海南大学pcb实验报告

海南大学电子信息系统综合实验报告学院信息科学技术学院专业通信工程班级姓名学号日期2012年12月25日电子信息系统综合实验报告实验目的：熟悉电路板的制作过程；掌握AltiumDesigner的使用对一般常用电子器件的识别和测量；掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺；掌握电路图的分析方法掌握简单电子线路的调试技巧和方法。实验设备及器材手电钻，电烙铁，曝光机，斜口钳，感光敷铜板，显影剂氯化铁溶液，焊锡，电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。实验内容AltiumDesigner学习3.1.1AltiumDesigner简介AltiumDesigner从功能上由以下5部分组成，分别是：电路原理图（SCH）设计、印制电路板（PCB）设计、电路的仿真、可编程逻辑电路设计系统和信号完整性分析。①电路原理图设计电路原理图设计系统由电路原理图（SCH）编辑器、原理图元件库（SCHLib）编辑器和各种文本编辑器等组成。该系统的主要功能是：绘制和编辑电路原理图等；制作和修改原理图元件符号或元件库等；生成原理图与元件库的各种报表。②印制电路板设计印制电路板设计系统由印制电路板（PCB）编辑器、元件封装（PCBLib）编辑器和板层管理器组成等。该系统的主要功能是：印制电路板设计与编辑；元件的封装制作与管理；板型的设置与管理。③电路的仿真AltiumDesigner系统含有一个功能强大的模拟/数字仿真器。该仿真器的功能是：可以对模拟电子电路、数字电子电路和混合电子电路进行仿真实验，以便于验证电路设计的正确性和可行性。④可编程逻辑电路设计系统可编程逻辑电路设计系统由一个具有语法功能的文本编辑器和一个波形发生器组成。该系统的主要功能是：对可编程逻辑电路进行分析和设计，观测波形；可以最大限度地精简逻辑电路，使数字电路设计达到最简。⑤信号完整性分析AltiumDesigner系统提供了一个精确的信号完整性模拟器。可用来检查印制电路板设计规则和电路设计参数，测量超调量和阻抗，分析谐波等，帮助用户避免设计中出现盲目性，提高设计的可靠性，缩短研发周期和降低设计成本。3.1.2AltiumDesigner的原理图绘制【第一步】：创建设计库文件并新建原理图①建立一个设计库文件*.DDB建立方法：File→New→新建一个*.DDB文件②打开定义新建库文件的选项重命名DDB文件名为你的设计库名称，比如LED闪光电路，更改储存路径，以便以后查找。③进入并新建*.SCH建立方法：打开你的DDB文件→打开Documents文件夹→File→New→新建一个*.SCH文件→重命名你的SCH文件名为你的设计库名称④设置图纸的大小Design→Options→按要求选择图纸大小，比如A4【第二步】：添加、删除元件库①添加或删除元件库添加方法：点击软件右侧的Libraries→AvailableLibraries→Installed→选中库点击Remove可删除库；浏览你的库所在文件夹即可选择添加库②浏览元件库中的元件浏览方法：点击软件右侧的Libraries→BrowseSCH→选择下拉菜单为Libraries即可【第三步】：放置元件及其相关快捷键①选取元件放置于原理图纸中，继续点击左键可以连续放置，点击右键撤销选中，按键盘上Ctrl+Z组合键可以往前撤消操作。②使用键盘的翻页键pageup和pagedown可以以鼠标为中心放大或缩小视野。③对元件进行拖拽：把鼠标放在元件上，点住左键不放，即可拖拽。④对元件进行旋转：在拖拽的状态下，按空格键。⑤X轴镜像与Y轴镜像翻转：在拖拽的状态下，按X或Y键。⑥多个元件删除：在选中的状态下，按ctrl+Delete键删除被选中的元件。单个元件删除：用鼠标单击元件，元件出现虚线框后，按键盘上的Delete键。⑦对元件选中或撤销选中：用鼠标画虚框选中元件，被选中的元件将看有黄色的线框框着。按工具栏的撤销选中按钮则可以撤销选中元件。【第四步】：完善电路原理图①更改元件标注：双击需要编辑的器件即可编辑。在原理图中的器件序号必须是唯一的，如果器件很多就可以使用自动标注工具。②放置导线：放置好后就该用导线将它们连接起来，点击放置导线工具后，在需要放置导线的起点处点击一次鼠标左键，然后移动鼠标到终点处再点击一次鼠标左键，点一次鼠标右键可以重新开始新的画线，再点一次右键则停止画线。在连线过程中可以按空格键改变线形。③修改导线属性：双击导线，即可对导线进行编辑。④放置电源端子：选取电源端子放置电源正和电源地端，双击放置好的电源端子按要求进行属性修改。⑤生成网表：当我们把电路图连接无误之后，就要生成网络表（把所有的网络标签添加完后再生成网表文件），方法：Design→CreateNetlist→选中当前工程→点击OK。LED闪光电路原理图3.1.3protel的PCB图绘制①元器件的封装：新建一PCB文件→添加需要的库文件→放置元件、封装。②导入网表文件：画完电路原理图→打开器件的属性对话框→添加相应的封装类型→再次生成网表文件→进入PCB图将网表导入。导入方法：Design→LoadNets→选择之前生成的Netlis③可能出现的问题：执行导入操作后，提示出错或导入的元器件缺少了一部分等等。解决方法：A.原理图库中的封装要与PCB中的封装相对应，特别是脚位名。B.把各个器件相应的封装添加完后，必须再次生成网表文件再进入PCB图将网表导入。电路板的制作3.2.1制作流程及注意事项①锯板。注意用力要均匀，锯口要平整②磨边，把电路板的四周的毛刺磨掉。注意力度要适中，电路板与磨具转动的方向大约成45°。③曝光。注意先去掉感光板的外包装，将打印好的胶片的打印面贴在蓝色感光膜面上，原稿及感光板必须夹紧，注意把照明灯关掉，并做好遮强光的措施。④显影。调制显像剂前仔细阅读说明，按适当的比例配制。显影完成后进行水洗。⑤腐蚀。使用腐蚀液时注意不要沾到皮肤上。如不慎入眼，请立即用大量清水冲洗并迅速就医。腐蚀完成后进行水洗、干燥。⑥钻孔。电路板必须固定，保证钻孔时不转动，钻头应对准孔中间。工艺安装元件识别①色环电阻读数方法：带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。第一、二环每种颜色所代表的数：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。第三环颜色所代表的阻值范围：金色：几点几Ω、黑色：几十几Ω、棕色：几百几十Ω、红色：几点几kΩ、橙色：几十几kΩ、黄色：几百几十kΩ、绿色：几点几MΩ、蓝色：几十几MΩ。②贴片电阻读书方法：±5%精度的贴片电阻常规是用三位数来表示。例512,前面两位是有效数字,第三位数2表示有多少个零,基本单位是Ω；±1%的贴片电阻常规多数用4位数来表示,这样前三位是表示有效数字,第四位表示有多少个零4531也就是4530Ω,也就等于4.53KΩ。③数字万用表测三极管的管脚：首先将万用表打到测试二极管端（蜂鸣端），用万用表的红表笔接触三极管的其中一个管脚，而用万用表另外那支表笔去测试其余的管脚，直到测试出如下结果：1、如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。2、如果三极管的红表笔接其中一个管脚，而用黑表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为NPN三极管，且红表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的黑表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。手工焊接的基本操作及要领①准备施焊：准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。②加热焊件：将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。③熔化焊料：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。④移开焊锡：当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。⑤移开烙铁：当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。安装成型焊点检查焊锡过多焊锡过多焊接时有时会因掌握不好预热时间或者焊锡量造成焊锡过多。阐述电路原理 电路中，Q1的输出电压通过C2加到Q2的基极，而Q2的输出电压通过C1加到Q1的基极，从而构成晶体管振荡电路。在这个震荡的过程中，D1两端的电压也会随时间变化而变化，当D1正向电压达到D1的导通电压时，发光二级管就会亮，而不满足上述条件时就熄灭。周期的长短决定于电路元器件参数。记录测试波形（略）总结4.1实践需要理论的支持上个星期，我们终于亲自制作了属于自己的LED闪光电路，而且还真的成功了，那一刻，心里有说不出的喜悦。实验的成功离不开同学们和老师的帮助，当然，我也知道其中一个重要的原因是，我们在实践之前掌握了相关的理论知识，做了10次以上的上机练习。要知道，如果没有书本的理论知识和老师的讲解，我们肯定不可能知道怎么才能去实践我们的想法，更别说让我们的LED闪起来了！4.2理论知识需要实践的检验从书本和老师那里，我们学到了很多知识。我们懂得了怎么制作符合要求的电路板，如果是在电脑上用仿真软件来检验，我想我们的LED闪光很容易就能“成功”。然而，在现实中却不那么容易，我们的理论知识只有通过实践才能得到真正的检验。4.3实践中有困难也有乐趣相比于捧着书苦读，我想大部分人更愿意拿着实验器材捣鼓。想起当时大家一起锯板、磨边，老师教我们曝光电路板、显影、腐蚀等等。最后就是焊接了，前面还是比较顺利的，但是我焊完锡之后拿去测试，LED就是不亮