電子綜合電路的分析與制作模塊八337課題一電子綜合電路的識(shí)讀課題二電子綜合電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試338課題一

電子綜合電路的識(shí)讀339學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解識(shí)讀電子綜合電路的基本方法。2.掌握典型電子綜合電路的工作原理。340任務(wù)引入實(shí)際應(yīng)用電路一般都較為復(fù)雜，通常都是多種單元電路的綜合應(yīng)用。根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能不同，其電路圖的繁簡程度也不同。如何“讀圖”，即如何分析電路，對(duì)于解決電路調(diào)試、維修中的技術(shù)問題，提高掌握電子技術(shù)的水平，都有十分重要的作用。本課題通過對(duì)可調(diào)直流穩(wěn)壓及充電電路、助聽器電路、電容式接近開關(guān)電路、煙霧報(bào)警電路、酒精氣味檢測(cè)報(bào)警電路這五個(gè)典型電子電路的識(shí)讀，進(jìn)一步掌握電子電路讀圖的基本方法。341一、單元電路識(shí)讀方法單元電路是指能完成某一電路功能的最小電路單位，如某一級(jí)放大電路、某一級(jí)振蕩電路或某一級(jí)控制電路等。綜合應(yīng)用電路的整體功能是通過多個(gè)單元電路有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)的，掌握單元電路的分析方法是分析復(fù)雜電路的基礎(chǔ)。342相關(guān)知識(shí)單元電路的基本分析方法如下：1.了解本單元電路的組成及在整機(jī)電路中的作用。通常在某一單元電路中都有一個(gè)或數(shù)個(gè)起主要作用的功能元器件，據(jù)此可判斷單元電路的類型。從廣義角度上講，一個(gè)集成電路的應(yīng)用電路也可看作一個(gè)單元電路。2.畫出直流等效電路和交流等效電路。由于電容器具有隔直流通交流的特性，電感具有通直流阻交流的特性，在畫直流等效電路時(shí)，可將所有電容器視為開路，所有電感視為短路。在畫交流等效電路時(shí)，電路中的耦合電容器和旁路電容器都視為短路。由于直流電源的內(nèi)阻很小，而且電源兩端通常都并聯(lián)大容量的濾波電容器，因此將直流電源也視為短路。3.分析單元電路輸入、輸出信號(hào)有何特點(diǎn)，在這一傳輸過程中信號(hào)受到了怎樣的處理。343二、綜合應(yīng)用電路識(shí)讀方法1.了解電路整體功能首先要從閱讀產(chǎn)品說明書，或從分析電路輸入、輸出信號(hào)特點(diǎn)及相互關(guān)系中，大致了解電路的用途和整體功能，這對(duì)于進(jìn)一步分析各部分電路功能可起到指導(dǎo)作用。尤其注意要充分了解每一塊集成電路的功能，因?yàn)榧呻娐肥墙M成電路系統(tǒng)的核心器件，只有充分了解各集成電路的功能，才能了解各外接元器件的作用，也才能進(jìn)一步了解電路的整體功能。3442.劃分功能塊根據(jù)信號(hào)的傳送方向，將電路分解為若干個(gè)具有獨(dú)立功能的部分，用框圖表示。一般以晶體管或集成電路為核心進(jìn)行劃分。通過框圖不僅能直觀地看出電路的組成部分，還能分析各部分電路是如何相互配合來實(shí)現(xiàn)電路的整體功能的。3.分析工作過程選擇合適的方法分析各部分電路的工作原理和主要功能，運(yùn)用電路的一些基本規(guī)律判斷電路類型，分析其性能特點(diǎn)，然后再將各個(gè)功能塊聯(lián)系起來，分析整個(gè)電路從輸入到輸出的整個(gè)工作過程。345三、印制電路板圖識(shí)讀方法采用下列方法和技巧可以提高讀圖速度：1.電路板上大面積銅箔線路是地線，一塊電路板上的地線處處相連。2.集成電路的外圍元器件以及一些單元電路的元器件相對(duì)較集中，有些元器件的特征也較明顯。3.在將印制電路板圖與實(shí)際電路板對(duì)照的過程中，應(yīng)將二者取一致的看圖方向，這樣便于讀圖。346課題二電子綜合電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試347學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電子綜合電路的一般設(shè)計(jì)方法、安裝與調(diào)試的注意事項(xiàng)。2.能設(shè)計(jì)典型的電子綜合電路，并完成電路的安裝調(diào)試。348任務(wù)引入本課題中將綜合運(yùn)用前面各個(gè)模塊所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作能力，完成以下兩個(gè)典型電子綜合電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。1.實(shí)用的RC橋式正弦波振蕩器設(shè)計(jì)一個(gè)RC橋式正弦波振蕩器，要求振蕩頻率為1kHz，輸出信號(hào)幅度大于6V。使用Multisim軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和分析，使用Protel軟件設(shè)計(jì)印制電路板圖，并最終完成產(chǎn)品制作。3492.紅外遙控計(jì)算機(jī)用有源音箱設(shè)計(jì)紅外遙控計(jì)算機(jī)用有源音箱，要求：（1）最大輸出信號(hào)功率不小于25W。（2）功率帶寬不小于140kHz。（3）在功放部分安裝調(diào)試完成后，再加裝紅外遙控模塊，使其能夠通過遙控器對(duì)輸出信號(hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。350一、電子綜合電路的設(shè)計(jì)流程電子綜合電路的設(shè)計(jì)流程如圖所示。351相關(guān)知識(shí)電子綜合電路的設(shè)計(jì)流程電子綜合電路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：1.設(shè)計(jì)方案必須完全滿足設(shè)計(jì)要求的功能特性和技術(shù)指標(biāo)。2.針對(duì)同一課題，可能會(huì)有多種設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)者應(yīng)從電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡、成本的高低和制作的難易等方面進(jìn)行綜合的比較和評(píng)價(jià)，最后確定一種可行的方案。3.對(duì)選用的方案必須細(xì)化到實(shí)際元器件，應(yīng)盡量選用常用的標(biāo)準(zhǔn)電路和元器件，優(yōu)先選用中、大規(guī)模集成電路。4.繪制總體電路圖應(yīng)包含所有元器件。5.為了驗(yàn)證電路的總體功能，減少調(diào)試中出現(xiàn)的故障，在安裝電路前可先采用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)電路。352二、印制電路板的設(shè)計(jì)和制作1.印制電路板的結(jié)構(gòu)印制電路板承載著實(shí)現(xiàn)電路功能所需的元器件，并敷設(shè)有元器件之間連接的導(dǎo)線（主要是敷銅）。

此外，還印制有一些元器件的標(biāo)號(hào)等信息。印制電路板有單面板、雙面板和多層板三種。單面板只在一面敷設(shè)銅箔導(dǎo)線，雙面板則在兩面都有。多層板就是除了PCB的正反兩面布有導(dǎo)線外，板子間隙中還布有一層或多層導(dǎo)線。353PCB的表面一般有三層，從上到下依次是印制層、阻焊層和銅箔層，如圖所示。354PCB的表面結(jié)構(gòu)（1）印制層也稱絲印層，位于印制電路板的最上層，記錄著一些標(biāo)志圖案和文字標(biāo)號(hào)。（2）阻焊層印制層下是阻焊層，該層除了焊盤和過孔外，將銅箔導(dǎo)線用阻焊劑保護(hù)起來。（3）銅箔層即信號(hào)層或布線層，銅箔層完成電路的電氣連接。通常將銅箔的層數(shù)定義為電路板的層數(shù)，即單面板只有一面銅箔層，雙面板上、下表面都有銅箔層，而更復(fù)雜的電路板則有多個(gè)銅箔層。355銅箔層的幾個(gè)主要部分如下：1）焊盤。PCB上的焊盤用于完成電氣連接的任務(wù)，各個(gè)元器件的引腳都是焊接在焊盤上的。2）布線。在PCB上的銅箔導(dǎo)線起著實(shí)際電路中導(dǎo)線的作用。3）過孔。過孔主要完成不同銅箔層之間的電氣連接任務(wù)，在層與層之間需要連通的導(dǎo)線上打通一個(gè)公共的孔，在制板時(shí)通過沉銅技術(shù)將孔壁圓柱面上鍍一層金屬，以連通各層需要連通的銅箔。3562.設(shè)計(jì)印制電路板的注意事項(xiàng)（1）印制電路板上的導(dǎo)線要有合理的走向，盡量走直線，避免走環(huán)形，不得相互交叉或跨接，其目的是防止相互干擾。（2）選擇好接地點(diǎn)，一般情況下盡量采用共點(diǎn)地，地線線條要盡量做寬，最好使用大面積敷銅接地；高壓及高頻線應(yīng)圓滑，不得有尖銳的倒角，拐彎也不得采用直角。同時(shí)，要注意將數(shù)字地和模擬地分開。（3）如果是手工制作雙面電路板，不可能進(jìn)行過孔金屬化，所以在制板時(shí)要盡量減少過孔，并盡量用電阻器、電容器、三極管、二極管等實(shí)現(xiàn)過孔金屬化工藝，但不能使用集成電路的引腳實(shí)現(xiàn)過孔金屬化。當(dāng)使用雙列直插式集成電路時(shí)，與集成電路相連的敷銅線應(yīng)全部放在電路板的底層。3573.印制電路板的設(shè)計(jì)和制作印制電路板繪制完成并經(jīng)過DRC檢查（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）無誤后，即可交付印制電路板廠家生產(chǎn)。以下簡要介紹手工制作印制電路板的方法：將設(shè)計(jì)完成的PCB圖打印后，放在敷銅板面上，在敷銅板面上記好引腳焊盤過孔位置作為定位標(biāo)記，然后用毛筆蘸油漆在敷銅板面描畫好PCB圖，待油漆干透后，將敷銅板浸入三氯化鐵溶液中。當(dāng)敷銅板上無漆部分銅箔都被腐蝕掉后（一般15~30min即可完成），取出敷銅板，用清水沖洗，擦干水跡后，用0.8mm鉆頭鉆孔，最后涂上保護(hù)膜待用。也可以先鉆孔后畫電路，這樣可避免印制電路板腐蝕好之后，在鉆孔過程中銅箔與絕緣底板剝離。358三、電路安裝與調(diào)試的注意事項(xiàng)1.電路安裝注意事項(xiàng)（1）元器件安裝應(yīng)遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后難、先一般元器件后特殊元器件的基本原則。（2）對(duì)于電容器、三極管等立式插裝元器件，應(yīng)保留適當(dāng)長的引線。（3）元器件引線穿過焊盤后應(yīng)保留2~3mm，以便沿著印制導(dǎo)線方向?qū)⑵浯驈澒潭ā?59（4）安裝水平插裝的元器件時(shí)，標(biāo)記號(hào)應(yīng)向上，且方向一致，便于觀察。（5）插裝體積、質(zhì)量較大的大容量電解電容器時(shí)，應(yīng)采用膠黏劑將其底部粘在印制電路板上或用加橡膠襯墊的方法，以防止其歪斜、引線折斷或焊點(diǎn)焊盤的損壞。（6）元器件的引線直徑與印制電路板焊盤孔徑應(yīng)有0.2~0.3mm的間隙。360（7）集成電路常見外形有晶體管式和扁平式兩種。晶體管式器件的插裝方法與功率三極管直立插裝法相同。扁平式器件引腳觸片有軸向式和徑向式兩種，軸向式器件應(yīng)先將觸片成型，然后直接焊在印制電路板的接點(diǎn)上；徑向式觸片直接插入印制電路板焊接即可；為了便于拆換集成電路，有些電路板上先焊接好專用插座，然后將集成電路直接插入插座中，如圖所示。361

扁平式集成電路的安裝方法2.電路調(diào)試注意事項(xiàng)（1）通電前直觀檢查安裝好電路后不要急于通電，要認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行直觀檢查。1）對(duì)照電路圖檢查元器件是否齊全，電源線、地線、信號(hào)線及集成電路引腳是否連接好，有無遺漏、接錯(cuò)、短路和接觸不良等現(xiàn)象。2）注意檢查集成電路的方向有無插反，某些不允許懸空的輸入端是否按要求接入，電路中二極管、三極管、電解電容器等引腳有無接錯(cuò)。362（2）通電檢查直觀檢查無誤后，將規(guī)定電源接入電路。不要急于測(cè)試，要注意觀察以下情況：1）接通穩(wěn)壓電源后，穩(wěn)壓電源電壓表所示電壓值是否嚴(yán)重下跌，電流表所示電流值是否過大，如果出現(xiàn)以上情況，說明電路有短路現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查。2）接通電源后，如電壓表、電流表顯示正常，應(yīng)靜觀一段時(shí)間，看是否有異?，F(xiàn)象，包括冒煙、打火、異常氣味、異常聲音、元器件發(fā)燙等。如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即斷電檢查。363（3）通電調(diào)試1）靜態(tài)調(diào)試。接通電源后，使用萬用表等調(diào)整好電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。2）動(dòng)態(tài)調(diào)試。接通電源后，結(jié)合電路功能輸入相應(yīng)信號(hào)，使用示波器、頻率特性儀等儀表觀察輸出響應(yīng)，分析波形，了解輸入、輸出信號(hào)關(guān)系，測(cè)量動(dòng)態(tài)參數(shù)，調(diào)節(jié)電路（必要時(shí)改進(jìn)電路），使其滿足設(shè)計(jì)要求。364四、電路故障的檢修1.故障出現(xiàn)的原因電子電路故障出現(xiàn)的原因很多。例如，元器件檢測(cè)疏漏；插件中出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝；焊接中出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊、搭焊；調(diào)試中沒有達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求；電子元器件長期使用，參數(shù)發(fā)生變化等。2.故障檢修的步驟電子電路故障檢修的一般步驟為觀察故障現(xiàn)象→判斷故障范圍→查找故障點(diǎn)（或故障元器件）→排除故障（更換故障元器件）→檢查電路功能恢復(fù)情況。3653.故障檢查的方法故障檢查的方法主要有以下幾種：（1）直觀檢查法即通過眼看、耳聽、鼻聞、手摸等對(duì)電路進(jìn)行檢查的一種方法。（2）測(cè)電壓法即通過用萬用表檢測(cè)電路的工作電壓，將測(cè)量結(jié)果和正常值做比較，從而發(fā)現(xiàn)故障的方法。（3）測(cè)電流法即通過測(cè)量單元電路或整機(jī)電路的電流值，將其與正常值比較，幫助縮小故障范圍并找出故障點(diǎn)的方法。366（4）在線電阻測(cè)量法測(cè)量已經(jīng)安裝在電路中的元器件，大致判斷其質(zhì)量的好壞，這就是在線電阻測(cè)量法。（5）波形分析法利用示波器等儀表測(cè)量電路信號(hào)流程中的各點(diǎn)波形，通過對(duì)波形的幅度、周期、相位、形狀的分析，確定故障原因。（6）元器件替換法如懷疑某元器件（特別是集成電路、晶體管、電容器、電感器等非線性元器件）有故障，又沒有專用儀表檢測(cè)，一時(shí)無法準(zhǔn)確測(cè)量和判定，可用一個(gè)完好的同型號(hào)