课程设计报告书-雷棋云

1、课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸淮 海 工 学 院课程设计报告书 题 目： 电子技术基础训练（一） 学 院： 理学院 专 业： 光电信息科学与工程 班 级： 光信141 姓 名： 雷棋云 学 号： 2014122905 2015年 5 月 22 日目录1 绪论····························

2、;·················31.1 电阻·······························

3、3;···········31.2 电容·····································

4、83;·····41.3 二极管，三极管·································51.4 其他电子元器件·······

5、83;·························52 常用的仪器、仪表······················

6、3;··········62.1 万用表······································&#

7、183;··62.2 示波器·········································72.3 信号源发生器（SG1020A）·

8、3;······················83 焊接技术··························

9、83;··············83.1 焊接原理··································

10、·····83.2 焊接工具·······································93.3 焊接方法···

11、····································93.4 焊接条件············

12、83;·························103.5 合格焊点质量及检查······················

13、······103.6 焊点缺陷产生的原因及焊接注意事项··············104 实践·························&#

14、183;·················105 评语·······························&#

15、183;···········111 绪论常用光电子元器件1.1 电阻 电阻（Resistance，通常用“R”表示），是一个物理量，在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。而超导体则没有电阻。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值

16、发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。但不管电阻是什么种类，它都有一个基本的表示字母“R”。 电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法。主要介绍一下色标法。颜色第一环数字第二环数字倍乘数误差黑00100棕11101红22102橙33103黄44104绿55105蓝66106紫77107灰88108白99109金10-1

17、7;5%银10-2±10%1.2 电容 电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是装电的容器，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（F）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：1法拉（F）= 1000毫法（

18、mF）=1000000微法（F） 1微法（F）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。根据分析统计，电容器主要分为以下10类：1按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。2按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等。3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。4按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等5高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。6低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容

19、器、涤纶电容器。7、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。8调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。9低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。10小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器充放电：当电容器接通电源以后,在电场力的作用下,与电源正极相接电容器极板的 自由电子将经过电源移到与电源负极相接的极板下, 正极由于失去负电荷而带正电, 负 极由于获得负电荷而带负电,正,负极板所带电荷大小相等,符号相反.电荷定 向移动形

20、成电流,由于同性电荷的排斥作用,所以开始电流最大,以后逐渐减小,在电 荷移动过程中,电容器极板储存的电荷不断增加,电容器两极板间电压 Uc 等于电源电 压 U 时电荷停止移动,电流 I=0,开关闭合,通过导线的连接作用,电容器正负极板电荷中和掉. 当 K 闭合时,电容器 C 正极正电荷可以移动 负极上中和掉,负极负电荷也可以移到正极中和掉,电荷逐渐减少,表现电流减小,电压也逐渐减小为零.容量标示有四种方法：直标法，文字符号法，色标法，数字计数法。1.3 二极管 三极管 二极管，（英语：Diode），电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而

21、变容二极管（Varicap Diode）则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断 （称为逆向偏压）。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分

22、成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。1.4 其他电子元器件1.4.1 变压器变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。1.4.2 液晶液晶，即液态晶体（Liquid C

23、rystal，LC）：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。它是相态的一种，因为具有特殊的理化与光电特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。液晶的定义，以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感。1.4.3 万能板万能板是一

24、种按照标准IC间距（2.54MM）布满焊盘、可按自已的意愿插装元器件及连线的印制电路板。相比专业的PCB制板，万能板具有以下优势：使用门槛低，成本低廉，使用方便，扩展灵活。按线路选用：单孔板，连孔板；按材质选用：铜板，锡板。2常用的仪器、仪表2.1 万用表2.1.1结构万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。2.1.2功能测量被测量物体的电阻，交直流电压可以测量直流电压，有的还可以测量晶体管的主要参数以及电容器的电容量。2.1.3使用方法:欧姆挡的使用 （1）选择合适的倍率。（2）使用前要调零。（3）不能带电测量。（4）被测电阻不能有并联支路。（5）测量晶体管、电解电容等有极性元件

25、的等效电阻。（6）用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时，测出电阻值是不相同的。同时，必须注意两支笔的极性。万用表测直流 （1）进行机械调零。（2）选择合适的量程档位。（3）使用万用表电流挡测量电流时，应将万用表串联在被子测电路中，因为只有串连接才能使流过电流表的电流与被测支路电流相同。（4）注意被测电量极性。（5）正确使用刻度和读数。（6）当选取用直流电流的2.5A挡时，万用表红表笔应 插在2.5A测量插孔内 ，量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。（7）如果被子测的直流电流大于2.5A，则可将2.5A挡扩展为5A挡。2.1.4注意事项:(1)使用万用表之前，应充分了解各转换开

26、关，专用插口，测量插孔以及相应附件的作用，发解其刻度盘的读数；(2)万用表在使用时一般应水平放置在无干燥，无振动，无强磁场的条件下使用；(3)测量完毕，应将量程选择开关调到最大电压档，防止下次开始测量时不慎烧坏万用表。2.2 示波器2.2.1结构显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。2.2.2功能用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测2.2.3使用

27、方法1.示波器测量电流 测量时需要一个精度高、阻值很小而且是已知的无感电阻器，测得电压后根据欧姆定律换算成实测电流值。 2.示波器测量电压 （1）被测信号频率较低：可采用探头。如果信号幅度较小，用10：1探头灵敏度太低时，可直接用屏蔽线连接示波器Y轴输入端与测试点。 （2）被测信号频率较高：用探头要比用屏蔽线或普通电缆失真小，精度高。但测试距离将受探头电缆长度的限制，其灵敏度将随探头的衰减而有所下降。一般测量高频时可采用同轴电缆。 测交流电压，一般是测量交流电压波形的峰值电压或某两点的电位差值。其测量结果经过计算得出被测两点间的电位差。即用屏面上被测两点之间的垂直偏转距离乘以Y轴偏转灵敏度，即

28、被测两点间的电位差。 测直流电压，所用示波器频响必须是从直流开始。首先调节垂直位移按钮，使扫描线处于某一水平刻度线上作为零电平线，输入被测电压信号，测出扫描线从零电平偏移的垂直距离，即被测直流电压垂直偏转距离×Y轴偏转灵敏度×探头衰减系数。 3.示波器测量波形时间 示波器水平扫描开关微调在校准位置时，扫描开关各档的刻度值，表示屏幕上水平刻度所代表的时间值。因此示波器可以直接测得整个波形（或波形的任何部分）。 4.示波器测量频率 可利用时间测量法确定频率。 5.示波器测量相位 用于双踪示波器，在示波器屏幕上同时显示两条光迹，按坐标刻度测量这两条光迹有关点间的距离，将测得的距离

29、换算成相位差。2.2.4注意事项1示波器使用不当容易损坏或影响使用寿命。每次开机前，要把辉度调节旋钮逆时针转到底后，再闭合电源开关。然后缓慢转动增大光点或扫描线的亮度，一般只要看得清楚即可。注意不宜让经过聚焦的小亮点停在屏上不动，防止屏上荧光物质被电子束烧坏而形成暗斑。2在观察过程中，应避免经常启闭电源。示波器暂时不用时不必断开电源，只需调节辉度旋钮使亮点消失，到下次使用时再调节亮。因为每次电源接通时，示波管的灯丝尚处于冷态，电阻很小，通过的电流很大，会缩短示波管寿命。3电源电压应限制在220伏±10的范围内才能使用。此外，操作面板上各旋钮动作要轻。当旋到极限位置时，只能往回旋转，不

30、能硬扳。4有的J2459型示波器的扫描是反向进行的，即亮点先是从右到左，然后很快从左回到右。这在观察交流电波形上没有多大关系。2.3信号源发生器（SG1020A）2.3.1结构内部带有扫频输出功能（全频段扫频时间小于5秒），带有外部扫频控制输入接口（控制信号为电压0-5V，控制电流小于1mA）。2.3.2功能信号调制功能:信号调制是指被调制信号中，幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中，得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。信号调制可分为模拟调制和数字调制两种，其中模拟调制，如幅度调制(AM)和频率调制(FM)最常用于广播通信中，而数字调制基于两种状态，允许信号表示

31、二进制数据。2.3.3使用方法选用与验电器相同电压等级的验电信号发生器。手持验电器工作部分(验电器头)将发生器的电极头接触被测验电器的电极头，按动“工作”开关，此时验电器发出声光信号表明验电器的性能完好，如无声光指示表明验电器有故障，应修理或更换后使用。检测近电报警安全帽时只须将高压信号发生器的电极头靠近报警器按动“工作”开关即可。2.3.4注意事项1.信号发生器设有“电源指示”，使用时指示灯不亮，应更换电池后再使用。2.信号发生器不用时应放在干燥通风处，以免受潮。3 焊接技术3.1 焊接原理3.1.1 预热 首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发，温度上升必需慢（大约每秒5°

32、; C），以限制沸腾和飞溅，防止形成小锡珠，还有，一些元件对内部应力比较敏感，如果元件外部温度上升太快，会造成断裂。助焊剂（膏）活跃，化学清洗行动开始，水溶性助焊剂（膏）和免洗型助焊剂（膏）都会发生同样的清洗行动，只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。当温度继续上升，焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点。3.1.2 回流这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过

33、4mil（1 mil = 千分之一英寸），则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。3.1.3 冷却 冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微大一点，但不可以太快否则会引起元件内部的温度应力。3.2 焊接工具基本工具有焊料，助焊剂，电烙铁，吸锡器，热风枪，烙铁头。焊料：能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属或合金都叫焊料。常用的锡铅焊料中，锡占62.7%，铅占37.3%。这种配比的焊锡熔点和凝固点都是183，可以由液态直接冷却为固态，不经过半液态，焊点可迅速凝固，缩短焊接时间，减少虚焊，该点温度称为共晶点，该成分配比的焊锡称为共晶焊锡。 助焊剂 ：常用的助焊剂有松香、松

34、香酒精助焊剂、焊膏、氯化锌助焊剂、氯化铵助焊剂等。焊接中常采用中心夹有松香助焊剂、含锡量为61的39 锡铅焊锡丝，也称为松香焊锡丝 电烙铁：普通电烙铁，恒温电烙铁。 吸锡器：吸锡器实际是一个小型手动空气泵，压下吸锡器的压杆，就排出了吸锡器腔内的空气；释放吸锡器压杆的锁钮，弹簧推动压杆迅速回到原位，在吸锡器腔内形成空气的负压力，就能够把熔融的焊料吸走。热风枪：热风枪又称贴片电子元器件拆焊台。它专门用于表面贴片安装电子元器件（特别是多引脚的SMD集成电路）的焊接和拆卸。 烙铁头：当焊接焊盘较大的可选用截面式烙铁头；当焊接焊盘较小的可选用尖嘴式烙铁头；当焊接多脚贴片IC时可以选用刀型烙铁头；当焊接元

35、器件高低变化较大的电路时，可以使用弯型电烙铁头。 3.3 焊接方法焊接前准备-镀锡；（1）：准备施焊（2）加热焊件（3）送入焊丝（4）移开焊丝（5）移开烙铁。3.4 焊接条件（1）焊料与母材互相浸润（2）焊料必须具有良好的可焊性（3）焊料表面必须保持清洁（4）找到合适的助焊剂（5）焊料要加热到合适的温度（6）合适的焊接时间3.5合格焊点质量及检查合格焊点表面应该光滑、清洁，还应该有良好光泽，不应有毛刺、空隙，无污垢，不应有焊机残留物质；焊点成内弧形或圆锥形；焊点整体要圆满,润滑,无针孔,无松香渍；假如有引线,引脚,它们的显露引脚长度要在1-1.2MM之间；零件脚外形可见锡的流散性好；焊锡将整个上锡位置及零件脚包围。检查 焊料的连接面呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，润湿角尽可能小；表面有金属光泽且平滑；无裂纹，针孔、夹渣。 以上是所谓的外观检查，而除用目测（或借助放大镜，显微镜观测）焊点是否合乎上述标准外，还包括检查以下各点： 漏焊。 空位（漏装或掉片） 焊料引起导线间短路（即所谓“桥接”）。 导线及元器件