北京理工大学珠海学院
电工电子
实训报告
实训时间: 专业班级: 姓 名: 学 号: 指导教师:
目 录
前言 ··················································· 1 项目一
收音机的焊接 ··········································· 2 项目二
OTL功率放大电路 ········································ 6 项目三
电子秒表 ··············································· 9
实训总结 ·············································· 13
得分及教师评语 ········································ 14
参考文献 ·············································· 15
前 言
电子电工实训是职业教育中的重要实践教学环节。通过实训让我们了解手工锡焊和电子制版的基本知识,使我们掌握焊接的工具、要求、方法,了解现代电子工艺中焊接的方法,掌握常用电子元器件的读数、检测、使用等方法,了解数字钟的基本工作原理和检修方法;让我们了解电子产品的工作特点和简单的维修方法,训练我们获得电子装配工艺等方面的职业技能。我们通过学习基本理论,学会运用基本知识,训练基本技能,增强实践能力,以达到培养应用型本科人材有着十分重要的意义。
随着科学技术的发展和高新技术的广泛应用,电子技术在国民经济的各个领域所起的作用越来越大,并在深深地渗透到人们的生活,工作和学习的各个方面。新的世纪已经跨入以电子技术为基础的信息化社会,层出不穷的电子新业务,电子新设施几乎无处不在,举目可见。掌握一定的电子技术知识和技能是电子信息时代对每个电子专业人员提出的要求和召唤,也是学习本专业的需要。
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项目一
超外差式收音机的设计与实现
一、 项目目的
便携组装便携式收音机,培养学生掌握电路设计的基本思想和方法,增强工程实践观念。培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力,分析调幅接收系统各功能模块的工作原理。
二、 项目要求
1) 掌握调幅收音机各功能模块的基本工作原理,;
2) 掌握电子元器件的识别、测试、焊接工艺、整机组装与调试; 3) 掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除;
三、项目内容
1、 原理图
组成框图:超外差放大式收音机结构框图如图: 输入电路 变 频电路 中 放 检 波 音频放大 功率放大 超外差收音机先将高频信号通过变频变成中频信号,此信号的频率高于音频信号频率,其频率固定为465kHz。由于465kHz取自于本机振荡信号频率与外部高频信号频率之差,故成为超外差。f中频 = f0(本振) - fs(高频调幅信号) 465KHZ 1000~2070KHZ 535~1605KHZ
RW08-7B(七管)超外差收音机电路图
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2、 工作原理介绍
空间有许许多多电台发送的电磁波,它们都有自己的固定频率,收音机通过天线和由电感线圈和可变电容器组成的谐振电路(称调谐电路)来选择性的接收所需高频信号。由调谐电路选择出的所需要的电台信号是已调幅的高频信号,并且十分微弱,需要先经过高频小信号放大器进行放大处理,再经过变频器(混频器和本振)将高频信号变为频率为465KHz的中频信号,这是超外差式收音机的核心部分,由于它是调制信号,喇叭无法将这种信号直接还原成声音,因此,必须从高频信号中把音频信号分离出来,这个分离过程称为解调,或检波。在收音机中,检波是由半导体器件二极管或三极管来完成。调幅的高频信号经检波还原出音频信号,再经过低频功放然后送往喇叭,喇叭将音频信号还原为声音。
收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来,通过变频把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高频之间的固定频率—465KHz(中频),然后进行放大,再由检波级检出音频信号,送入低频放大级放大,推动喇叭发声。而不是把接收天线接收下来的高频调幅波直接放大去检出音频信号(直放式)。超外差式收音机由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和公放级等部分组成,接受频率范围为535KHZ~1605KHZ的中波段。
3、电路设计过程
接收回路(CA、T1):LC串联谐振回路在其固有振荡频率等于外界某电磁波频率时产生串联谐振,从而将某台的调幅发射信号接收下来。并通过线圈耦合到下一级电路。
变频电路(V1、CB、T2、T3):将天线回路的高频调幅信号变成频率固定的中频调幅信号。
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利用晶体管(V1)的非线性特性,对输入信号的频率进行合成,得到多个频率不同的输出信号,并通过选频回路选择所需要的信号。
中频放大电路(V2、 T4、V3、T5) :将中频信号进行放大。要有足够的中放增益(60dB),常采用两级放大;有合适的通频带(10kHz)。频带过窄,音频信号中各频率成分的放大增益将不同,将产生失真;频带过宽,抗干扰性将减弱、选择性降低。
检波电路(V4、 C8、C9、R9 、W): V4在电路中的使用相当于一个二极管。 低放和功放(V5、V6、V7、T6):对音频信号的幅度和功率进行放大,推动扬声器。
4、 收音机组装过程
(1)首先根据元器件清单(见表1)清点所有元器件,检查有无缺失现象;目测元件外观,检查有无损坏。
(2)利用色环读出电阻阻值,将正确的电阻归类放好。在本次课程设计中可以根据色差法对16个电阻进行分类。具体方法如下: 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 金 银 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5% 10% 电阻(R):电阻的标称及识别方法:电阻阻值使用色环方法表示。将标有金银色环的一端水平右放,前三色环分别表示:数字、数字、0的个数,如红、红、棕、金四色对应电阻值为:22×10^1 ±5%=220 Ω ±5%
电容(C):可分为瓷片电容和电解电容,瓷片电容不区分正负极,而电解电容则区分:长引脚表正极,短引脚表负极
电容的单位电容的基本单位是:F (法),μF(微法)、nF(纳法) pF(皮法),1F=1000000μF; 1μF=1000nF=1000000pF
三极管(V):三极管有三个引脚分别为E(发射极)、B(基极)、C(集电极)。将三极管扁平面面向自己,三个引脚从左向右依次是E、B、C。本次课程设计组装的收音机中有两种三极管。V6,V7为9013属于中功率三极管,V5为9014属于高频小功率三极管
5、 电路板安装
按照先小后大、小耐热后不耐热的规则组装焊接。因此,我们先安装电阻,然后是瓷片电容、电解电容、变压器,最后安装不耐热的三极管。
6、收音机调试过程
收音机整机电流及断点电流测量(在测量断点电流前断点电流测试点不应连接上)。用万用表分别依次测量D、C、B、A四个电流缺口,若被测量的数字在规定的参考值(IA=0.2~0.3mA、IB=0.4~0.8mA、IC=0.8~1.6mA、ID=3~5mA)左右即
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可用烙铁将这四个缺口依次连通,再把音量开到最大。当测量不在规定值左右时需从后往前逐级检查电路有无装错,虚焊假焊,哪一极有不正常则哪一级有问题。
四、结论与心得体会
通过此次课程设计的学习,我比较成功完成了外插式收音机设计焊接的任务,并从中学到了很多知识。由于之前没有接触过电烙铁所有在焊接开始的时候电烙铁的焊接方式和应用出现了很大的问题,焊点不均匀焊接不上,好歹老师和同学及时帮助,我很快学会了电烙铁的使用。另一个就是电子元器件的复杂和多规格很难清楚的分辨,相同的元器件有多种规格,要认真地分辨清楚。通过老师的帮助我很快掌握了电子线路的基本原理、基本方法对收音机制作,收音机的工作原理,相关课程的基本知识。通过此次收音机的课程设计我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。同时也学到不少的东西,把理论应用实践中这才这次设计的根本目的。纸上得来终觉浅,在实际的操作中还是走了弯路,比如连接错误元器件,经过多次努力终于完成结果。
通过这次实习,把学到的知识用到实践中,把理论转化为时实践。从学习到了电烙铁的使用和焊接的技巧,学习到了如何分析元器件和电路的工作基本原理。这些知识不仅在课堂上有效,对以后的学习有很大的指导意义,最大的收获就是理论要结合实践来完成,只有把理论应用与实践才能学以致用。这对我以后的学习有了更大的启示,学的再多没有实践都是徒劳的。
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项目二 OTL功率放大电路
一、项目目的
1.进一步理解OTL功率放大器的工作原理。
2.学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。
二、项目要求
1) 根据OTL功率放大器实验电路开始焊接;
三、 项目内容
1、 原理图
图7-1 OTL功率放大器实验电路
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2、 工作原理介绍
图7-1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级,T2 ,T3
是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,他们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态,它的集电极电流Ic1的一部分流经电位器RW2及二极管D,给T2.T3提供偏压。调节RW2,可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态,以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位 UA=1/2UCC,可以通过调节RW1来实现,又由于RW1的一端接在A点,因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈,一方面能够稳定放大器的静态工作点,同时也改善了非线性失真。
当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,Ui的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL,同时向电容C0充电,在Ui的正半周 ,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0起着电源的作用,通过负载RL放电,这样在RL上就得到完整的正弦波.
C2和R构成自举电路,用于提高输出电压正半周的幅度,以得到大的动态范围.
3、OTL电路的主要性能指标 1)最大不失真输出功率Pom
理想情况下,Pom=UCC2/8RL,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的POM=UO2/RL。
2)效率=POM/PE 100% PE-直流电源供给的平均功率
理想情况下,功率Max=78.5%.在实验中,可测量电源供给的 平均电流Idc,从而求得PE=UCC Idc,负载上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以计算实际效率了。 3)频率响应 4)输入灵敏度
输入灵敏度是指输出最大不失真功率时,输入信号Ui之值 。
4、实验内容
在整个测试过程中,电路不应有自激现象。
1)按图7-1连接实验电路,电源进入中串人直流毫安表,电位器RW2置为最小值,RW1置中间位置。接通+5V电源,观察毫安表指示,同时要手触摸输出级管子,若电流过大,或管子温升显著,应立即断开电源检查原因(如RW2开路,电路自激,或管子性能不好等)。如无异常现象,可开始调试。 2)试听
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输入信号改为录音机输出,输出端接试听音箱及示波器。开机试听,并观察语言和音乐信号的输出波形
5、调试
1)本实验中的电路是OTL低频功率放大电路,T1组成推动级,T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,他们组成互补推挽OTL功放电路。T1在整个周期都是处于放大状态,T2、T3则分别只有半个周期处于放大状态。 2)电路工作原理是将直流功率转化为交流功率,来提高电源的效率。
四、结论与心得体会
通过这次对OTL功率放大电路的焊接,让我了解了关于OTL功率放大电路的原理。对于这种电路还是要自己动手实际操作才会有深刻理解,这次的焊接OTL功率放大电路终于顺利完成了,虽然在焊接的过程中遇到了一些问题,但都被我们一一克服了。同时,让我深有体会的是,我明白了理论知识和实践不能混为一谈,要想具备纯熟的动手技能,理论知识是必不可少的,反过来,具备了理论知识并不等价于你就能顺理成章,地完成一次课程设计。
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项目三 电子秒表
一、项目目的
电子秒表是一个用以实现计数功能的时序部件,电子秒表在现代社会中用途中十分广泛,在配合各种显示器件的情况下实现实时监控,扩展更多功能,所以我们学习好电子秒表能更好的应用到学习和生活中去!
二、项目要求
1.学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用
2.学习电子秒表的调试方法
三、项目内容
1、原理图
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图4.6.1 电子秒表原理图
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2、工作原理介绍
图4.6.1为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。 1)基本RS触发器
图4.6.1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器,有直接置位、复位的功能。
它的一路输出 作为单稳态触发器的输入,另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。
按动按钮开关K2(接地),则门1输出 =1;门2输出Q=0,K2复位后Q、 状态保持不变。再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1,门5开启, 为计数器启动作好准备。 由1变0,送出负脉冲,启动单稳态触发器工作。
基本RS触发器启动和停止秒表电子秒表工作。 2)单稳态触发器
图4.6.1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器。
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号Vi 由基本RS触发器 端提供,输出负脉冲VO 通过非门加到计数器的清除端R。
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静态时,门4应处于截止状态,故电阻R必须小于门的关门电阻ROff 。定时元件RC取值不同,输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时,可以省去输入微分电路的RP 和CP 。
单稳态触发器为电子秒表提供计数器提供清零信号。 3)时钟发生器
图4.6.1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源。
调节电位器 RW,使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号,当基本RS触发器Q=1时,门5开启,此时50Hz脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器(1)的计数输入端CP2。
4)计数及译码显示
二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元,图4.6.1中单元Ⅳ所示。其中计数器1接成五进制形式,对频率为50Hz的时钟脉冲进行五分频,在输出端QD 取得周期为0.1s的矩形脉冲,作为计数器(2)的时钟输入。计数器(2)及计数器(3)接成8421码十进制形式,其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接,可显示0.1~0.9s;1~9.9s计时。
3、实验内容
由于实验电路中使用器件较多,实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置,使电路逻辑清楚,接线较短。实验时,应按照实验任务的次序,将各单元电路逐个进行接线和调试,即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能,待各单元电路工作正常后,再将有关电路逐级连接起来进行测试,直到测试电子秒表整个电路的功能。
这样的测试方法有利于检查和排除故障,保证实验顺利进行。 4、调试
按图4.6.1把几个单元电路连接起来,进行电子秒表的总体测试。
先按一下按钮开关K2,此时电子秒表不工作,再按一下按钮开关K1,则计数器清零后便开始计时,观察数码管显示计数情况是否正常,如不需要计时或暂停计时,按一下开关K2,计时立即停止,但数码管保留所计时之值。
四、结论与心得体会
通过这次对数字式秒表的设计与制作,让我了解了设计电路的程序,也让我了解了关于数字秒表的原理与设计理念。在此次的数字秒表设计过程中,我更进一步地熟悉了芯片的结构、管脚图、功能表及掌握了各芯片的工作原理和其具体
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的使用方法。而且这些知识是对我们大学生来说十分宝贵的实践经验,是无法在课堂上获得的,是现今社会最重视的同时也是我们最需要提高的部分。
在电路的连接过程中,排版布局方面下了很大的功夫,但是还是难免跳线影响美观,所以在今后的电路中我们应该现排版好了之后才来做电路,这样就可以做到尽量的少跳线。美观性就更加好。
经过这次焊接电子秒表,认识到数字电子也不是想象中的那么难,只要我们有耐心,把电路分成相应的几部分,再一步一步的按照所分的部分做下去就可以成功了。通过实训我们的动手能力提高了。对分频电路RS触发电路有了很深的了解。
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实训总结:
在设计实践的过程中,我深深的体会到必须要有扎实的知识基础,要熟练地掌握课本上的知识,这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。实习过程中,我深刻的体会到在设计过程中,要考虑到各个元器件的功能和特性,要翻阅资料,参考别人的经验,只有这样才能把自己的电路设计的成功。
在设计电路中,完成电路图只是完成了设计的一小部分,更加困难的是对电路的验证和纠错,在这过程中我接触到了很多未接触过的检查方法和思想。在电路的焊接过程中出错的主要原因都主要是接线的错误所引起的。接线的时候一定要细心,不要接错,同时也要学会如何判别芯片的功能,要是芯片不具备要求的功能,或者,不匹配,即使接线再正确也出不来结果。
总体来说,通过这次课程设计学习,我越发感觉电子设计不是死板的东西,是有很大科学性与艺术性的。不同芯片的使用,不同的接线方法,不同的变量,不同的实现思路,经过组合后几乎可以称之为艺术。这次课程设计使我对各种电路都有了大概的了解,在平时的理论学习中遇到的问题都一一解决,加深了我对专业的了解,培养了我对学习的兴趣,为以后的学习打下了好的开端,我受益匪浅。同时,让我明白:电子设计容不得纸上谈兵,只有自己动手实际操作才会有深刻理解,才会有收获,所谓“千里之行,始于足下”,这次课程设计最大的意义在于让我们迈出了第一步。再次感谢指导老师的指导和帮助过我的同学们。
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得分及教师评语:
指导老师 评 语 实 训 成 绩
指导老师 签 字 年 月 日
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参考文献:
[1]王港元.《电工电子实践指导》 南昌:江西科学技术出版社, 2006、2 [2]王成安.《电子技术基本技能综合训练》北京:人民邮电出版社,2006、3 [3]林春方. 《电子线路学习指导与实训》北京:电子工业出版社,2004、6
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