电子设计基础知识PPT课件

1、教学内容及目的教学内容及目的 掌握常用的仪表工具及其使用方法 掌握电子线路中常用的器件种类，识别和应用 掌握电路板的设计和制作 了解一些基本电路的原理 掌握简单功能电路的设计并制作出完整的实物作品第1页/共112页安全问题安全问题1、用电安全强电、电路故障2、化学用品安全腐蚀线路板3、其他安全电烙铁、工具使用第2页/共112页常用仪表及工具常用仪表及工具第3页/共112页万用表万用表 功能作用测量电子线路中的电参量 测量内容电阻值、电压（直流/交流）、电流（直流/交流（电容器容量、三极管）第4页/共112页万用表的种类1、指针万用表（方便对元器件的检测）2、数字万用表（读数方便）万用表的使用注

2、意事项 档位、量程、极性、读数第5页/共112页常用工具常用工具 电烙铁（焊接）1、小功率（20W60W) 焊咀温度 4006002、大功率(150W、200 W）焊咀温度 650 第6页/共112页常用工具常用工具 吸锡电烙铁1、电热吸锡电烙铁2、手动吸锡器烙铁的使用第7页/共112页 烙铁头的形状第8页/共112页其它常用工具器材及用途其它常用工具器材及用途 镊子 剥线钳 斜口钳（指甲剪） 尖嘴钳 酒精 砂纸第9页/共112页 烙铁的维护新烙铁的处理 1、将烙铁头的保护层刮掉2、通电加热先涂松香（没有加热到最高时）3、松香块里面放上一些锡，电烙铁沾上锡后在松香中浸一段时间到焊接面均匀镀上一

3、层锡长时间用后烧死用干净的湿布擦干净，再上锡第10页/共112页焊接材料焊锡丝l焊接的原材料松香l助焊剂第11页/共112页烙铁的使用1、烙铁的拿法反握法 正握法 笔握式第12页/共112页2、元件的焊接第13页/共112页不合格焊点不合格焊点第14页/共112页 3、导线的焊接、导线的焊接a、导线与导线之间的焊接b、导线与线路板之间的焊接第15页/共112页4、元件的拆卸、元件的拆卸 使用的工具 a、吸锡器b、专用电烙铁c、针头d、热风枪（高密度集成块）第16页/共112页常用电子常用电子元器件元器件及其识别与检测及其识别与检测电阻器电容器电感器半导体器件第17页/共112页第18页/共11

4、2页第19页/共112页检测方法与经验检测方法与经验 1. 固定电阻器的检测固定电阻器的检测a、根据电阻的标称适当的选择量程，指针指示值尽可能落到刻度的中段位置使测量更准确 b、注意：测试时，特别是在测几十k以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分 c、在路检测的注意事项第20页/共112页2. 熔断电阻器的检测熔断电阻器的检测 若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致 如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值 拆下测量：a、电阻值无穷大 b、与标称值相差太远。第21页/共112页3、电位器的检测、电位器的检测

5、 转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活 开关通、断时“喀哒”声是否清脆 先根据被测电位器阻值的大小，选择好万用表的合适电阻档位 A、测量固定断的电阻值与标称值比较B、转动旋柄测量滑动端电阻第22页/共112页4 4、热敏电阻、热敏电阻( (PTC/NTC)PTC/NTC)的检测的检测 概念：随着温度的变化，其阻值有明显的改变分类：正温度系数（PTC)：随温度的升高阻值变大付温度系数（NTC)：随温度的升高阻值减小测量： 室温下的检测 温度发生变化时的检测应用： 自动调节 保护第23页/共112页5、光敏电阻及检测、光敏电阻及检测 概念：光敏电阻器大多数用半导体材料制成，它利用半导体的光

6、导电特性，使阻值谁入设的光线的强弱发生变化：入射光强，阻值明显减小；入射光弱，阻值明显增大。测量： 光敏电阻的透光窗口遮住，阻值接近无穷大 将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小 小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动 第24页/共112页6、其他特种电阻器、其他特种电阻器 湿敏电阻：阻值与潮湿的程度有关系。适用与湿度的测量和控制（仓库、蔬菜大棚） 磁敏电阻：阻值随着穿过它的磁通密度的变化而变化 压敏电阻：在正常电压条件下，它的阻值很大相当于开路；当电路出现过压时其阻值迅速下降 气敏电阻：利用金属氧化

7、物半导体表面吸收某种气体分子时会发生氧化反应和还原反应特制而成第25页/共112页第26页/共112页第27页/共112页电容器标称参数的识别电容器标称参数的识别 瓷介、涤纶电容a、容量b、耐压电解电容a、容量b、耐压c、极性允许偏差% 代码允许偏差% 代码0.005E1F0.01L2G0.02P5J0.1B10K0.25C20M0.5D30N第28页/共112页第29页/共112页 1.1.固定电容器的检测固定电容器的检测检测0.01F以下的小电容 。用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无

8、穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。对于0.01F以上的固定电容，可用万用表的R10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。第30页/共112页 2.2.电解电容器的检测电解电容器的检测档位选择147F间的电容，可用R1k挡测量大于47F的电容可用R100挡测量。容量与漏电的估测将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。正、负极的判定阻值大的那一次便是正向接法第31页/共112页3.3.

9、可变电容器的检测可变电容器的检测转动璇柄判断是否平滑将万用表置于R10k挡，表笔分别接固定端和滑动端，转动璇柄观察指针判断。第32页/共112页电感器电感器 将绝缘的导线（漆包线）绕成一定圈数的线圈，该线圈就称为电感线圈或电感器，简称电感。第33页/共112页电感器的特性电感器的特性 与电容的特性相反，直流信号通过线圈时，电阻很小即导线本身的电阻。当交流信号通过线圈时产生自感电动势，该方向与外加电压方向相反阻碍交流信号的通过，因此电感的特性是：通直流，阻交流。频率越高线圈的阻抗越大。第34页/共112页电感器的分类电感器的分类 按照外形空心电感器、实心电感器 按工作性质高频电感器（天线线圈、振

10、荡线圈）低频电感器（扼流圈、滤波线圈） 按照封装形式普通电感、色环电感、贴片电感等按照电感量：固定电感、可调电感第35页/共112页电感器的识别电感器的识别 电感器的国际单位为 亨利（H）常用的单位为 mH、h、 nh、 (表示其产生感应电动势的能力）第36页/共112页 直标法例如： 560 HK 表示：电感量为560 H 误差为10%英文字母允许偏差%英文字母允许偏差%英文字母允许偏差%Y0.001W 0.05G2X0.002B0.1J5E0.005C0.25K10L0.01D0.5M20P0.02F1N30第37页/共112页 文字符号法采用这种标示方法的通常是一些小功率的电感器其单位通

11、常是nH 、PH。用N或R代表小数点例如：4N7 表示为 4.7 nH 4R7 表示 4.7 H 47N 表示为 47 nH6R8 表示为 6.8 H 第38页/共112页 色标法（与色环电阻类似）（4色环）紧靠电感体一端的为第一环，露着电感体本色较多的一端为末环第一色环表示 高位，第二色环表示 低位，第三色环表示倍乘（单位 H ）第4色 环表示误差率第39页/共112页电感色环误差表电感色环误差表色别第4色环误差色别第4色环误差棕 1%黑 20 %红 2 %金 5 %橙 3 %银 10 %黄 4 %第40页/共112页 数码标示法用3位数字来表示电感器的电感量标称值， 在最后一个数字后面加字

12、母表示 允许偏差从左至右第一、二位为有效数字，第三位为倍乘。例如：102 J 表示：1000 H 允许偏差 5% 183 K 表示：18mH 允许偏差 10% 470 或者 47 表示： 47 H 第41页/共112页电感器、变压器检测方法与经验电感器、变压器检测方法与经验 1、色码电感器的的检测将万用表置于R1挡，测量电感的阻值。a、被测色码电感器电阻值为零，其内部有短路性故障。b、能测出电阻值，则可认为被测色码电感器是正常的。(电阻值与电感的线圈匝数、线径有关）第42页/共112页 2、高频、电源变压器的检测A、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象B、测量初次级线圈的电阻C、通电

13、测量次级电压与标称电压相比较第43页/共112页第44页/共112页二极管的检测二极管的检测 1.普通二极管的检测普通二极管的检测 二极管的极性通常在管壳上注有标记，如无标记，可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断（一般用R100或1K档） A、正向电阻B、反向电阻第45页/共112页 2.普通发光二极管的检测普通发光二极管的检测选择万用表电阻R10k档，测量正反向的电阻值，同时观察发光二极管是否发光。3、变色发光二极管的检测分别测量，变色发光二极管中，2个发光二极管独立点亮与共同点亮的情况第46页/共112页第47页/共112页2、三极管的工作状态（放大、截止、饱、三极管的工作状态（放大、截

14、止、饱和）和）第48页/共112页第49页/共112页 常用的进口管韩国：90XX 系列9011、9013、9014、 9018 （NPN)9012、 9015（PNP）国外：2SX系列 (2SDXX)第三位含义同国产管的第三位基本相同第50页/共112页第51页/共112页引脚的一般排列规则引脚的一般排列规则第52页/共112页三极管的选用三极管的选用主要2点 三极管的电流放大系数 三极管承受的极限参数ICM U(BR)CEO PCM 第53页/共112页开关、接插件、保险元件和电声器件开关、接插件、保险元件和电声器件 开关简单的开关控制一个电路（或支路）的通或断。如果几个电路同时改变，这中

15、改变又有可能具有几种选择，则应根据“需改变的电路数”及每个电路的“状态选择数”来确定开关的“刀数”和“掷数”第54页/共112页选用注意事项选用注意事项 适用应用场合（常开、常闭、按钮、多刀、多掷、体积、性价比） 电参数（电压、电流） 开关的测量第55页/共112页BCD码拨盘开关码拨盘开关 机械式的开关，设定输出2进制数（高电平表示1，低电平表示 0）第56页/共112页接插件接插件 接插件的功能是进行电路的连接，使整个系统结构正规化，各部分容易拆装。 接插件数量种类繁多本质上来说分“插件”和“接件”第57页/共112页接插件外观及使用接插件外观及使用 适用场合（功能模块与功能模块之间的连接

16、。例如：负载、电源、探测模块等）第58页/共112页排针排针 排针的使用第59页/共112页保险元件保险元件 作用：在电路过载（电流过大）时自动熔断，保护相关的元器件。 1、普通玻璃保险丝第60页/共112页其他种类保险元件其他种类保险元件 2、快速熔断熔断时间短，适用于要求快速切断电路场合 3、延迟型保险丝特点：短时间能够承受大电流冲击电流，在过载一段时间后能可靠熔断第61页/共112页 4、温度保险丝通常安装在易发热的变压器和功率管，以及电饭锅和电钻等电路中，温升超过允许值自动熔断 5、自恢复保险丝近年来新型的一种保险元件，过载时候自动熔断，电流恢复正常后自行正常第62页/共112页电声器

17、件电声器件 基本概念1、声音的产生声波：振动频率在20HZ20 000HZ之间的机械波，能引起人耳鼓膜振动而被听见，这种机械波叫声波。声源：声音都是因为物体的振动而产生的，会发生的物体即为声源媒介：能传播声音的物质称为媒介第63页/共112页电电声声 转换器件转换器件 扬声器原理第64页/共112页扬声器的选用及测量扬声器的选用及测量1、扬声器选用主要性能参数 额定功率扬声器的非线性失真不超过某一数值时，所能输入的最大功率（标在扬声器背后） 阻抗一般表示在频率为400HZ时的阻抗值其他性能：频率响应、效率、灵敏度等第65页/共112页 2、扬声器的测量第66页/共112页其它的电其它的电声器件

18、声器件 1、微型直流音响器其内部由线圈、磁铁、振动膜片和电路组成。体积小、重量轻、耗能低安装方便等特点需要工作电压（1.5V、3V、 6V等规格）适用于打印机、电话机、报警器等场合 2、压电陶瓷片利用压电效应制成压电陶瓷喇叭及各种蜂鸣器由于低音频少的特点 用在：门铃、报警器、小型智能化装置第67页/共112页压电陶瓷片的检测压电陶瓷片的检测1、固定电阻检测 （阻值为无穷大）2、施加压力后的检测（阻值发生变化）第68页/共112页声声电电 转换器件转换器件 传声器（话筒）主要技术指标：灵敏度、频率响应、固有噪声 1、动圈式话筒及原理第69页/共112页 2、驻极体话筒声电转换的关键元件为驻极体振

19、动膜，是一层极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层金薄膜，再经过高压电场驻极使两面分别驻有异性电荷，形成一个电容。当膜片遇到声波振动时候，引起电容两端的电场发生变化，从而产生随声波变化的电信号测量：第70页/共112页 其它类型的话筒A、晶体式话筒B、铝带式话筒C、电容式话筒第71页/共112页光电组件光电组件 1、LED数码管 外观 内部结构第72页/共112页 检测方法（引脚判别） A、1位数码管的判别1、共阴极、共阳极的判定2、各断码的对应引脚的判定第73页/共112页 B、四位数码管的判定 1、公共端和共阴极、共阳极的判定2、各断码的判定第74页/共112页 2、液晶（LCD）显示器件它

20、利用利用液晶分子在电场中会改变方向的特点，来达到显示目的。A、数码液晶显示 （计算器）B、点阵液晶显示(文曲星、手机显示屏） 点阵液晶显示器的使用第75页/共112页 3、光电耦合器概念：以光为媒介传输电信号的器件。它由一只发光二极管和一只光敏元件（如光敏三极管、光敏二极管）组成。特点：信号单向传输，输入端和输出端隔离，输出信号对输入信号无影响，抗干扰能力强，传输效率高，工作稳定，无触点，使用寿命长等特点第76页/共112页 实物 内部结构 检测示意图第77页/共112页简单的应用电路举例简单的应用电路举例1、原理电路2、波形图第78页/共112页 4、光电开关 A、沟式光电开关 B、发射式光

21、电开关第79页/共112页继电器继电器 继电器是自动控制电路中常用的一种元件。利用较小的电流来控制较大电流的一种自动开关。在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。 电磁式继电器结构及原理第80页/共112页 实物外观第81页/共112页 继电器的选用原则1、触点： 根据被控制的电路确定触点的种类和数量，然后根据触点电路中的电流种类、电压及电流的大小来选定触点的容量2、工作电流和电压：根据控制电路的特点，考虑继电器的电流种类，工作状态时候电流、电压及功率等第82页/共112页 继电器的选用原则3、动作时间：根据被控制电路的时间要求，确定继电器的动作时间4、工作环境（环境的温度和湿度、需要

22、的寿命、外形尺寸、体积及重量、在非固定设备上使用时允许的振动情况）第83页/共112页 继电器的测量1、测量线圈的电阻（估测）2、判断常闭触点是否连接良好、常开触点是否正常开路第84页/共112页继电器的简单应用举例继电器的简单应用举例特点1、控制电路与被控电路之间相互隔离2、实现低压控制高压第85页/共112页继电器应用举例继电器应用举例2第86页/共112页传感器传感器 概述 传感器是指能感受规定得被测信号，并将被测信号量按照一定规律转换成可用的输出电信号的器件和装置第87页/共112页 组成框图 敏感元件：直接感受被测信号 转换元件：将敏感元件的输出转换为适合于传输和测量的电信号 信号调

23、节电路：将转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用信号第88页/共112页传感器的分类传感器的分类 1、力学测量 2、热学测量 3、声学测量 4、光学测量 5、磁学测量 6、电学测量 7、化学测量 8、生物测量例如：热敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻、磁敏电阻等本质上也是属于传感器第89页/共112页其他半导体器件其他半导体器件 可控硅（晶闸管）分类：1、单向可控硅2、双向可控硅第90页/共112页 单向可控硅 内部结构等效图及原理1、阳极和阴极之间加了正向的电压，但是控制极未加电压时，阳极和阴极之间处于开路状态2、阳极和阴极之间加正向电压，控制极和阴极之间加上一定数值的正电压，阳

24、极和阴极导通。3、在可控硅导通的情况下撤销控制电压，阳极和阴极之间仍然保持导通，主电极电压为零时自动阻断第91页/共112页 引脚判别及好坏初步判定1、选择 1K 电阻档2、任意两两测量可控硅的3个引脚，根据电阻读数判定 G、K、 A3、根据上述测得的引脚结果，判定可控性第92页/共112页 可控硅的应用1、可控整流电路2、调光电路3、保护电路第93页/共112页 双向可控硅简介 原理1、主电极（第一、第二阳极）之间加电压而控制极无触发信号，双向可控硅不导通2、无论主电级电压极性如何，控制极触发信号可正可负均可触发双向可控硅导通。3、双向可控硅导通后除去触发信号，能继续保持导通，但主电极电压为

25、零时，双向可控硅自动阻断第94页/共112页常用集成电路常用集成电路1、集成电路外观图2、引脚排列序号第95页/共112页 集成三端稳压器78系列3端稳压器1、外观引脚排列2、工作电压要求3、调试电路的时应用79系列3端稳压器输出负的稳定电压引脚排列：2-in 1-gnd3- out第96页/共112页时基集成电路时基集成电路 NE5551、内部结构2、引脚功能第97页/共112页多谐振荡器多谐振荡器555定时器和外接元件RA、RB、C构成的多谐振荡器，脚2和脚6直接相连，它将自激发，成为多谐振荡器。外接电容C通过RA + RB充电，再通过RB放电，在这种工和模式中，电容C在1/3UCC和2/

26、3UCC之间充电和放电，其波形如图所示。 第98页/共112页集成块资料的阅读集成块资料的阅读举例：DM7400DM74LS245第99页/共112页电路板设计制作电路板设计制作 电路板的概念： 按设计原理图将实物器件焊接在板上，使其实现原定的功能。功能：提供集成电路等各种电子元器件的之间的电气连接或绝缘，组装的机械支撑，固定等，为元件的插装、检查、维修提供识别的字符和图形第100页/共112页 印制电路板的构成（1）绝缘基材 一般由环氧纸基、环氧玻璃基制成（2）铜箔面构成连线和 焊盘的面工业生产中阻焊层（绿油面）、字符层（白油面）、孔第101页/共112页印制电路板的设计目标印制电路板的设计目标 1、准确性 2、可靠性 3、工艺性 4、经济性第102页/共112页印制