生产实习报告

29/29生产实习报告姓名：刘杰学号：5专业：通信工程日期：2011-南京理工大学紫金学院电光系1引言（或绪论）生产实习作为我们毕业前的一项重要实习过程，也是我们在大学四年最后的一堂实验课程，对我们毕业后的工作和生活有着重要的意义。在实习开始之前，老师就要求我们以对待工作的态度来对待这次生产实习,严格遵守上下班时间，不得无故缺席，因此，我对这次实习更是更加上心。这次生产实习楗我们熟悉和掌握通用（模拟）示波器基本工作原理，初步掌握通用（模拟）示波器主要技术指标和电子产品基本设计方法，熟悉和掌握J2459型学生示波器生产流程和工艺要求。最后完成J2459型学生示波器的焊接、组装和调试。1.1生产实习主要内容1）熟悉和掌握通用（模拟）示波器基本工作原理。2）初步掌握通用（模拟）示波器主要技术指标和电子产品基本设计方法。3）熟悉和掌握J2459型学生示波器生产流程和工艺要求。4）完成J2459型学生示波器的焊接、组装和调试。1.2生产实习基本要求1）相关知识准备充分，掌握示波器电路原理、工艺要求和生产流程。2）在组装示波器过程中，要认真、细心、焊接技术熟练，调试方法合理，达到产品组装安全、合格目标。3）能够正确回答指导教师的问题，对本产品的整体设计和生产过程有很好的理解和掌控。4）两人一组，分工协作，各负其职。一人负责装配过程中的质量监控、元器件配置和测量，元件安装位置审核和调试，一人主管印刷板的焊接和调试。2模拟示波器基本原理2.1通用模拟示波器基本原理通用模拟示波器由示波管、垂直放大器、水平放大器、扫描发生器、同步电路及电源等部分组成。通用模拟示波器原理框图如图1。图1通用模拟示波器原理框图2.2模拟示波器示波管及图形显示原理2.2.1示波管是示波器的显示部分，它是根据带电粒子在电场中要受到电场力作用的原理制成的电子显示器件。J2459型示波器用8SJ31J小型示波管的内部结构示意图如图2。它主要由电子枪、偏转板、荧光屏三部分组成。图2一般小型示波管内部结构示意图1.电子枪电子枪由灯丝F、阴极K、控制栅极G，第一阳极（加速阴极）A1、第二阳极（聚焦阳极）A2等部分组成，它的作用是发射出高速运动、直径很细的电子射线（或称电子束）。偏转板是两对平行金属板。靠近电子枪的一对是垂直偏转板D3、D4，另一对是水平偏转板D1、D2，相互垂直安装，它们靠荧光屏一端向外张开，防止偏转后的电子射线碰撞于偏转板上。如果在垂直偏转板加上电压Uy，其间即形成均匀电场。从电子枪发射出来的电子射线通过偏转板时，受电场力的作用而产生偏移。2.荧光屏在荧光屏上垂直方向的偏转距离与加在垂直偏转板上的电压成正比。Y＝AyUyAy为示波管垂直偏转板的灵敏度，单位为厘米／伏。同样荧光屏上水平方向偏转距离与加在水平偏转板上的电压成正比：X＝AxUx

Ax：为示波管水平偏转板的灵敏度，单位为厘米／伏。电子射线通过垂直和水平偏转板后，按照这两对偏转板上所加电压规律上下左右偏移，最后打在荧光屏上，使荧光屏发出光迹。荧光屏是在示波管玻璃底壁涂荧光剂而成，电子射线轰击荧光剂涂层使它发光，就显示出被测信号波形。可以更通俗地解释为：电子枪的作用如同笔，偏转板的作用如同手，荧光屏的作用如同纸，三者配合起来才能绘出图形。2.2.图3表示示波管两对偏转板加上不同电压时，荧光屏上光点变化的情况。图3示波管两对偏转板加上不同电压时，荧光屏上光点变化情况如果正弦波信号周期是锯齿波周期的1／2，则示波管上可显示二个周期的正弦波。3.通用示波器（模拟）主要技术指标简介3.1示波管类型示波管的屏幕是在它的管壁内侧涂上一层磷光物质来形成的。这种由磷光物质构成的荧光膜在受到高速电子轰击后，将电子的动能转化为光能，形成光点，并出现余辉时间(从电子束停止作用到光点亮度下降到其原始值的10％所延续的时间称为余辉时间)。正是利用荧光屏的余辉，当电子束随信号电压偏转时，才能观察到由光点的移动轨迹而形成的整个信号波形。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs～1ms为短余辉，1ms～0．1s为中余辉，0．1s～1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。观察高速信号时，一波管发出的荧光和磷光的颜色大体相同，通常是绿色或蓝色。当高速电子束轰击荧光屏时，其动能除转变为光外，也将产生热。所以，如过密的电子束长时间集中于屏幕同一点时，由于过热会减弱磷光物质的发光效率，严重时能把屏幕上的这一点烧成一个黑斑。所以在使用示波器时不应当使光点长时间停留于一个位置。一般使用短余辉示波管，如使用长余辉示波管反而会模糊不清。高频示波器：短余辉，通用示波器：中余辉示波管。。超低频示波器：长余辉示波管。3.2水平时基灵敏度示波器时基灵敏度又称示波管水平偏转因数：us/cm（带宽）。电子束在屏幕上的水平偏转距离正比于加到偏转板上的电压。这是示波器测量方法的理论基础，扫描电压一定，水平偏转距离一定。当扫描电压达到最大值时，亮点即达到最大偏转，然后从该点返回到起始点。若扫描电压重复变化，在屏幕上就显示一条亮线，这个过程称为“扫描”。亮点由左边起点到达右边终点的过程称为“扫描正程”，而迅速返回扫描起始点的过程称为“扫描回程”或“扫描逆程”。理想锯齿波的回归时间为零。由于扫描电压UX随时间做线性变化，所以荧光屏的水平轴就成为时间轴。亮点在水平方向偏转的距离大小代表时间的长短，故称扫描线为时间基线。示波管水平偏转因数，单位为us／cm，表示光点在荧光屏水平方向偏转1cm所代表的时间。选择示波器最小的扫描时间档，在示波管上可以稳定和完整显示被测波形的两个周期，该被测波形对应的频率即为此示波器的上限频率。频率响应：1Hz～10MHz≤3dB灵敏度：≤20mVpp／格输入阻容：1MΩ／1PF3.3垂直灵敏度示波管垂直偏转因数，单位为V／cm，它表示光点在荧光屏垂直方向偏转1cm所需要在垂直偏转板上的电压值(峰-峰值)。由于垂直偏转板靠近电子枪，水平偏转板靠近荧光屏，故垂直偏转板的偏转灵敏度比水平偏转板的灵敏度高，便于观测微弱信号。直流：DC～20MHz≤3dB交流：10Hz～20MHz≤3dB灵敏度：≤5mVPP／格输入阻容：1MΩ／10ppF衰减倍率：1、10、100、1000，四档±10％输入耐压：400V（DC＋ACpp）3.4双踪显示双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。一般来说，一个示波器只有一套电子枪系统。而在日常测量中，经常需要比较两个或者两个以上被测信号之间的相位，这就需要示波器能够同时完成两路被测信号的显示。这就叫双踪显示。示波器完成双踪显示的方法有两种，分别叫交替显示(ALT)、断续显示(CHOP)。它们都是利用人眼的视觉暂留现象实现的。这一点，类似于计算机的多任务分时操作，利用设备的高速性能和人对事物观察的缓慢，让观察者察觉不到设备内部的分时操作。（1）交替方式以水平扫描的锯齿波周期为节拍，在Y轴偏转板上交替接通两路被测信号。在1锯齿波周期内，Y轴偏转板上为通道A信号，电子束在荧光屏上扫出一个信号A片断，在2锯齿波开始，Y轴偏转板接通通道B信号，电子束在荧光屏上扫出一个信号B片断，如此往复，就在荧光屏上得到了信号A和信号B的同时显示。在交替显示中，负责切换两个通道信号的电子开关，是以水平扫描的锯齿波周期为节拍的。因此，当被测信号频率较低时，人眼可以看出这种切换，不利于波形的稳定显示。所以，此时一般使用断续方式实现双踪显示。（2）断续方式在水平扫描的同一个锯齿波周期内，在Y轴偏转板上以一定速率，轮流接通两路被测信号。可在荧光屏上得到信号A和信号B的同时显示。在断续显示中，负责切换两个通道信号的电子开关，由于转换频率较快，虽然被测信号是断续方式显示，但人眼看不出这种切换，波形的显示是稳定的。3.5同步触发方式示波器得到稳定显示一个波形的条件：（1）待测信号UY为频率FY稳定的周期性信号。（2）UX为频率FX稳定的锯齿波电压。（3）FX=N*FY(n为正整数)。满足上述这三个条件称为同步。它依靠同步电路进行自动调节。内同步触发：用待测信号去控制扫描频率；电源同步触发：用50Hz市电去控制扫描频率；待测信号频率应与电源有关。外同步触发：用与之相关的第三个信号去控制扫描频率。3.6输入耦合方式接地；交流耦合；直流耦合。3.7校准信号示波器校准信号：方波1KHz，50mV。3.8探头（1）高频探头：1:1，10:1；（2）低频探头：1:1，10:1。3.9其它工作温度：－10℃～＋40℃相对湿度：≤80％（40℃）使用电源：220V±10％、50Hz。消耗功率：约50VA工作时间：连续24小时机箱尺寸：200×320×420（mm）3重量：约7.5Kg4.2459示波器组装过程简介4.1示波器组装要点（1）熟悉2459示波器工作原理（2）熟悉2459示波器电路结构水平放大器输入衰减器垂直放大器锯齿波发生器同步触发电路自检正弦信号发生器高压电路（辉度、聚焦、辅帮聚焦）低压电路（放大电路、信号发生器、触发电路等电源）灯丝电路（示波器灯丝）消隐电路（锯齿波逆程回扫抑制电路）（3）熟悉工艺结构（4）熟悉印刷版、元器件位置和整机连接线（5）熟练掌握焊接技术4.2元器件焊接技能训练（1）熟悉电烙铁使用方法（2）熟悉元器件安装工艺要求（3）练习元器件焊接技术4.3示波器元器件核对和检测（1）电阻阻值核对、分类和排序（2）电容阻值核对、分类和排序（3）二极管、三极管检测（自装放大电路用示波器、信号源监测）（4）连接线类型、连接位置和连接线色标4.4印刷版元件装配次序（1）电阻焊接（2）二极管焊接（3）电容（独石电容）焊接（4）三极管焊接（5）电容（电解电容）焊接（6）连接线焊接电源开关连接线、扫描板连接线、辉度板连接线、主板电源连接线4.5整机装配次序（1）后面板装配变压器、示波器支架、电源插座。（2）前面板装配电源开关、辉度控制板、扫描板、示波器网格。（3）整机装配示波管插座、示波管、左右连接件、上连接件（4）整机连线辉度控制板、扫描板到主板的连接线，电源线连接。5.电子产品电磁兼容设计简介5.1电磁干扰的类型电子产品的电磁干扰源广泛存在自然界和日常生活中，电磁干扰源分布示意图如图4所示。图4电子产品的电磁干扰源示意图5.1.1自然电磁干扰源存在于地球和宇宙，主要包括雷电干扰、大气干扰、宇宙干扰和热噪声等。自然电磁现象会产生电磁噪声。一般情况下，人为电磁干扰源比自然电磁干扰源发射的干扰强度大，对电磁环境的影响严重，所以这里重点讨论人为电磁干扰源。5.1人为电磁干扰源包括功能性干扰源和非功能性干扰源。5.1.2.指设备、系统在实现自身功能的过程中产生有用电磁能量而对其他设备、系统造成干扰的用电装置，又称有意发射干扰源，如无线广播、电视、无线通信、雷达、导航等发射设备，是通过向空间发射有用信号的电磁能量来工作的，对不需要这些信号的电子系统或设备将构成有意的干扰，而且是电磁环境的重要污染源。5.1.22许多装置并非通过释放电磁能量来工作，却能无意地发射电磁能量，如电力输电线，电气化铁路，汽车点火系统，强电开关系统，工业、科研和医疗设备，各种家用电器以及办公设备等。这种电磁能量的发射可能是向空间的辐射，也可能是沿导线的传导发射，既可以是随机的，也可以是有规则的，一般有较宽的频带或离散频谱，发射功率可从纳瓦(nW)级到兆瓦(MW)量级。5.2抗电磁干扰设计的工程方法5.2.1电磁兼容(Electro-MagneticCompatibility，EMC)一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。换句话说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，在电磁环境中具有相容性的状态。相容性包括设备内电路模块之间的相容性、设备之间的相容性和系统之间的相容性。为了实现系统内、外的电磁兼容，需从技术和组织两方面采取措施。所谓技术措施，就是从分析电磁干扰三要素入手，采取有效的技术手段：1.抑制干扰源，减少不希望有的发射；2.消除或减弱干扰耦合；3.增加敏感设备的抗干扰能力，削弱不希望的响应；这就要利用各种抑制干扰技术，包括合适的接地，良好的搭接，合理的布线、屏蔽、滤波和限幅等技术以及这些技术的组合使用，还包括电磁干扰的分析与预测、电磁兼容设计和电磁干扰测量技术等。5.2.21.空间分离：地点位置控制、自然地形隔离、方位角控制、电场矢量方向控制。2.时间分隔：时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔。3.频谱管理：频谱规划/划分、制定标准、频率管制等。4.电气隔离：变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换。5.传输通道抑制：具体方法有滤波、屏蔽、搭接、接地、合理布线。其他技术。5.2.3滤波：将信号频谱划分为有用频率分量和干扰频率分量，剔除和抑制干扰频率分量，切断干扰信号沿信号线或电源线传播的路径。借助滤波器可明显的地减小传导干扰电平，因此恰当地设计、选择和正确地使用滤波器对抑制干扰是非常重要的。接地：电子设备工作所必需的技术措施。接地有安全接地和信号接地，同时接地也引入接地阻抗及接地回路干扰，事实证明接地设计对各种干扰的影响是很大的。因此，在电磁兼容领域中，接地技术至关重要，其中包括接地点的选择，电路组合接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用等。搭接：指导体间的低阻抗连接，只有良好的搭接才能使电路完成其设计功能，使干扰的各种抑制措施得以发挥作用，而不良搭接将向电路引入各种电磁干扰。因此在电磁兼容设计中，必须考虑搭接技术，以保证连接的有效性、稳定性及长久性。布线：印制电路板的电磁兼容性设计的关键技术。布线时应该选择合理的导线宽度，采取正确的布线策略，如加粗地线、将地线闭合成环路、减少导线不连续性、采用多层印制电路板等。5.2.4电气隔离是抑制电路中传导干扰的可靠方法，同时还能使有用信号正常耦合传输。常见的电气隔离耦合有光电耦合、机械耦合、电磁耦合等。DC/DC变换器：直流电源的隔离器件，它将直流电压U1变换成直流电压U2。为了防止多个设备共用一个电源引起共电源内阻干扰，应用DC/DC变换器单独对各电路供电，以保证电路不受电源中的信号干扰。DC/DC变换器是应用逆变原理将直流电压变换成高频交流电压，再经整流滤波处理，得到所需要的直流电压。由于DC/DC变换器是一个完整器件，所以它是一种应用广泛的电气隔离器件6.电子产品可靠性设计简介6.1可靠性的研究内容可靠性工程是为了保证产品在设计、生产及使用过程中达到预定的可靠性指标，应该采取的技术及组织管理措施。这是介于技术和管理科学之间的一门边缘学科,可靠性作为一门工程学科，它有自己的体系、方法和技术。1)可靠性管理：完善可靠性组织结构,规划出可靠性组工作的目标制定出相应的流程,规范可靠性工作,监督可靠性工作的实施培训可靠性知识,增强质量意识,规避设计风险.2)可靠性设计：通过设计奠定产品的可靠性基础.研究在设计阶段如何预测和预防各种可能发生的故障和隐患.3)可靠性试验及分析：通过试验测定和验证产品的可靠性，研究在有限的样本、时间和使用费用下，如何获得合理的评定结果，找出薄弱环节，并研究导致薄弱环节的内因和外因，研究导致薄弱环节的机理，找出规律，提出改进措施提出以提高产品的可靠性。4）制造阶段的可靠性：研究制造偏差的控制、缺陷的处理和早期故障的排除，保证设计目标的实现。6.2可靠性设计可靠性设计的主要任务就是通过可靠性预测、分析、试验和改进等可靠性活动，把可靠性要求设计到产品文件与图纸中去行成产品的内在可靠性。可靠性设计是整个产品设计工作中的一个重要组成部分，它与广项功能设计相辅相成，通过功能设计可初步确定产品的功能与结构，运用可靠性设计，对产品的可靠性进行分析、评价和改进，使产品功能设计更趋于完善。具体地说，可靠性设计的基本工作内容一般依产品设计内容分为产品系统设计和产品零部件设计两大部分。6.2.1确定产品的工作环境条件：根据功能、成本和时间限制确定产品系统可靠性要求。制定产品的可靠性规范：确定对产品包装、运输、使用、保管等方面可靠性要求。确定产品的维修及安全性等方面基本要求：编制生产制造过程中可靠性控制计划。6.2.21.规定零部件可靠性要求，规定零部件技术性能指标确定可靠性试验方法与要求，列出具有高可靠性及低可靠性的零部件清单，确定零部件失效率要求值确定所选部件的寿命和非周久性部件的检查及其互换标准确定重要零部件的获得、使用和试验方法，设计零部件的安全系数，采用标准设计方式进行安全设计确定冲击、振动、缓冲框架、减震装置的寿命，预测可靠性和更改设计，分析典型部件的失效覆式，明确其所引起的影响审查零部件的可靠性，进行零部件的寿命试验和破坏性试验，并把各种试验结果和指标相比较，进行必要的设计更改7.对软件的可靠性进行设计、试验和审查6.3可靠性预测可靠性预测是对产品系统可能达到的可靠性水平，利用其结构、功能、环境及相互关系的信息进行定量分析估计的一种方法。6.3.1在可靠性设计中应用可靠性预测的主要目的是：①为设计决策提供科学合理的依据。如对不同设计方案的选择，元器件、零部件质量等级的确定，新技术、新材料的采用及设计是否需要改进等；②根据预测结果，编制可靠性关键件清单，为生产过程质量控制提供依据；③为可靠性试验方案设计提供依据；④为产品系统的可靠性指标分配提供依据和顺序；⑤对产品使用、维护提供信息等。此外，可靠性预测还可作为不能直接进行可靠性验证的大型产品系统的可靠性估计。由于可靠性预测是根据已知的数据、过去的经验和知识对新产品系统的设计进行分析，因此，数据和信息来源的科学性、准确性和适用性以及分析方法的可行性就成为可靠性预测的关键。可靠性预测一般在设计初期就开始，而且越早进行效果越好，并随着产品设计、研制工作的展开逐步深入，不断完善。在产品方案论证阶段，可靠性预测只限于了解产品系统大体情况，并根据相似产品系统的已知信息进行一般性预测。在初步设计阶段，有了产品初步草图和零部件一览表，则可进行初步的可靠性预测。而到技术设计阶段，则根据已确定的元器件、零部件进行具体、详细的可靠性预测。6.3.2可靠性预测一般按下述十个步骤进行：①确定质量目标：对产品系统的设计、研制目的、用途、功能、性能参数等进行明确的规定。当然，这些规定将随着设计、研制工作的进展而不断精确与完善。②拟定使用模型：对产品系统交付使用到最后报废的整个使用过程，其经历的环境及有关事件，如运输、贮存、试验检查、运行操作和维修等拟定工作模型。③建立产品结构：以图解形式，形象地表明产品系统中各单元组成情况，如用可靠性方框图、事故（或故障）树、状态图或它们的结合来表述产品可靠性结构模型。④推导数学模型：根据产品的结构模型和单元的可靠性特征量，经过一系列假设、简化、近似运算，推导出系统数学模型。这个数学模型可以是一组数字表达式，也可以是一组状态矩阵。⑤确定单元功能：单元是组成系统的一个功能级别，可以是组件、部件或元器件，它们具有一定的可靠性量值，在可靠性框图中是一个独立方块，必须—一确定。⑥确定环境系数：通过产品系统在使用期中所经历的工作环境条件应力分析，确定环境系数。⑦确定系统应力：根据产品工作方式和工作应力分析，确定除额系数、应用系数和工作／天工作的时间比。⑧假定失效分布：根据系统中各个单元的寿命特征，使用相应的失效分布。未知失效分布时，可先假定并在取得数据后核实、修正。⑨计算失效率：根据选定的质量等级、环境应力、工作应力和失效分布，计算单元的工作失效率和贮存失效率。⑩计算产品可靠性：把各单元失效率数据作为输入，利用产品系统的可靠性数字模型，计算出产品系统的可靠性数值。6.4可靠性指标衡量产品可靠性水平有好几种标准，有定量的，也有定性的，有时要用几种标准（指标）去度量一种产品的可靠性，但最基本最常用的有以下几种标准。6.4.1产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为N，从t=0时开始使用，随着时间的推移，失效的产品件数逐渐增加，而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少，用R(t)表示产品在任意时刻t的可靠度：R(t)=[N-n(t)]/NN：试验样品总数n(t):到t时刻样品失效的总数由上式可看出0≤R(t)≤1,因此R(t)越接近于1,产品的可靠度越高.显然，不可靠度：F(t)=n(t)/N=1-R(t)可靠度加上不可靠度等于1,即R(t)+F(t)=16.4.2失效率（故障率）λ（t）它是指某产品（零部件）工作到时间t之后，在单位时间△t内发生失效的概率。对目前具有高可靠性的产品来说,需用更小的单位来作为失效率的基本单位,采用一个菲特(Fit)定义,1Fit=10-6/103h=10-9/h它的意义是每1000个产品工作106h,只有一个失效。失效率曲线(浴盘曲线Bathtub-curve):产品的失效率随工作时间的变化具有不同的特点,根据长期以来的理论研究和数据统计,发现多数设备失效率曲线形同浴盘的剖面,它明显地分为三段,分别对元器件的三个不同阶段或时期.第一阶段是早期失效期(InfantMortality);表明器件在开始使用时,失效率很高,但随着产品工作时间的增加,失效率迅速降低,这一阶段失效的原因大多是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。为了缩短这一阶段的时间，产品应在投入运行前进行试运转，以便及早发现、修正和排除故障；或通过试验进行筛选，剔除不合格品第二阶段是偶然失效期，也称随机失效期(RandomFailures)；这一阶段的特点是失效率较低，且较稳定，往往可近似看作常数，产品可靠性指标所描述的就是这个时期，这一时期是产品的良好使用阶段，由于在这一阶段中，产品失效率近似为一常数，故设λ(t)=λ(常数)由可