuán)隊的角色構(gòu)成及團(tuán)隊角色協(xié)同工作技巧;

(5)學(xué)習(xí)典型的電子產(chǎn)品開發(fā)技術(shù);

(6)學(xué)習(xí)體驗課堂理論知識在實際工程項目中的應(yīng)用,積累項目實戰(zhàn)經(jīng)驗;

(7)感受電子產(chǎn)品研發(fā)對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)技能、綜合素質(zhì)的要求;

(8)加速由學(xué)生向員工的身份轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)同學(xué)的就業(yè)能力和信心;

(9)學(xué)習(xí)體會電子產(chǎn)品企業(yè)規(guī)范化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;碾娮赢a(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)流程、典型開發(fā)團(tuán)隊中人員角色設(shè)置。

2實習(xí)任務(wù)及要求

實習(xí)題目:紅外遙控小車

實習(xí)具體要求:

(1) 可遙控小車的車速、方向、可按喇叭,同時小車的狀態(tài)用LED燈和數(shù)碼管顯示。

(2) 獨立查資料,同時訂立方案,然后畫出原理圖及其相應(yīng)的PCB板,并且相關(guān)的程序并進(jìn)行仿真。

(3) 焊接電路板,下載源程序進(jìn)行調(diào)試。

3實習(xí)時間及地點

實習(xí)時間:2010年3月2日~2010年3月19日(3周)

實習(xí)地點:西華大學(xué)電氣信息學(xué)院專業(yè)實驗中心

4實習(xí)情況及完成情況

4.1主要芯片介紹

MCS—51系列單片機(jī)及其特點

(1)可靠性高:

因為芯片是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的,故抗干擾的能力優(yōu)于PC機(jī)。系統(tǒng)軟件(如:程序指令,常數(shù),表格)固化在ROM中,不易受病毒破壞。許多信號的通道均在一個芯片內(nèi),故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

(2)便于擴(kuò)展:

片內(nèi)具有計算機(jī)正常運行所必需的部件,片外有很多供擴(kuò)展用的(總線,并行和串行的輸入/輸出)管腳,很容易組成一定規(guī)模的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

(3)控制功能

具有豐富的控制指令:如:條件分支轉(zhuǎn)移指令,I/O口的邏輯操作指令,未處理指令。

(4) 使用性好

體積小,功耗低,價格便宜,易于產(chǎn)品化。

單片機(jī)的發(fā)展歷史簡介

(1)第一階段(1971年到1978年),以MCS-48系列為代表,稱4位單片機(jī)。在片內(nèi):CPU有四位或8位,ROM有4KB或8KB,RAM有64B或128B,只有并行接口,無串行接口,只有一個8位的定時/計數(shù)器,中斷源只有兩個。在片外,尋址范圍只有4K,芯片引腳只有40個。

(2)第2階段(1978年到1983年),以MCS-51系列為代表的成為8為單片機(jī):在片內(nèi):CPU有8位,ROM有4KB或8KB,RAM有256B或128B,只有并行接口,有串/并行接口,有2個或3個16位的定時/計數(shù)器,中斷源有5個至7個。在片外:尋址范圍有64KB,芯片引腳有40個。

(3)第3階段(1983以后),以MCS-96系列為代表,稱16位單片機(jī)。在片內(nèi):CPU有16位,ROM有8KB,RAM有232B,有串/并行接口,有4個16位的定時器,中斷源有8個,增加了D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路。在片外:尋址范圍有64KB,芯片引腳有48個或68個。

以上MCS-51系列以及優(yōu)良的性價比,在我過得到了廣泛的應(yīng)用。

4.2硬件模塊的設(shè)計

在本次的設(shè)計中,我們涉及的硬件模塊主要包括電源電路、串口電路、晶振電路、復(fù)位電路、顯示電路以及紅外收發(fā)電路組成。整體的組成框圖如圖4.1所示:

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4.1 硬件組成框圖

4.2.1電源電路的設(shè)計

這次的設(shè)計我們選擇用USB接口供電的電路圖,是因為用USB接口供電比較方便,并且在此次的設(shè)計中,USB僅作供電用,不參與與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。

在電路設(shè)計中,用LED燈來顯示電路是否通電,用一個開關(guān)制電源的通與斷。電源電路如圖4.2所示:

圖4.2 電源電路

4.2.2串口電路

RS-232C是美國電氣工業(yè)協(xié)會推廣使用的一種串行通信總路線標(biāo)準(zhǔn),是DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備,如微機(jī))和DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備,如CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的接口總線。RS-232C最大傳輸距離為15m,最高傳輸速率約20kbps,信號的邏輯0電平為+3V~+15V。邏輯1電平為-3V~-15V。RS-232信號線和DB-9引腳關(guān)系如表4.1所示。

表4.1 RS-232管腳功能表

符 號

名 稱

引 腳

DCD

RXD

TXD

DTR

GND

DSR

RTS

CTS

RI

接收信號載波檢測

數(shù)據(jù)接收線

數(shù)據(jù)發(fā)送線

DTE裝置數(shù)據(jù)就緒

公共地

DCE裝置就緒

請求發(fā)送

清除發(fā)送

振鈴指示

1

2

3

4

5

6

7

8

9

該產(chǎn)品是由德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v +10v,而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn),每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。MAX232是電荷泵芯片,可以完成兩路TTL/RS-232電平的轉(zhuǎn)換,它的的9、10、11、12引腳是TTL電平端,用來連接單片機(jī)的。

在設(shè)計中,若要使單片機(jī)和上位機(jī)進(jìn)行通信,則必須要考慮接口電路。由于單片機(jī)通過串口發(fā)送出來的是TTL邏輯電平(0V和5V),而計算機(jī)RS-232總線上輸入、輸出數(shù)據(jù)和控制信號為+12V左右的電壓,單片機(jī)要和PC的上位機(jī)通信就必須是電平一致,所以發(fā)送部分關(guān)鍵的部分是電平轉(zhuǎn)換和串口發(fā)送,電平轉(zhuǎn)換可以用模擬器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換,但是為了方便起見,本次設(shè)計采用的是集成芯片,一個芯片加上它的電路即可完成電平的轉(zhuǎn)換的工作。結(jié)構(gòu)簡單、方便容易,精確度高。本次所采用的是MAX232,我們要對其電路進(jìn)行設(shè)計。

MAX232是標(biāo)準(zhǔn)的串口通信接口,對于一般的雙向通訊,只需要使用串行輸入口RXD(第3腳)、串行輸出TXD(第2腳)和地線(第7腳)。該電路主要將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平注意:單片機(jī)的晶振選11.0592MHz,主要是讓其串口通信的初試化波特率時可更接近9600。MAX232邏輯電平的規(guī)定如表4.2, 其電路如圖4.3所示。

表4.2 邏輯電平表

邏輯值

電平幅值(V)

+3~+15

1

-3~-15

圖4.3 串行通訊電路

4.2.3晶振電路的設(shè)計

晶體震蕩電路是為單片機(jī)提供穩(wěn)定的11.0592MHZ的頻率。其電路圖如圖4.4所示:

圖4.4晶振電路

4.2.4復(fù)位電路的設(shè)計

復(fù)位電路可以在單片機(jī)不正常工作時,讓其復(fù)位,使其跳出錯誤的循環(huán),重新開始進(jìn)行新的運行。本次設(shè)計采用了如圖4.5的設(shè)計。

圖4.5 復(fù)位電路

4.2.5顯示電路的設(shè)計

此次設(shè)計我們要用到數(shù)碼管顯示電路和LED燈的顯示電路用以顯示小車狀態(tài)。數(shù)碼管顯示電路采用74LS138譯碼器來選擇控制數(shù)碼管的顯示,通過PNP三極管對輸出信號進(jìn)行放大來驅(qū)動數(shù)碼管的顯示。數(shù)碼管采用共陽極,顯示數(shù)據(jù)信息通過P2口傳輸給數(shù)碼管,這樣就能完成數(shù)碼管對小車狀態(tài)的顯示功能,其電路圖如圖4.6所示:

圖4.6 數(shù)碼管顯示電路

此次電路設(shè)計的顯示小車狀態(tài)的電路還有LED顯示電路,LED顯示電路采用74HC573鎖存器將P0口傳來的數(shù)據(jù)用以控制LED燈的亮滅,其電路圖如圖4.7所示:

圖4.7 LED顯示電路

4.2.6紅外收發(fā)電路的設(shè)計

該模塊使用一體化紅外接收頭,其電路如圖4.8所示。瓷片電容為去耦電容,DOUT即是解調(diào)信號的輸出端,直接與單片機(jī)的P3.7口相連。有紅外編碼信號發(fā)射時,輸出為檢波整形后的方波信號,并直接提供給單片機(jī)。

圖4.8 紅外收發(fā)電路

4.3軟件的設(shè)計

要對然間進(jìn)行設(shè)計,首先我們應(yīng)該考慮到紅外接收的波形,在熟悉了紅外接收的波形的基礎(chǔ)上,才好更進(jìn)一步的對然間進(jìn)行設(shè)計。圖4.9是這次設(shè)計所用的遙控板的紅外接收信號的波形圖:

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4.9 紅外接收波形圖

在搞清楚了紅外接收波形的原理以后,下面我們就可以開始設(shè)計本設(shè)計的程序了,圖4.10是本次設(shè)計的軟件流程圖:

該流程圖設(shè)計了P3.7口是否接收到低電平的判斷程序,解碼程序,遙控執(zhí)行程序等主要的軟件模塊。

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圖4.10 軟件流程圖

4.4系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩部分。

4.4.1硬件調(diào)試

在完成了電路板的焊接之后,我們首先要做的是硬件的調(diào)試。我們將電路板通過USB接上電源后,電源的顯示燈亮了,這表示此電路板已通上電了,把電源處的開關(guān)按下之后,指示燈熄滅,這表示此時可以通過電源處的開關(guān)來給電路板供電。

然后分別按下與單片機(jī)相連的八個開關(guān),對應(yīng)的LED燈也都亮了,除了第四個燈沒亮之外。因此我么就用萬用表分別挨著側(cè)了一下與這個LED相關(guān)的器件,發(fā)現(xiàn)是LED接反了,將其接正了之后,此LED就能正常顯示了。由于這個電路比較簡單,在加上我們焊接板子的時候比較仔細(xì),因此在硬件調(diào)試的時候沒有發(fā)現(xiàn)電路板有什么大的錯誤。

4.4.2軟件調(diào)試

Keil C是重要的軟件仿真軟件,對軟件的編寫有著重要的作用。

Keil C51 µVision2集成開發(fā)環(huán)境是Keil Software,Inc/Keil Elektronik GmbH開發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺,內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具,可以完成從工程建立到管理、編譯、鏈接、目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程尤其是C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平,而且可以附加靈活的控制選項,在開發(fā)大型項目時非常理想。Keil C51集成開發(fā)環(huán)境的主要功能有以下幾點:

µVision2 for Windows:是一個集成開發(fā)環(huán)境,它將項目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個功能強(qiáng)大的環(huán)境中;

C51國際際準(zhǔn)化C交叉編譯器:從C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊;

A51宏匯編器:從80C51匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊;

BL51鏈接器/定位器:組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊,生成絕對目標(biāo)模塊;

LIB51庫管理器:從目標(biāo)模塊生成連接器可以使用的庫文件;

OH51目標(biāo)文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器,從絕對目標(biāo)模塊生成Intel Hex文件;

RTX-51實時操作系統(tǒng):簡化了復(fù)雜的實時應(yīng)用軟件項目的設(shè)計。

這個工具套件是為專業(yè)軟件開發(fā)人員設(shè)計的,但任何層次的編程人員都可以使用,并獲得80C51單片機(jī)的絕大部分應(yīng)用。

Keil Software提供了一流的80C51系列開發(fā)工具軟件,下面描述每個套件及其內(nèi)容:

⑴PK51專業(yè)開發(fā)套件。PK51專業(yè)開發(fā)套件提供了所有工具,適合專業(yè)開發(fā)人員建立和調(diào)試80C51系列微控制器的復(fù)雜嵌入式應(yīng)用程序。專業(yè)開發(fā)套件可針對80C51及其所有派生系列進(jìn)行配置使用。

⑵DK51開發(fā)套件。DK51開發(fā)套件是PK51的精簡版,它不包括RTX51 Tiny實時操作系統(tǒng)。開發(fā)套件可針對80C51及其所以派生系列進(jìn)行配置使用。

⑶CA51編譯器套件。如果開發(fā)者只需要一個C編譯器而不需要調(diào)試系統(tǒng),則CA51編譯器套件就是最好的選擇。CA51編譯器套件只包含µVision2 IDE集成開發(fā)環(huán)境,CA51不提供µVision2調(diào)試器的功能。這個套件包括了要建立嵌入式應(yīng)用的所有工具軟件,可針對80C51及其所有派生系列進(jìn)行配置使用。

⑷A51匯編器套件。A51匯編器套件包括一個匯編器和創(chuàng)建嵌入式應(yīng)用所需要的所有工具。它可針對80C51及其所有派生系列進(jìn)行配置使用。

⑸RTX51實時操作系統(tǒng)(FR51)。RTX51實時操作系統(tǒng)是80C51系列微控制器的一個實時內(nèi)核。RTX51 Full提供RTX51 Tiny的所以功能和一些擴(kuò)展功能,并且包括CAN通信協(xié)議接口子程序。

一下是用KEIL C 運行本實驗程序的結(jié)果如圖4.11所示:

圖4.11 軟件調(diào)試圖

將用KEILC仿真程序所生成的HEX文件通過串行通信下載到單片機(jī)上之后,通過遙控板的控制,就可以實現(xiàn)此次設(shè)計的功能:按方向鍵的時候,相應(yīng)的LED亮,按檔位鍵的時候,數(shù)碼管分別顯示1、2、3,同時led還要閃爍。

5實習(xí)產(chǎn)品的功能及指標(biāo)參數(shù)

本次實習(xí)產(chǎn)品是紅外遙控小車,小車的功能:

(1)顯示小車的方向,車速,分別用LED燈和數(shù)碼管顯示了其狀態(tài);

(2)當(dāng)遙控板按下方向鍵時,相應(yīng)的LED燈會亮,以此表示小車的前行方向;

(3)當(dāng)按下遙控板的檔位鍵時,數(shù)碼管會分別顯示相應(yīng)的車速1、2、3,同時伴隨著LED燈的閃爍,以此表示小車在變速。

6總結(jié)與體會

通過三周的努力我們設(shè)計出了紅外遙控小車的設(shè)計、制作和調(diào)試的任務(wù)。雖然沒有真正的小車實物,但我們用了數(shù)碼管和LED燈來代替了小車的狀態(tài),通過遙控板對其進(jìn)行了控制。

在設(shè)計的過程中用到了單片機(jī),用到了Protel 99se。在Protel的界面中找到單片機(jī)芯片,畫出電源電路,復(fù)位電路,晶體振蕩電路,LED接口電路連線后實現(xiàn)PCB的轉(zhuǎn)換。做課程設(shè)計是為了讓我們對平時學(xué)習(xí)的理論知識與實際操作相結(jié)合,在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識并加以綜合提高,學(xué)會將知識應(yīng)用于實際的方法,提高分析和解決問題的能力。在做課程設(shè)計的過程中,我深深地感受到了自己所學(xué)到知識的有限,明白了只學(xué)好課本上的知識是不夠的,要通過圖書館和互聯(lián)網(wǎng)等各種渠道來擴(kuò)充自己的知識。同時我認(rèn)為我們的工作是一個團(tuán)隊的工作,團(tuán)隊需要個人,個人也離不開團(tuán)隊,只有在充分的分工合作中才可以事半功倍做到最好,所以必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

此次任務(wù)中主要做了下面幾點較突出的工作:

(1)通過查閱大量的相關(guān)資料,詳細(xì)了解了紅外遙控系統(tǒng)的原理,明確了研究目標(biāo)。

(2)通過本次畢業(yè)實習(xí)進(jìn)一步加深了對專業(yè)軟件的了解,并能夠靈活運用Protel 99se。

(3)通過此次畢業(yè)實習(xí)重新復(fù)習(xí)并進(jìn)一步學(xué)習(xí)了單片機(jī);熟練掌握了WORD軟件的使用。

同時此次實習(xí)中也存在很多的問題,特別是軟件方面對程序的編寫還比薄弱,編寫出的程序還不能完全實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。通過這次設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會服務(wù),從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。有了這次的設(shè)計經(jīng)驗,相信在以后的學(xué)習(xí)設(shè)計實踐過程中,我們可以做到更好。

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篇10

【關(guān)鍵詞】電子產(chǎn)品;調(diào)試工藝;調(diào)試設(shè)備;檢測方法

1.引言

電子產(chǎn)品裝配完成之后,必須通過調(diào)試才能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。裝配工作僅僅是把電子元器件按照電路要求連接起來,由于電路設(shè)計的近似性、元器件的離散性,在裝配過程中產(chǎn)生的各種參數(shù)的影響,使整機(jī)電路的各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計要求,因此,在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,調(diào)試是一個非常重要的環(huán)節(jié)。調(diào)試既是保證并實現(xiàn)電子設(shè)備功能和質(zhì)量的重要工序,又是發(fā)現(xiàn)電子設(shè)備的設(shè)計、工藝缺陷和不足的重要環(huán)節(jié)。

2.電子產(chǎn)品調(diào)試設(shè)備與內(nèi)容

2.1 電子產(chǎn)品調(diào)試的儀器選用原則

(1)在保證產(chǎn)品調(diào)整、測試性能指標(biāo)范圍前提下,應(yīng)選用要求低、結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)的儀器儀表,這樣既可以降低生產(chǎn)成本,又可操作簡單,提高調(diào)整、測試效率。

(2)測量儀器的工作誤差應(yīng)遠(yuǎn)小于被測參數(shù)所要求的誤差,一般誤差要求儀器誤差小于被測參數(shù)要求的1/10。

(3)儀器的測量范圍和靈敏度,應(yīng)符合被測電量的數(shù)值范圍。

(4)調(diào)試儀器量程的選擇,應(yīng)滿足測量精度的要求。指針式儀表選擇量程時,應(yīng)使被測量值指在滿刻度的2/3以上的位置;數(shù)字式儀表選擇量程時,應(yīng)使其測量值的有效數(shù)字位數(shù)盡量等于所指示的數(shù)字位數(shù)。

(5)測試儀器輸入阻抗的選擇,要求在接入被測電路后,應(yīng)不改變被測電路的工作狀態(tài),或者接入電路后所產(chǎn)生的測量誤差在允許范圍內(nèi)。

(6)測試儀器的測量頻率范圍(或頻率響應(yīng)),應(yīng)符合被測電量的頻率范圍(或頻率響應(yīng))。

2.2 電子產(chǎn)品的調(diào)試設(shè)備配置方案

常規(guī)的電子產(chǎn)品調(diào)試可配置下列儀器設(shè)備:

(1)信號發(fā)生器,用于各種測試信號,根據(jù)工作性質(zhì)選頻率及檔次。

(2)電壓測量儀器,用電壓表進(jìn)行電壓測量時,要根據(jù)被測信號的特點和被測電路的狀態(tài)正確選擇電壓表。

(3)示波器,通過將被測信號的時間波形顯示出來的同時,實現(xiàn)對被測信號的時間參數(shù)和電平參數(shù)的測量,具有直觀性。

(4)頻率測量儀器,如掃頻測量儀,用于測量網(wǎng)絡(luò)(電路)的頻率特性。

(5)信號分析儀器,用于測量信號非線性失真度、信號頻譜特性等的儀器。

2.3 特定電子產(chǎn)品所需要的檢測儀器

對于特定電子產(chǎn)品的調(diào)試,又可分為兩種情況:

(1)小批量多品種,一般以通用或?qū)S脙x器組合,再加上少量自制接口、輔助電路構(gòu)成,即可以完成對產(chǎn)品的調(diào)試工作。

(2)大批量生產(chǎn),應(yīng)以專用和自制設(shè)備為主,強(qiáng)調(diào)高效和操作簡單。

專用調(diào)試儀器是為一個或幾個電子產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試而專門設(shè)計的,其功能單一,可檢測產(chǎn)品的一項或幾項參數(shù),如電冰箱測漏儀等。

通用調(diào)試儀器是針對電子設(shè)備的一項電參數(shù)或多項電參數(shù)的測試而設(shè)計的,可檢測多種產(chǎn)品的參數(shù),例如示波器、函數(shù)發(fā)生器等。

2.4 電子產(chǎn)品的調(diào)試內(nèi)容

調(diào)試工作包括調(diào)整和測試兩個部分。調(diào)整主要是指對電路參數(shù)的調(diào)整。即對整機(jī)內(nèi)可調(diào)元、器件及電氣指標(biāo)有關(guān)的調(diào)諧系統(tǒng)、機(jī)械傳動部分進(jìn)行調(diào)整,使之達(dá)到預(yù)定的功能和性能要求。測試是在調(diào)整的基礎(chǔ)上,對整機(jī)的各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)地測試,使電子產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)定的要求。調(diào)試工作的內(nèi)容有以下幾點:

(1)明確電子產(chǎn)品調(diào)試的目的和要求。

(2)正確合理地選擇和使用測試儀器儀表。

(3)按照調(diào)試工藝對電子產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整和測試。

(4)運用電路和元器件的基礎(chǔ)理論知識去分析和排隊調(diào)試中出現(xiàn)的故障。

(5)對調(diào)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

(6)編寫調(diào)試工作報告,提出改進(jìn)意見。

調(diào)試是對裝配技術(shù)的總檢查,裝配質(zhì)量越高,調(diào)試的直通率就越高,各種裝配缺陷和錯誤都會在調(diào)度中暴露。調(diào)試又是對設(shè)計工作的檢驗,凡是在設(shè)計時考慮不周或存在工藝缺陷的地方,都可以通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn),并為改進(jìn)和完善產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)。

簡單的小型整機(jī),比如我們后續(xù)要調(diào)試的半導(dǎo)體收音機(jī),調(diào)試工作簡便,一般在裝配完成之后,可直接進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。而復(fù)雜的整機(jī),調(diào)試工作較為繁重,通常先對單元板或分機(jī)進(jìn)行調(diào)試,達(dá)到要求后,進(jìn)行總裝,最后進(jìn)行整機(jī)總調(diào)。

調(diào)試工作一般在裝配車間進(jìn)行,嚴(yán)格按照調(diào)試工藝文件進(jìn)行調(diào)試。比較復(fù)雜的大型產(chǎn)品,根據(jù)設(shè)計要求,可在生產(chǎn)廠進(jìn)行部分調(diào)試工作或粗調(diào),然后,在安裝場地或試驗基地,按照技術(shù)的要求進(jìn)行最后安裝及全面調(diào)試工作。

2.5 電子產(chǎn)品的調(diào)試程序

調(diào)試程序大致如下:

(1)通電前的檢查工作

對照原理圖對裝接好的整機(jī)再次進(jìn)行檢查,檢查插件是否正確,焊接是否虛焊和短路,各儀器連接及工作狀態(tài)是否正確,從而有效地減小元件損壞,提高調(diào)試效率。首次調(diào)試,還要檢查各儀器能否正常工作,驗證其精確度。

(2)通電檢查

先置電源開關(guān)于“關(guān)”位置,檢查電源變換開關(guān)是否符合要求(是交流220V還是110V)、熔絲是否裝入,輸入電壓是否正確,然后插上電源開關(guān)插頭,打開電源開關(guān)通電。

接通電源后,電源指示燈亮,此時應(yīng)注意有無放電、打火、冒煙現(xiàn)象,有無異常氣味,手摸電源變壓器有無過熱現(xiàn)象,若有這些異?,F(xiàn)象,應(yīng)立即停電檢查,直到排除故障后方能重新通電。另外,還應(yīng)檢查各種保險、開關(guān)、控制系統(tǒng)是否起作用,各種風(fēng)冷水準(zhǔn)系統(tǒng)能否正常工作。

(3)電源調(diào)試

電子產(chǎn)品中大都具有電源電路,調(diào)試工作首先要進(jìn)行電源部分的調(diào)試,才能順利進(jìn)行其他項目的調(diào)試。電源調(diào)試通常分為兩個步驟:

(a)電源空載粗調(diào)。電源電路的調(diào)試,通常先在空載狀態(tài)下進(jìn)行,切斷該電源的一切負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。其目的是避免因電源電路未經(jīng)調(diào)試而加載,引起部分元器件的損壞。

(b)電源加負(fù)載時的細(xì)調(diào)。在粗調(diào)正常的情況下,加上額定負(fù)載,再測量各項性能指標(biāo),觀察是否符合額定的設(shè)計要求,當(dāng)達(dá)到要求的最佳值時,選定有關(guān)調(diào)試元件,鎖定有關(guān)電位器等調(diào)整元器件,使電源電路具有加載時所需的最佳功能狀態(tài)。

3.電子產(chǎn)品的檢測方法

3.1 觀察法

觀察法是通過人感官的感覺對故障原因進(jìn)行判斷的方法。這是一種最簡單、最安全的方法,也是各種儀器設(shè)備通用的檢測過程的第一步。觀察法又可分為靜態(tài)觀察法和動態(tài)觀察法兩種。

3.1.1 靜態(tài)觀察法

靜態(tài)觀察法又稱為不通電觀察法。靜態(tài)觀察,要先外后內(nèi),循序漸進(jìn)。在不通電的情況下,儀器設(shè)備面板上的開關(guān)、旋鈕、刻度盤、插口、接線柱、探測器、指示電表、顯示裝置、電源插線和熔絲管插塞等都可以用觀察法來判斷有無故障。對儀器的內(nèi)部元器件、零部件、插座、電路連線、電源變壓器和排氣風(fēng)扇等也可以用觀察法來判斷有無故障。觀察元器件有無燒焦、變色、漏液、發(fā)霉、擊穿、松脫、開焊和短路等現(xiàn)象,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),應(yīng)立即予以排除,通常就能修復(fù)設(shè)備。

3.1.2 動態(tài)觀察法

動態(tài)觀察法也稱通電觀察法。即在設(shè)備通電的情況下憑感官的感覺對故障部位及原因進(jìn)行判斷,是查找故障的重要檢測方法。通電觀察法特別適用于檢查元器件跳火、冒煙、有異味、燒熔絲等故障。為了防止故障的擴(kuò)大,以及便于反復(fù)觀察,通常要采用逐步加壓法來進(jìn)行通電觀察。

3.2 測量電阻法

測量電阻法是在設(shè)備不通電的情況下,利用萬用表的電阻檔對設(shè)備進(jìn)行檢查,測量電子元器件或電路各點之間電阻值來判斷故障的方法。

對電路中的晶體管、場效應(yīng)晶體管、開關(guān)、接插件、導(dǎo)線、印制板導(dǎo)電圖形的通斷及電阻器的變質(zhì),電容器短路,電感線圈斷路等故障都可以用測量電阻法進(jìn)行判斷。維修時,先采用“測量電阻法”,對有疑問的電路元器件進(jìn)行電阻檢測,可以直接發(fā)現(xiàn)損壞和變值的元器件,對元器件和導(dǎo)線虛焊等故障也是非常有效而且快捷的檢測方法。

采用“測量電阻法”時,可以用萬用表的Rx1檔檢測通路電阻,必要時應(yīng)將被測點用小刀刮干凈后再進(jìn)行檢測,以防止因接觸電阻過大造成錯誤判斷。

采用“測量電阻法”時應(yīng)注意以下情況:

(1)不能在儀器設(shè)備接退電源的情況下檢測各種電阻。

(2)檢測電容器時應(yīng)先對電容進(jìn)行放電,然后脫開電容的一端再進(jìn)行檢測。

(3)測量電阻元件時,如電阻和其他電路連通的情況下,應(yīng)脫開被測電阻的一端,然后再進(jìn)行檢測。

(4)對于電解電容和晶體管的檢測,應(yīng)注意測試表筆的極性,不能搞錯。

(5)萬用表電阻檔的檔位選擇要適當(dāng),否則不但檢測結(jié)果不正確,甚至?xí)p壞被測元器件。

3.3 測量電壓法

測量電壓法是指用萬用表的電壓檔測量被修儀器的各部分電路電壓、元器件的工作電壓并與設(shè)備正常運行時的電壓值進(jìn)行比較,以判斷故障所在部位的檢測方法。

檢查電子設(shè)備的交流供電電源電壓和內(nèi)部的直流電源電壓是否正常,是分析故障原因的基礎(chǔ),所以在檢修電子儀器設(shè)備時,應(yīng)先測量電源電壓,往往會發(fā)現(xiàn)問題,查出故障。

對于已確定電路故障的部位,也需要進(jìn)一步測量應(yīng)電路中的晶體管、集成電路等各管腳的工作電壓,或測量電路中主要節(jié)點的電壓,看數(shù)據(jù)是否正常,也有利于發(fā)現(xiàn)故障和分析故障原因。因此,當(dāng)被修儀器設(shè)備的技術(shù)說明書呀,附有電路工作電壓數(shù)據(jù)表、電子元器件引腳的對地電壓值、電路上重要節(jié)點的電壓值等維修資料時,應(yīng)先采用測量電壓法進(jìn)行檢測。

3.4 波形觀察法

對于直流狀態(tài)正常而交流狀態(tài)不正常的電子設(shè)備,采用示波器觀察信號通路各點的波形,以此來判斷電路中各元器件是否損壞和變質(zhì)是最直觀、最有效的故障檢測方法。

波形法能夠檢測電路的動態(tài)是否正常。用波形法檢測振蕩電路時不需要外加任何信號,而檢查放大、整形、變頻、調(diào)制和檢波等有源電路時,則需要把信號源的標(biāo)準(zhǔn)信號反饋到電路的輸入端。通過波形法檢查多級放大器的增益下降、波形失真、波形參數(shù)等找出故障原因。用掃頻儀來觀察頻率特性也可以歸屬為波形法。

應(yīng)用波形觀察法要注意:

(1)對電路高壓和大幅度脈沖部位一定要注意不能超過示波器的允許電壓范圍,必要進(jìn)采用高壓探頭或?qū)﹄娐酚^測點采用分壓取樣等措施。

(2)示波器接入電路時本身輸入阻抗對電路也有一定的影響,特別在測量脈沖電路時,要采用有補(bǔ)償作用的10:1探頭,否則觀測的波形與實際不符。

3.5 替代法

替代法是指對可疑的元器件、部件、插板、插件等用同類型的部件通過替換來查找故障的檢測方法。

在檢修電子儀器設(shè)備時,如果懷疑某個元器件有問題但又不能通過檢測給出明確的判斷,就可以使用與被懷疑器件同型號的元器件,暫時替代有疑問的元器件。若設(shè)備的故障現(xiàn)象消失,說明被替代元器件有問題。若替換的是某一個部件或某一塊電路板,則需要再進(jìn)一步檢查,以確定故障的原因和元器件。替代法對于縮小檢測范圍和確定元器件的好壞很有效果,特別是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子儀器設(shè)備進(jìn)行檢查時最為有效。

替代法比較適用于電容器失效及參數(shù)下降、晶體管性能變壞、電阻器變值及電感線圈Q值下降等故障的排除。

隨著電子儀器設(shè)備所用元器件的集成度增大,智能化儀器設(shè)備迅速增多,使用替代法進(jìn)行檢查越來越具有重要的地位。在進(jìn)行具體操作時,要脫開有疑問的有源元器件,使用好的元器件來替代,然后開機(jī)觀察儀器的反應(yīng)。對于開路有疑問的電阻和電容等元件,可使用好的元器件直接在板上進(jìn)行并聯(lián)焊接,以確定該元件的好壞。

在進(jìn)行元器件替代后,若故障現(xiàn)象仍存在,說明被替代的元器件或單元部件沒有問題,這也是確定某個元器件或某個部件正常的一種方法。

在進(jìn)行替代元器件的過程中,要切斷儀器設(shè)備的電源,嚴(yán)禁帶電進(jìn)行操作,以免發(fā)生危險。

3.6 信號注入法

信號注入法是將一定頻率和幅度的信號逐級輸入到被檢測的電路中,或注入儀器設(shè)備到可能存在故障的有關(guān)電路中,然后利用自身的指示器或外接示波器、電壓表等測出輸出的波形或數(shù)據(jù),作出邏輯判斷的一種檢測方法。在檢測中哪一級沒有通過信號,故障就在該級單元電路中。

對于本身不帶信號產(chǎn)生電路或信號產(chǎn)生電路有故障的信號處理電器,采用信號注入法是有效的檢測方法。

用信號注入法檢測故障時有兩種檢測方法:

(1)順向注入法,它是將信號從電路的輸入端輸入,然后用示波器、電壓表逐級進(jìn)行檢測,測量出各級電路的輸出波形和輸出電壓,從而判斷出故障部位。

(2)逆向注入法,它是將信號從后級逐級往前輸入,示波器、電壓表接在輸出端,從而查出故障部位。

在檢測故障的過程中,有時只用一種方法不能解決問題,要根據(jù)具體情況采用不同的檢測方法。無論采用哪種方法,都應(yīng)遵循以下的順序原則:先外后內(nèi)、先粗后細(xì)、先易后、先常見后稀少。

4.電子產(chǎn)品靜態(tài)調(diào)試

測量靜態(tài)工作點就是測量各級直流工作電壓和電流。

4.1 供電電源靜態(tài)電壓調(diào)試

電源電壓是各級電路靜態(tài)工作點是否正常的前提,若電源電壓偏高或偏低都不能測量出準(zhǔn)確的靜態(tài)工作點。電源電壓若可能有較大起伏,最好先不要接入電路,測量其空載和接入假負(fù)載時的電壓,待電源電壓輸出正常后再接入電路。

4.2 晶體管靜態(tài)工作點的調(diào)整

調(diào)整晶體管的靜態(tài)工作點就是調(diào)整它的偏置電阻,使它的集電極電流達(dá)到電路設(shè)計要求的數(shù)值。調(diào)整一般是從最后一級開始,逐級往前進(jìn)行。調(diào)試是要注意靜態(tài)工作點的調(diào)整應(yīng)在無信號輸入時進(jìn)行,特別是變頻級,為避免產(chǎn)生誤差,可采取臨時短路振蕩的措施。各級調(diào)整完畢后,接退所有各級的集電極電流檢測點,即可用電流表檢測整機(jī)靜態(tài)電流。

集電極靜態(tài)電流的測量方法有兩種:

(1)直接測量法

把集電極焊接銅皮斷開,然后串入萬用表,用電流檔測量其電流。

(2)間接測量法

通過測量晶體管集電極電阻或發(fā)射極電阻的電壓,然后根據(jù)歐姆定律I=U/R,計算出集電極靜態(tài)電流。

4.3 集成電路靜態(tài)的調(diào)整

由于集成電路本身的特點,其“靜態(tài)工作點”與晶體管不同,一般情況下,集成電路各腳對地電壓反映了其內(nèi)部工作狀態(tài)是否正常,因此只要測量各腳對地電壓值,與正常數(shù)值進(jìn)行比較,就可判斷其“工作點”是否正常。有時還需要對整個集成塊的功耗進(jìn)行測試,除判斷其能否正常工作外,還能避免可能造成電路元器件的損壞,需要測量其靜態(tài)工作電流。測量時可斷開集成電路供電引腳銅皮,串入萬用表,使用電流檔來測量出電流值,計算所出耗散功率。若集成塊用雙電源供電(即正負(fù)電源),則應(yīng)分別進(jìn)行測量,得出總的耗散功率。

對于數(shù)字集成電路往往還要測量其輸出電平的大小,來判斷其性能的好壞。

模擬集成電路種類繁多,調(diào)整方法不一,以使用最廣泛的集成運放為例,除一般直流電壓測試外,使用中還要進(jìn)行零位調(diào)整。

5.電子產(chǎn)品動態(tài)調(diào)試

5.1 測試電路動態(tài)工作電壓

測試晶體管b、e、c極和集成電路各引腳對地的動態(tài)工作電壓,動態(tài)電壓與靜態(tài)電壓同樣是判斷電路是否正常工作的重要依據(jù),例如有些振蕩電路,當(dāng)電路起振時測量Ube直流電壓,萬用表指針會出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,利用這一點可判斷振蕩電路是否起振。

5.2 波形的觀察與測試

波形的測試與調(diào)整是電子產(chǎn)品調(diào)試工作的一項重要內(nèi)容。各種整機(jī)電路中都有波形產(chǎn)生、變換和傳輸?shù)碾娐?。通過對波形的觀測來判斷電路工作是否正常,已成為測試與維修中的主要方法。觀察波形使用的儀器是示波器。通常觀測的波形是電壓波形,有時為了觀察電流波形,可通過測量其限流電阻的電壓,再轉(zhuǎn)成電流的方法來測量或使用電流探頭。

利用示波器進(jìn)行調(diào)試的基本方法,是通過觀測各級電路的輸入端和輸出端或某些點的信號波形,來確定各級電路工作是否正常。若電路對信號變換處理不符合技術(shù)要求的,則要通過調(diào)整電路元器件的參數(shù),使其達(dá)到預(yù)定的技術(shù)要求。

這里需要注意的是,電路在調(diào)整過程中,相互之間是有影響的。例如在調(diào)整靜態(tài)電流時,中點電位可能會發(fā)生變化,這就需要反復(fù)調(diào)整,以求達(dá)到最佳狀態(tài)。

示波器不僅可以觀察各種波形,而且還可以測試波形的各項參數(shù),如幅度、周期、頻率、相位、肪沖信號的前后沿時間、脈沖寬度以及調(diào)幅信號的調(diào)制等。

用示波器觀測波形時,示波器上限頻率應(yīng)高于測試波形的頻率。對于脈沖波形,示波器的上升時間還必須滿足要求。

5.3 頻率特性的測試與調(diào)整

頻率特性的測試是整機(jī)測試中的一項主要內(nèi)容,如收音機(jī)中頻放大器頻率特性測試的結(jié)果反映收音機(jī)選擇性的好壞。電視機(jī)接收圖像質(zhì)量的好壞主要取決于高頻調(diào)諧器及中放通道頻率特性。所謂頻率特性是指一個電路對于不同頻率、相同幅度的輸入信號(通常是電壓)在輸出端產(chǎn)生的響應(yīng)。

測試電路頻率特性的方法一般有兩種:一是點頻法(又稱插點法),二是掃頻法。

5.3.1 點頻法

就是通過逐點測量一系列規(guī)定頻率點上的網(wǎng)絡(luò)增益(或衰減)來確定幅頻特性曲線的方法。測試時寶石輸入電壓不變,逐點改變信號發(fā)生器的頻率,并記錄個點對應(yīng)輸出的數(shù)值。點頻法的優(yōu)點是準(zhǔn)確度高,缺點是繁瑣費時,而且可能因頻率間隔不夠密,兒漏掉被測頻率中某些細(xì)節(jié)。

5.3.2 掃頻法

利用一個掃頻信號發(fā)生器取代了點頻法中的正弦信號發(fā)生器,用示波器取代了點頻法中的電壓表而組成的。掃頻測量法簡單、速度快,可以實現(xiàn)頻率特性測量的自動化。由于掃頻信號的頻率變化是連續(xù),不會象點頻法由于測量的頻率點不夠密而遺漏某些被測特性的細(xì)節(jié)。反映的是被測網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特性。測量的準(zhǔn)確度比點頻法低。

6.結(jié)語

綜上所述,我們即可對于電子設(shè)備等進(jìn)行調(diào)試,通過調(diào)試過程,使電路的各項性能指標(biāo)達(dá)到要求,使系統(tǒng)能夠正常的工作。

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