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文檔簡介
1、實訓工程一 常用電工電子儀器儀表的使用一. 實訓目的與要求(1) 了解雙蹤示波器 . 低頻信號發生器 .穩壓電源晶體管 . 毫伏表與萬用 表的原理框圖和主要技術指標。(2) 掌握用雙蹤示波器測量信號的幅度和頻率。(3) 掌握晶體管毫伏表的正確使用方法。(4) 掌握萬用表的正確使用方法。二. 實訓儀器(1) 雙蹤示波器;(2) 低頻信號發生器;(3) 直流穩壓電源;(4) 晶體管毫伏表;(5) 數字式(或指針式)萬用表。三. 電測量指示儀表簡介1) 磁電系測量機構:它的固定局部由永久磁鐵和處在磁極中間的圓柱行鐵 心構成。優點:準確度高.刻度均勻.阻尼強與消耗能量小, 可制成 0.1-0.5 級的
2、儀表;缺點:只能用來測量直流 , 結構復雜,價格較貴,過載能力小。2) 電磁系儀表 : 它屬于推斥類型,并且它的固定局部是由圓形線圈和裝在 線圈部的磁電系測量機構鐵片組成的。可動局部那么是由裝在轉軸上的鐵片 指針. 彈簧游絲等部件組成。3) 電動系儀表:電動系測量機構的固定局部是兩個平行排列的固定線圈; 可動局部由轉軸 .固定在轉軸上的可動線圈 .指針 .阻尼翼片以與游絲組成。四. 常用電子儀器的使用各儀表的功能如下 :1. 直流穩壓電源是把交流電源轉換成直流電源的裝置,在實訓中可為電子 電路提供工作電源。2. 示波器可用來觀察電路中各測試點的波形,監測電路的工作情況,也可 用于測量小信號的周
3、期 .幅度. 相位差與觀察電路的特性曲線等。3. 低頻信號發生器為測量電路提供各種頻率 . 幅度. 與波形的輸入信號。4. 晶體管毫伏表用于測量電路的輸入 . 輸出信號的有效值。5. 數字式或指針式萬用表一般用于測量電路的靜態工作點和直流信號。6. 晶體管特性分析儀用于對晶體管的特性與參數的測量。五. 萬用表的根本原理與使用1、萬用表的組成指示局部 . 測量電路 . 轉換裝置三局部與一般使用方 法.1指示局部 :俗稱表頭,用于指示被測電量的數值“指示局部是萬用 表的關鍵,其重要性如靈敏度,精確等級等都決定于表頭的性能。2測量電路 :是把被測的電量轉化為適合于表頭的微小信號, 再通過“轉 換裝置
4、轉換成能夠驅動指示局部所需的信號。3轉換裝置 :通過轉換裝置可實現萬用表的各種測量類型和量程的選擇。 轉換裝置包括轉換開關 .接線柱 .輸入插孔等;轉換裝置有固定觸電和活動 觸點。測量時,改變開關的位置,即可接通相應的觸電,實現相應的測量 功能2、指針式萬用表使用萬用表測量的一般方法和步驟 1根據被測電量的類型電壓和電流 ,將轉換開關置于相應的位置, 然后確定測量的量程。 2測量電壓,電流時所選量程最好使指針偏轉在1/2 以上位置。3指針式萬用表的測試表棒有正、負之分,測試電路的電量時,連接 應正確;即紅表棒電路中電壓的正極標有“+號的位置,黑色表棒接電路中電壓的負極標有“ - 號的位置。如反
5、接可能會導致表頭指針反 向偏轉,嚴重時會損壞表頭 。4測量電壓時,兩表筆與被測電路測試局部并聯相接;測量電流時, 那么與被測電路測試局部串聯相接;測量電阻的阻值時,兩表筆于電阻的兩 端相連;而測量晶體管、電容等的參數時,那么應將其端子插入萬用外表板 上的指定插孔。在測量電阻值時,萬用表在更換每一次量程時,應先調零 兩表筆短接,調整調零旋鈕,使指針指在零點 ,然后再測試。5萬用表的表盤上有多條表尺度,讀數時應根據被測電量,觀看對應 的表尺度,與量程擋聯合讀出正確的測量數值。六、實訓容與步驟:1、穩壓電源的使用:接通電源幵關,調節電壓旋鈕使兩路電源分別輸出 +3V和+12V,用數字式 或指針式萬用
6、表“ DCV擋測量輸出電壓的值。分別使輸出為+20V,+15V - 1 5V ,重復上面過程。2、低頻信號發生器與晶體管毫伏表的使用(1) 信號發生器輸出頻率的調節方法 按下“頻率圍波段開關,配合面上的“頻率調節旋鈕可使 信號發生器輸出頻率在1Hz2MHZ勺圍改變。(2) 信號發生器輸出幅度的調節方法:調節儀器“輸出衰減(20dB40dB) 波段開關和“輸出調節電位器,便可在輸出端得到所需勺電壓,其輸出010V的圍。(3) 低頻信號發生器與毫伏表的使用:將信號發生器頻率旋鈕調至1kHz調節“輸出調節旋鈕,使輸出電壓為5 V左右的正弦波,分別置分貝衰減幵關于0 dB、-20dB、-40dB、-6
7、0dB擋,用毫伏表n分別測相應的電壓 值.3、示波器的使用(1) 使用前的檢查與校準:a) 先將示波器面上各鍵置于如下位置:“觸發方式位于觸發;HD C,GND,AC幵關位于AC ;高頻,常態,自動幵關位于自動位 置;然后用同軸電纜將校準信號輸出端與 CHI 通道的輸入端相連,開啟電 源屏上顯示幅度為1V周期為1ms的方波。調節“亮度和“聚焦。b) 交流信號電壓幅值的測量: 使低頻信號發生器信號頻率為 1kHz、信號幅 度為5V,適中選擇示波器靈敏度選擇幵關“ V/div 的位置,是示波器屏 上能觀察到完整、 穩定的正弦波, 那么此時上縱向坐表示每格的電壓伏特數, 根據波形讀出電壓的數值,按要
8、求測值填下表。輸出衰減db0-20dB-40dB-60dB示 波器v/div 位置50.50.050.005峰峰波形高度格110.80.8峰峰電壓值v5555電壓有效值V2.882.882.882.882信號頻率的測量: 將示波器掃描速率中的“微調置于校準位置,按 要求的頻率,由信號發生器輸出信號,用示波器測出其周期,再計算頻率, 并將所測結果與頻率比擬。信號頻率11550100Hz掃描速度v/div11122一個周期占有水平格數23.8222信號頻率0.5ms50us50us10us5us實訓工程二:焊接根本原理和技術一、實訓要求1. 了解各種焊接工具的名稱、型號、規格、用途。掌握其使用方法
9、與電烙鐵的故障檢修。2. 熟悉電子元件的安裝方法與安裝形式,引腳的處理與成型。3. 通過課堂練習提高焊接技術。二、焊接的根本原理焊接是使金屬連接的一種方法,一般利用加熱的手段,在兩種金屬的 接觸面,通過焊接材料的院子或分子的相互擴散作用,使兩種金屬件形成 一種永久的牢固結合。如果在焊接的過程中需要融入第三種物質,那么成為“釬焊,所加熔上去的第三種物質成為“焊料。按焊料熔點的上下又將 釬焊分為硬釬焊和軟釬焊,通常以 450攝氏度為界,低于450度的成為軟 釬焊。電子產品安裝工藝中的焊接就是軟釬焊的一種,主要用錫,鉛等低 熔點合金做焊料,因此俗稱錫焊。要形成擴散,必須滿足一下幾個條件:1兩金屬外表
10、能充分接觸,中間沒有雜質隔離例如氧化膜,油污等2溫度足夠高。3時間足夠長。在冷卻的過程中,兩個焊手的位置必須相對固定。在凝固的瞬間不能 有任何外力所造的位移產生,一邊熔融的金屬在凝固時有時機重新生成其特定的晶相結構,使得焊接部位保持應有的機械強三、焊接工具、焊料與焊劑1、焊接工具1) 電烙鐵常用的電烙鐵為直熱式, 其中又分為外熱式和熱式兩種 (一般用熱式)(1) 電烙鐵的功能、構造:加熱焊區各被焊金屬,融化焊料、運載 焊料和調節焊料用量,構造簡單。(2) 電烙鐵的工作原理:一個電熱器在電能的作用下發熱、傳熱和 散熱的過程。(3) 電烙鐵的功率 : 一般選用 30-35w2) 電烙鐵頭A、電烙鐵
11、頭的選擇與修整(鏟形、尖形)3) 其他工具 吸錫器,鑷子,尖嘴鉗,支架等2、焊料焊料又叫釬料,一般選用鉛錫合金,熔點是183 攝氏度,鉛錫焊料中含錫量越高,其浸潤性月強。而含鉛量越高時,焊點外表耐腐蝕性能越佳。3、焊劑焊劑一般由具有復原性的塊狀、粉狀、或糊狀物質當任。焊劑的熔點 比焊料低,其比重、粘度,外表力都比焊料少。因此在焊接時,焊劑會先 融化,橫快的流浸、覆蓋于焊料與被焊金屬的外表,其道隔絕空氣防止金 屬外表氧化的作用,起到降低焊料本身和被焊金屬的外表力,增加焊料潤 濕能力的作用。焊劑的種類有很多,分為有機和無機類。在電子技術中主要以松香和 焊錫膏為主。四、焊接方法1. 手工焊接 :采用
12、手工操作的一種傳統焊接方法 1繞焊:將被焊接元器件的引線或導線在接觸點上纏繞后在進行焊接。特點:強度最高,但拆線困難。2鉤焊:將被焊元器件的引線鉤接在被連接件的孔中進行焊接。 特點:強度較好3搭焊 :將被焊元器件的引線打在接點上進行焊接。 特點:強度弱,但拆裝方便。4插焊 :將被焊元器件的引線插入電路板孔洞中進行焊接。 特點:穩固,適用于印刷電路的制作。五、手工焊接的操作手法與須知1、電烙鐵的握法電烙鐵的握法分為三種 如圖 2-1 所示 反握法:是用五指把電烙鐵的柄握在掌。此法適用于大功率電烙鐵,焊 接散熱量大的被焊件。 正握法:此法適用于較大的電烙鐵,彎形烙鐵頭的一般也用此法。 握筆法:用握
13、筆的方法握電烙鐵,此法適用于小功率電烙鐵,焊接散熱量小的被焊件,如焊接收音機、電視機的印制電路板與其維修等。圖2-1電烙鐵的握法2、焊錫絲的拿法焊錫絲一般有兩種拿法,如圖2-2所示。焊接時可能將成卷的焊錫絲拉至32cm左右,或者截成30cm左右的小段,用左手的拇指和食指輕輕捏住焊圖2-2焊錫絲的拿法3、電烙鐵使用須知1電烙鐵的電源線最好選用纖維編織花線或橡皮軟線,這兩種線不易被 燙壞。2使用前,先用萬用表測量一下電烙鐵插頭兩端是否短路或幵路,正常時20W熱式電烙鐵阻值約為 2.4千歐左右烙鐵心的電阻值。再測量 插頭與外殼是否漏電或短路,正常時阻值應為無窮大3烙鐵頭一般用紫銅制成,新烙鐵使用前應
14、先上錫。目前有一種稱之為“長壽命的烙鐵頭,是在紫銅外表鍍以純鐵或鎳,保護烙鐵頭不易 氧化,使用壽命比普通烙鐵頭高 1020倍。這種烙鐵頭不宜用挫刀加 工,使用過程中也不要在硬物上摩擦以免破壞外表鍍層,縮短使用壽 命。如果烙鐵頭上有殘渣,可在沾濕的海綿上擦掉。4在使用間歇中,電烙鐵應擱在金屬的烙鐵架上,這樣既保證平安,又可適當散熱,防止烙鐵頭“燒死。5在使用過程中,電烙鐵應防止敲打碰跌,因為在高溫時的震動,最易使烙鐵芯損壞。附加:電烙鐵的使用要求1新烙鐵在使用前的處理一把新烙鐵不能拿來就用,必須先對烙鐵頭進行處理后才能正常使用,就是說在使用前先給烙鐵頭鍍上一層焊錫。具體的方法是:首先用銼把烙鐵頭
15、按需要銼成一定的形狀,然后接上電源,當烙鐵頭溫度升至能熔錫時,將松香涂在烙鐵頭上,等松香冒煙后再涂上 一層焊錫,如此進行二至三次,使烙鐵頭的刃面與其周圍就要產生一層氧 化層,這樣便產生“吃錫困難的現象,此時可銼去氧化層,重新鍍上焊 錫。2烙鐵頭長度的調整,焊接集成電路與晶體管時,烙鐵頭的溫度就 不能太高,且時間不能過長,此時便可將烙鐵頭插在烙鐵芯上的長度進行 適當地調整,進而控制烙鐵頭的溫度。3烙鐵頭有直頭和彎頭兩種,當采用握筆法時,直烙鐵頭的電烙鐵使用 起來比擬靈活。適合在元器件較多的電路中進行焊接。彎烙鐵頭的電烙鐵 用在正握法比擬適宜,多用于線路板垂直桌面情況下的焊接。4電烙鐵不易長時間通
16、電而不使用,因為這樣容易使電烙鐵芯加速氧化而燒斷,同時將使烙鐵頭因長時間加熱而氧化,甚至被燒“死不再“吃錫。5更換烙鐵芯時要注意引線不要接錯,因為電烙鐵有三個接線柱,而其中一 個是接地的,另外兩個是接烙鐵芯兩根引線的 這兩個接線柱通過電源線, 直接與220V交流電源相接。如果將220V交流電源線錯接到接地線的接 線柱上,那么電烙鐵外殼就要帶電,被焊件也要帶電,這樣就會發生觸電事 故。6用萬用表檢查電源插頭之間的電阻值大小,通過電阻值來確定電烙鐵 是否有短路、幵路等情況。一般 35w電烙鐵的正常組織在1.4千歐左右。六、焊接過程與操作要領1、焊接過程1焊前處理步驟焊接前,應對元器件引腳或電路板的
17、焊接部位進行處理,一般有“刮、“鍍、“測三個步驟:“刮:就是在焊接前做好焊接部位的清潔工作。一般采用的工具是 小刀和細砂紙,對集成電路的引腳、印制電路板進行清理,去除其上的污 垢,清理完后一般還需要往待拆元器件上涂上助焊劑。“鍍:就是在刮凈的元器件部位上鍍錫。具體做法是蘸松香酒精溶 液涂在刮凈的元器件焊接部位上,再將帶錫的熱烙鐵頭壓在其上,并轉動 元器件,使其均勻地鍍上一層很薄的錫層。“測:就是利用萬用表檢測所有鍍錫的元器件是否質量可靠,假設有質量不可靠或已損壞的元器件,應用同規格元器件替換。2) 焊接步驟(1) 準備施焊準備好焊錫絲和烙鐵,左手拿焊絲,右手握電烙鐵,做好焊前準備。(2) 加熱
18、焊件將烙鐵接觸焊接點,注意首先要保持烙鐵加熱焊件各部件(如印制板上的引線和焊盤)都受熱,烙鐵頭成45度角,頂住焊盤和組件腳,其次注 意讓烙鐵頭的扁平局部(較大局部)接觸熱容量較大的焊件,烙鐵頭的側 面或邊緣局部接觸熱容量較小的焊件,以保持焊件均勻受熱。上錫將錫線從組件腳和烙鐵接觸面處引入,錫線熔化時,掌握進線速度;當錫散滿整個焊盤時,拿幵錫線,錫線不可從直接在烙鐵頭上,以防止助焊 劑燒黑,整個上錫時間大概為 12秒。在焊件加熱到能熔化焊料的溫度 后,將焊絲置于焊點,焊料幵始融化并潤濕焊點。(4)移幵焊錫在熔化一定量的焊錫后,將焊錫絲移幵拿幵錫線,爐續放在焊盤上,時間大概為12秒。(5)移幵烙鐵
19、在焊錫完全潤濕焊點后移幵烙鐵,注意移幵烙鐵的方向應該大致 45的 方向。對于焊接熱容量較小的工件,可以簡化為二步法操作:準備焊接,同時放上電烙鐵和焊錫絲,同時撤走焊錫絲并移幵烙鐵2、焊接要點焊接時,應保證每個焊點焊接牢固、接觸良好,錫點應光亮、圓滑無 毛刺,錫量適中。錫和被焊物熔合牢固,不應有虛焊。所謂虛焊,是指焊 點處只有少量錫焊住,造成接觸不良,時通時斷。為防止虛焊,應注意以 下幾點:1保證金屬外表清潔假設焊件和焊點外表帶有銹漬、污垢或氧化物,應在焊接之前用刀刮或砂紙直至露出光亮金屬,才能給焊件或焊點外表鍍上錫。2掌握溫度為了使溫度適當,應根據元器件大小選用功率適宜的電烙鐵,并注意掌握 加
20、熱時間。假設用功率小的電烙鐵去焊接大型元器件或在金屬底板上焊接地 線,易形成虛焊。烙鐵頭帶著焊錫壓在焊接處時,假設移幵電烙鐵后,被焊 處一點焊錫不留下很少,那么說明加熱時間太短、溫度不夠或被焊物太臟; 假設移幵電烙鐵前,焊錫就往下流,那么說明加熱時間太長,溫度過高。3上錫適量根據所需焊點的大小來決定烙鐵蘸取的錫量,使焊錫足夠包裹住被焊物,形成一個大小適宜且圓滑的焊點。假設一次上錫不夠,可再補上,但須待前 次上的錫一同被熔化后再移幵電烙鐵。如圖 2所示,過量的焊錫不但無必 要地消耗了焊錫,而且還增加焊接時間,降低工作速度。更為嚴重的是, 過量的焊錫很容易造成不易覺察的短路故障。焊錫過少也不能形成
21、牢固的結合,同樣是不利的。特別是焊接印制板引出導線時,焊錫用量缺乏,極4選用適宜的助焊劑助焊劑的作用是提高焊料的流動性,防止焊接面氧化,起到助焊和保 護作用。焊接電子元器件時,應盡量防止使用焊錫膏。比擬好的助焊劑是 松香酒精溶液,焊接時,在被焊處滴上一點即可。5焊劑加熱揮發出的化學物質對人體是有害的,如果操作時鼻子距離烙鐵頭太近,那么很容易將有害氣體吸入。一般烙鐵離幵鼻子的距離應至少不小于30cm,通常以40cm時為宜。6電烙鐵的正確撤離烙鐵撤離有講究,不要用烙鐵頭作為運載焊料的工具。烙鐵撤離要與時,而且撤離時的角度和方向對焊點的形成有一定的關系,一般烙鐵軸向45撒離為宜。因為烙鐵頭溫度一般都
22、在300多 C,焊錫絲中的助焊劑在高溫下容易分解失效,所以用烙鐵頭作為運載焊料的工 具,很容易造成焊料的氧化,焊劑的揮發;在調試或維修工作中,不得己 用烙鐵頭沾焊錫焊接時,動作要迅速敏捷,防止氧化造成劣質焊點。烙険頭力0勿烙鉄頭上 紈不f搦(叭沿烙錐軸向45*m 向上方撤頁(c)止平方向轍離垂直向下撤廊垂11向上撤離七、焊接的質量檢驗1、對焊點的質量要求,應該包括電氣接觸良好、機械結合牢固和美觀三 個方面。保證焊點質量最重要的一點,就是必須防止虛焊。焊接不良的現象有:粘附力不夠、錫尖、錫珠和假焊、虛焊。如圖3所示。虛焊是焊點處只有少量的錫焊住,造成接觸不良,時通時斷。虛焊與 假焊都是指焊件外表
23、沒有充分鍍上錫層 ,焊件之間沒有被錫固住,是由于 焊件外表沒有去除干凈或焊劑用得太少以與焊接時間過短所引起的。所謂“焊點的后期失效,是指外表上看上去焊點質量尚可,不存在“搭 焊、“半點焊、“拉尖、“露銅等焊接疵點,在車間生產時,裝 成的整機并無毛病,但到用戶使用一段時間后,由于焊接不良,導電性能差而產生的故障卻時有發生,是造成早期返修率高的原因之一,這就是 “虛焊。“虛焊 一般是在焊接點有氧化或有雜質和焊接溫度不佳 ,方法不當 造成的.實質是焊錫與管腳之間存在隔離層.它們沒有完全接觸在一起.肉 眼一般無法看出其狀態.但是其電氣特性并沒有導通或導通不良 ,影響電 路特性。產生的主要原因1) .焊
24、錫質量差;2) .助焊劑的復原性不良或用量不夠;3) .被焊接處外表未預先清潔好,鍍錫不牢;4) .烙鐵頭的溫度過高或過低,外表有氧化層;5) .焊接時間太長或太短,掌握得不好;6) .焊接中焊錫尚未凝固時,焊接元件松;7) .元器件引腳氧化。對焊點的要求1) 、可靠的電氣連接2) 、足夠的機械強度3) 、光潔整齊的外觀2、檢驗焊接質量的方法檢測質量有多種方法,比擬傲先進的方法是用儀器進行。 而在通常條件下, 那么采用觀察外觀和用電烙鐵充焊的方法來檢驗。(1) 外觀觀察檢驗方法一一目視檢查目視檢查就是從外觀上檢查焊接質量是否合格,也就是從外觀上評價 焊點有什么缺陷。目視檢查的主要容有:A、是否
25、漏焊,即應該焊的焊點沒有焊上B、焊點的光澤好不好C焊點的焊料足缺乏D焊點的周圍是否殘留焊劑E、有沒有連焊、焊盤有滑脫落F、焊點有沒有裂痕G焊點是不是凹凸不平,是否有拉尖現象圖42手觸檢查手觸檢查主要是指觸摸元器件時,是否松動、焊接不牢的現象。用鑷子夾 住元器件引線,輕輕拉動時,有無松動現象。焊點在搖動是,上面的焊錫 有無脫落現象。3帶松香重焊檢驗法用帶松香的焊劑、缺少焊錫的電烙鐵重新熔融焊點,從旁邊或下方撤走洛鐵,假設有虛焊,其焊錫一定都會被強大的外表力收走,是虛焊處暴露無余。實訓工程三:印刷電路板的手工焊接一. 實訓目的1、了解印制板的工藝過程和必備器材2、了解電路原理圖,元件排列順序,元件
26、安裝圖演變過程3、學會印制電路板的手工焊接方法二、實訓原理插裝一印制電路板手工焊接裝配流程:待裝元件準備一一引腳成型 焊接一一剪引腳一一檢查1、元器件引腳成型2、裝配工藝與焊接要求(1) 裝配工藝a、裝配過程嚴格操作b插裝應先小后大,先低后高,先輕后重,先里后外c、有臥式插裝、立式插裝、貼板插裝和懸空插裝 d每個焊盤只許插入一根引腳e、引腳伸出電路板長度一般為1-1、5mm 2 焊接要求a、烙鐵頭不能施壓電路板b、不能在一個焊點上停留時間太長c、不能燙傷周圍器件d、完畢后,應保證電路無漏焊接、錯焊、虛焊 3 單面板焊接元器件應安裝在無銅箔的一面,引腳穿過通孔與焊盤接在一起。 4 易損元器件焊接
27、a、引腳如果采用鍍金處理或已經鍍錫,可直接焊接b、盡可能縮短焊接時間c、保證電烙鐵良好接地d、使用低熔點焊料e、工作臺最好鋪上防靜電膠墊f 、 烙鐵頭應尖一些 5 拆焊方法a、使用吸錫器進行拆焊b、使用吸錫繩進行拆焊c、使用適宜的空心針頭d、用吸錫電烙鐵6 焊接質量要求a、 焊點要有足夠機械強度b、具有良好導電性,防止虛焊c、外表光滑、清潔、不應有毛刺、空隙、無污垢 7 焊接缺陷分析a、 形狀近似圓錐而外表凹陷,呈漫坡狀,以元件引腳為中心,對稱成裙 形展開,虛焊點的外表向外凸出,可鑒別出來。b、 焊點上焊料的連接面呈凹形自然過渡,焊錫和焊件交界處平滑,接觸 角盡可能小。一、 實訓容與步驟1、選
28、擇一小型電路,備齊電路所需元器件,并自制印制電路板,完成元 器件的安裝與焊接。2、組裝比擬完成元器件正直立裝、倒裝、臥裝和橫裝的焊接,比擬結果,做好記錄。3、拆裝練習 1 別離元件拆卸 。 2 集成器件的拆卸 。 3 印刷版的拆卸 。實訓工程四:根本單管放大電路的制作一、 實訓概要通過本工程實訓學習,加深對晶體管的放大作用的理解,正確理解晶體 管處于放大狀態下的偏置條件;能夠熟練的對晶體管放大電路進行調 整,以使其滿足工程實際的要求。同時正確掌握放大器電壓放大倍數、 輸入輸出電阻與最大不失真輸出電壓的測試方法, 為今后的實際工作打下良好的根底。1、實訓要求1 通過實訓學習,深入理解晶體管根本放
29、大電路的特性和偏置條件; 掌握偏置電路的正確調整方法。2加深理解失真現象產生的原因, 掌握克服失真現象的技術措施與調 整方法;3通過實訓學習, 掌握根本放大電路電壓放大倍數、 輸入輸出電阻與 最大不失真輸出電壓的測量方法。2、實訓重點 1 晶體管共射極根本放大電路偏置的調整方法; 2 了解晶體管的性能和特點,熟悉放大電路動態參數的測試方法;3、實訓預習 1 認真復習教材中關于晶體管單管放大電路的有關知識; 2 深刻理解晶體管放大電路的偏置條件與偏置條件對電路的影響;3 掌握單極型晶體管的性能特點; 4 掌握常用電工測量儀表的根本原理和正確使用方法。二、 實訓儀器與器材1、雙蹤示波器2、函數發生
30、器3、晶體管毫伏表4、數字萬用表5、直流穩壓電源6、電路萬用板、晶體三極管、電阻、電容假設干三、分壓式放大電路原理共發射極放大器是晶體管放大電路中常用的一種根本電路,它能把頻率為幾十赫茲到幾百千赫茲的信號進行不失真放大。如下列圖的偏置電路稱為分壓式偏置放大電路,是一種可以穩定工作點的電路。該電路滿足li,l 2Ib時,基極電位 V只由Vcc Ri和F2決定,與BJT參數 無關。由于 V、Ri和艮對溫度均不敏感,所以 Vb穩定。當某種原因如溫 度增加,電源電壓增加或更換B更大的BJT使得工作點的lc增加時,那么電路依靠直流負反應的作用,可以抑制lc增加,使得工作點穩定,故采用先設置電路的直流狀態
31、,即靜態工作點 Q,分壓式偏置電路的穩定 Q點條件為:I1、I 2I B 或 VBQVB EQ (1)在工程上將VB10VBe或者I 1、I210Ib作為分壓式射極偏置電路的穩定偏置條件,并按此條件來選取基極偏置電阻R、艮和 射極偏置電阻 屆的值,估算公式為:Vb VxFL / R1+F2(2)I E=VB-VBE/ FE(3)V:E Vxr(R c+FE)I C(4)在設計小信號放大電路時,一般取lc=0.5mA-2mA將Q點設置在交流負載線的中間位置是最為理想的。實際工作中,也取Vce=0.5Vcc,將 Q點設置在直流負載線的中間,根據VceVxr(Rc+R)l c初步確定FC與電路其它參
32、數后, 再根據動態性能指標的要求,對Q點進行一些調整。由于共射放大器輸出電阻的公式為:R o- FC (5)所以R的值受到F0的限制,一般FC要比F0稍微小一些。又根據增益公式:A/Q - B (Rc / FL) / r be(6)FC還要根據電路的增益 A;進行調整,以滿足設計的各項動態性能指標。室溫(300K)時,VT26mV故 5二dbi+(1+ p )Vt/Ieq (7)Fi=F1/ F2/ rbe (8)四、 實訓容與步驟1、靜態工作點的調整與測試: 根據如下列圖的電路圖組裝單級共射放大電路,經檢查無誤后,接通預先調 整好的直流電源+12V。從信號發生器輸出f=1KHZ正弦電壓接到放
33、大電路的輸入端,將放大電路的輸出電壓接到示波器,此時可以逐漸增大輸入信 號,并調整R支路上串聯的電位器 RP,使輸出波形的頂部的底部差不多同 時幵始畸形,說明靜態工作點 Q正好位于交流負載線中間,放大器的動態 圍最大,此時電路的工作點稱為最正確靜態工作點。圖4-2分壓式單管放大電路用萬用表測量放大器靜態工作點V V Vce,計算Vbe、Ieq Vce數據記入表中。測量值計算值UB(V)Ue(V)UC(V)Rb2(V)U be(V)UCe(V)Ic(v)2、放大器電壓與放大倍數的測量:在正常放大狀態下,將函數發生器輸出的正弦信號接在U,設置信號頻率f=1KHZ,用晶體管毫伏表測量放大器輸入端的信
34、號,是U=5mv左右,測量U0,計算放大器的電壓增益:Av=Vo / V,為了防止輸入信號過大或測試不 穩定,測試電路可以采用如下列圖的連接電路進行測試;數據填入表中圖4-3分壓式單管放大電路測試圖輸入電壓Ui(ms)輸出電壓Uo(V)A v輸出波形3、放大器輸入電阻的測量輸入電阻R的大小表示放大電路從信號源或前級放大電路獲取功率的多少。可采用“兩次電壓法測量放大器的輸入電阻,當測試電表阻時,可以采用如下列圖測試原理圖進行測量,即在放大器的輸入回路中串聯一個阻值與被測輸入電阻R相當的取樣電阻R,根據輸入電阻定義和電路分析得:R=U / Ii,Ii=US-Ui / R那么有R二UR/ US-Ui
35、,因此,只要直接測出電阻兩端對地電壓US和U,即可計算出放大器的輸入電阻。圖4.3兩次電壓法測量放大電路的輸入電阻被測放人構4、放大器輸出電阻的測量:輸出電阻Ro的大小反映了電路負載能力的大小。輸出電阻越小,帶負 載能力越強。輸出電阻的測量可采用“兩次電壓法間接測量。測試原理如下列圖圖4.3兩次電壓法測量放大電路的輸出電阻保持輸入信號不變,首先在不接負載FL的情況下,用毫伏表測得輸出電壓UO,然后再接上負載 FL測得輸出電壓 U,通過公式計算放大器的輸出阻抗:R=(Uo/ U 1)RlUouRo5.測量放大電路的通頻帶放大電路的通頻帶一般通過測量放大電路的幅頻特性得到。放大器的幅頻 特性是指放
36、大電路的電壓增益輸入信號頻率之間的關系曲線,一般用逐點法進行測量。在保持輸入信號幅值不變的情況下,改變輸入信號的頻率, 逐點測量對應于不同頻率時的電壓,用描點法可畫出幅頻特性曲線。通常 將電壓增益下降到中頻電壓增益的0.707倍所對應的頻率為該放大電路上、下限載止頻率,用 f H和fL表示,貝y該放大電路的通頻帶:BW=f-f L。記錄相關數據,填人表中頻率值f0.1 f LfLiof L0.1fHfH10fH(HZ)BW=fH-fLUomax(V)實訓工程五:集成運算放大器的應用大電路一、實訓摘要通過本章實訓學習,加深對集成運算放大器原理的理解,正確理解集 成運算放大器工作的偏置條件;能夠熟
37、練的對運算放大器進行零偏調整, 以使其滿足工程實際的要求。同時正確掌握運算放大器反相放大、同向放 大、比例運算電路的測試方法,為今后的實際工作打下良好的根底。1、實訓要求1 通過實訓學習,深入理解運算放大器的偏置條件;掌握偏置電路的正 確調整方法。2加深理解運算放大器的虛地、虛短、虛短等概念,掌握克服零偏執現 象的技術措施與調整方法;3通過實訓學習,掌握運算放大器的比例放大電路、加減法運算運電路 與運算放大器的非線性運用等根本電路。能夠實際調試運放電路,滿足工 程實際的要求。2、實訓重點1運算放大電路零偏的調整方法;2掌握運算比例運算、加減法運算與非線性運用根本電路的測量和調試 方法;3掌握運
38、放組成得正弦波發生器的特性與其在工程實際中的作用;3、實訓預習1認真復習教材中關于運算放大器的有關知識;2深刻理解運放的虛地、虛短的概念與運放偏置條件與偏置條件對電路 零偏的影響;3掌握運算放大器的性能特點與輸出參數;二、實訓案例操作分析1案例題目集成運算放大器零偏的調整1、實訓目的1 熟悉運算放大器 uA741 各管腳引線功能;2 了解uA741運放的工作原理;3初步掌握運算放大器電路的測試方法;2、實訓原理Ucc8) ?1 651_F* J11U引3I糾uA741管腳圖uA741通用高增益運算通用放大器,早些年最常用的運放之一.應用非常廣泛,有雙列直插8腳或圓筒8腳封裝。工作電壓土 22V
39、,差分電壓土 30V,輸入電壓土 18V,允許功耗500mW.其管腳與OP07超低失調精密運放完全一樣,可以代換的其他運放有uA741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07,OP37,MAX427等, uA741 是個通用放大器,性能不是很好,但能滿足一般需求集成運算放大器是一種線性集成電路,和其他半導體器件組成電路一 樣,使用中需要進行一系列調整才能保證準確使用和正常工作。為了正確 使用集成運放,零偏是其中最根本的調整之一。本實驗采用的是集成運放型號為 UA741或F007,形狀如上圖所示, 它是八腳雙列直插式組件,2腳和和3腳為反相和同向輸入端、6腳為輸 出端,7腳和
40、4腳為正、負電源端,1腳和5腳為失調調零端,1腳和5腳 之間可以接入一只幾十千歐姆的電位器并將滑動觸頭接到負電源,8腳為空腳。圖52集成運算調零電路為提高運算精度,在運算前,應首先對直流輸出電位進行調零,既保 證輸入為零時,輸出也為零。當運放有外接調零端子時,可按組件要求接 入調零電位器 Rw調零時將輸入端接地,調零端接入電位器Rw,用直流電壓表測量出電壓 Uo,細心調節Rw使Uo為零即失調電壓為零。對 于UA741運放可按上圖電路進行調零。如果一個運放如不能調零,大致有以下原因:1,組件正常,接線有錯誤。2,組件正常,但負反應不夠強Rf/R1太大,為此可將Rf短路, 觀察是否能調為零。3,組
41、件正常,但由于它能允許的共模輸入電壓太低, 可能出現自鎖現象,因而不能調零。為此可將電源斷幵后,再重新接通,如能恢復正常,那么屬于這種情況。4,組件正常,但電路有自激現象,應進行消振。5,組件部損壞,應更換好的集成塊。3、實訓儀器和設備表51儀器儀表與兀器件一覽表序號名稱型號規格數量備注1直流電源輸出 +12v、-12v12指針萬用表Ml 471或500型3數字萬用表DT 83014集成運算放大器UA74115晶體管毫伏表DA 16A01000mV16電阻碳膜各種規格17電位器普通1可調電阻8電路萬用板普通小型14、實訓容和步驟1按上圖連接電路,并將信號源 Us置零,使同向輸入端輸入電壓為零;
42、2 用毫伏表測量運放的輸出電壓,觀察輸出電壓值是否為零;3如果輸出電壓不為零,調整調零電位器Rw直至輸出電壓為零,調整的過程中注意觀察輸出電壓極性,與時調整電位器的調整方向。5、實訓思考題1假設輸入端對地短路,輸出電壓 VOM 0,說明組件存在什么問題?如何解 決?2 在調零時為什么要連接成閉環?把 Rf幵路調零嗎?3為什么防止電源極性接反引超器件損壞,可以在電路中采取什么措施?6、須知1熟悉所用儀器儀表的型號、規格、量程、使用方法;2輸入端輸出電壓最大不得超過電源電壓;3在觀察輸出電壓U0的過程中,毫伏表要從最大逐步調小,不要一步 調得太大,一步調得太小,直至調到最小檔位為止;4實驗時,要嚴
43、格遵守試驗規程,正負電源千萬不能接反;二:集成運算放大器的運用之一模擬運算電路1、實訓目的1研究集成運算放大器組成的比例、 加法、減法等根本運算電路的功能。2了解運算放大器在實際運用時應考慮的一些問題。2、實訓原理集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數的直接耦合多級放大電 路,當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反應電路時,可 以靈活的實現各種特定的函數關系, 在線性運用方面,可組成比例、加法、 減法、幾分、微分、對數等模擬運算電路。1反相比例運算電路電路如以下列圖,對于理想運放,那么該電路的輸出電壓與輸入電壓之間 的關系為為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差,在同向輸入端應接入平衡
44、電阻R2二R1/RF1反相比例運算電路2反相加法運算電路2反相加法電路電路如上圖輸出電壓與輸入電壓之間的關系為RRUo= ii 丄Ui2 R3Rdl Rl R3R1R23同相比例運算電路同相比例運算電路,它的輸出電壓與輸入電壓之間的關系為RfUo=1訂屆當 Rlix, Uo=Uiook田10K + 12V tOo3、實訓設備與器材1. 信號源+12V直流穩壓電源2. 函數信號發生器3. 交流毫伏表4. 直流電壓表5 .集成運1算放大器 卩A74I X 16、電路萬用版、電阻器、電容器假設干4、實驗容實驗前要看清運放組件各管腳的位置;切忌正、負電源極性接反和輸出端短路,否那么將會損壞集成塊。1
45、.反相比例運算電路(1) 按圖10 1連接實驗電路,接通土 12V電源,輸入端對地短路,進 行調零和消振。(2) 輸入f=100Hz,Ui=O. 5V的正弦交流信號,測量相應的U。,并用示波器觀察uo和ui的相位關系,記入表 52中。表 52 Ui=0 . 5V, f=100HzUi(v)Uo(v)Ui波形Uo波形AvJ kdI實測值計算值F2.同相比例運算電路(1)按圖5-5(a)連接實驗電路,實驗步驟同上,將結果記人表53:按圖5 5(a)中的R1斷幵,得圖5 5(b)電路重復容(a)。表 102 U1 = 0. 5V f=100HzUi(v)Uo(v)Ui波形Uo波形AvJfc-實測值計
46、算值3 .反相加法運算電路(1) 按圖54連接實驗電路,調零和消振。(2) 輸入信號采用直流信號,圖106所示電路為簡易直流信號源,由實驗者自行完成。實驗時要注意選擇適宜的直流信號幅度以確保集成運放工作在線性區。用數字電壓表測量輸入電壓Ui、Uo:與輸出電壓 UO2記人表103中表54Ui1(V)Ui2(V)U(V)5、實訓總結1 .整理實驗數據,畫出波形圖(注意波形間的相對關系)。2 將理論計算結果和實測數據相比擬,分析生產誤差的原因:3. 分析討論實驗中出現的現象和問題。6、預習要求1 .復習集成運放線性應用局部容,并根據實驗電路參數計算各電路 輸出電壓的理論值。2.在反相加法a子中,如Uil和Ui2均采用直流信號,并選定 Ui2= lv,當考慮到運算放大的最大輸出幅度(土 12V)時,Uil的大小不應超過 多少伏?3 為了不損壞集成塊,實驗中應注意什么問題 ?實訓工程七:時序邏輯電路1、實訓要求通過實訓,進一步理解時序邏輯電路的工作原理;進一步
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