短学期电子电路安装实验

电子电路安装与调试短学期实践课程2014年7月实验内容一、音频功放电路安装、调试：1、完成音频功放电路板的安装、焊接和调试；2、掌握音频功放的性能指标、设计和调试方法；3、学习电路原器件的识别和相关仪器设备的使用；4、掌握用AltiumDesigner软件绘制电路原理图和PCB版图的

方法。

每人独立完成，调试时2人一组合用一套仪器，相互合作。

实验内容二、电子系统设计、制作、安装与调试：

1、内容:（1）数字钟（2）双积分型A/D转换器（3）温度测量与控制器

（4）ICL7107数字电压表（5）单片机系统或其他自选课题（经指导老

师同意，工作量、难度与上述实验相当）

以上（1、2、3）3个实验为实验教程（二）中最后的三个实验。

2、以小组为单位完成实验内容，包括系统方案设计、开题答辩、绘制PCB

版图、安装焊接、调试验收和结题。实验报告每人写一份，独立完成。

3、7月7日进行实验方案的答辩（要评分），要求每组讲清电路方案、器件选择、输入输出接口信号规范、电源等。答辩通过才能继续。

3人一组，相互合作，明确分工，实验报告每人一份（标明工作量）。实验内容二、电子系统设计、制作、安装与调试：器件选择原则：

有集成电路的就不选分立器件。

优先选用74LS系列TTL、4000和4500系列CMOS等。

直流和低频信号的放大等处理尽量选用运算放大器，根据需要可选择双

运放或四运放等。

温度传感器可选用LM35，也可选用热电阻。

查询器件数据资料的网站：。要会查阅资料（Data

Sheet)。注：书上P99图10.4.8有错。左侧第二个与非门C0和Q1相与应改为C0和

Q1的反相与。实验进度及注意事项1、要求每位同学留下联系方式，按照实验进度在规定时间提交作业，以免影响整体进度；（附:进度表）第一阶段：电子系统的设计、答辩、PCB制版（7.4-7.10）

AD文件上交最后截止时间：7月10日中午12:00前提交到邮箱：

AD文件包含四个文件：序号.PrjPCB、序号.SchDoc、序号.PcbDoc、器件清单.xls，打包后以“组号+姓名”为文件名第二阶段：音频功率放大器的设计、安装与调试（7.11-7.15）第三阶段：电子系统的安装与调试（7.16-7.20）2、227安装焊接，每人固定座位，注意管理好自己的实验工具和环境卫生；3、223电路调试，不允许带入电烙铁等焊接工具；4、实验室开放时间：8:30–16:30，课程时间不得无故缺席；5、实验资料下载：09:21

文件目录：电磁场与微波实验/2012短学期电子元器件的辨认一、电阻器熔断电阻贴片电阻光敏电阻热敏电阻排阻合金箔电阻水泥电阻金属膜电阻线绕电阻1、电阻器的种类2、电阻器的主要参数A、标称阻值和允许偏差允许偏差

厂家生产的电阻器，并不是包含任何阻值。电阻器、电容器的标称值通常采用E系列。E系列是一种由几何级数构成的数列。

它是以

≈1.5

、

≈1.2

、

≈1.1为公比的几何级数，分别称为E6系列、E12系列和E24系列。E6系列适用于允许偏差±20%的电阻、电容器数值。E12系列适用于允许偏差±10%的电阻、电容器数值。E24系列适用于允许偏差±5%的电阻和电容器数值。

E系列标称值（参见教程I，P26)E6系列±20%1，1.5，2.2，3.3，4.7，6.8E12系列±10%1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，2.7，3.3，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2E24系列

±5%1.0，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1B、额定功率（PR）

指电阻器在常温下所允许承受的最大功率。实际使用时不允许超过此功率，否则会因温升过高而烧毁。C、最高工作电压

指电阻器能承受的最高电压。否则电阻器会产生极间飞弧，或使电阻体内各微粒之间产生局部负荷，使电阻值变低而不能使用。另外，电阻器还有一个额定电压，它由额定功率得到：

电阻器在工作时，加在其上的电压既不能超过最高电压，也不能超过额定电压。D、温度系数αr电阻值随温度的变化而变化，通常用温度系数来表示：(10-6/℃)

电阻器的温度系数与电阻材料的温度特性、以及选配的基体材料的温度特性有关。3、电阻器的标注电阻器的标注有直标、色环标注和数字倍乘标注。A、直标法B、色环标注法

小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻的阻值和误差大小。色环电阻分为四色环和五色环，就是用4条或5条有颜色的环代表阻值和误差的大小。每种颜色代表不同的数字。具体含义如下：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银数字0123456789倍乘10010110210310410510610710810910-110-2误差%±1±2±.5.25±.1.05±5±10字母表示FGDCBAJK20×106

±5%

=20MΩ

630×102

±1%=63KΩ例1:棕绿红金

15×102=1500欧=1.5千欧=1.5K误差为±5%

例2:黄紫红橙棕472×103=472千欧（即472K）误差为±1%

二、电位器

电位器实际上是一个阻值可调的可变电阻。它的种类也很多，分类方法与电阻相似。用RP

表示，符号为：

主要参数有：①标称阻值②额定功率③阻值变化规律④滑动噪声

阻值变化规律也就是电位器阻值随触点位置的变化规律，有三种规律，分别为指数式、对数式、直线式。满足不同用途的需要。三、电容器电解电容涤纶电容贴片电容可调电容瓷介电容1、电容器的种类2、电容器的主要参数①标称容量②额定电压③绝缘耐压④电容器的损耗⑤绝缘电阻⑥电容温度系数3、电解电容器特点：容量大，从0.nμF一直到几十几百mF……耐压低，一般有6.3V，10V，16V，25V，35V，50V……寄生电感大。电解电容有正负极之分，使用时不能接错。长脚为正极。标注：直标，如××μF××V，××n×4、瓷片电容器特点：体积小、容量小，稳定性好。容量通常从1pF一直到0.几μF。耐压在100V以上。没有正负极之分。标注：文字标记：①直接标注：如××p，××n等②倍乘标注：用3位数字表示，前两位表示有效数字，后一位为倍乘。如333=33×103P=33nF=33000pF。

104=10×104P=100nF=0.1μF。在有的电容器上还标记误差，误差的标记用字母表示。字母表示FGDCBAJKM误差%±1±2±0.5±0.25±0.1±0.05±5±10±201．滤波电容：接在直流电源的正、负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑。一般常采用大容量的电解电容器，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。

2．耦合电容：在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。3．旁路电容：在交、直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。4．中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。5．退耦电容：并接于放大电路的电源正、负极之间，防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

6．调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。7．定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。

5、电容常用功能四、电感器屏蔽罩支架焊脚磁帽磁芯绕组支座（a）小型振荡线圈（b）带磁环线圈（c）不带磁芯的线圈骨架绕组磁芯绕组骨架（d）带磁芯的线圈绕组（e）空心线圈电感器结构五、二极管

二极管实际上就是一个PN结，它具有单向导电性，在二极管上加上正向电压，它能导通，如果加上反向电压，则不能导通。另外，由于二极管的结电容随反向偏压的大小而变化以及反向击穿电压几乎恒定不变，可用于电调谐和稳压。二极管的符号为：

①最大整流电流IOM:②最大反向（峰值）工作电压VRM：③反向电流IR：④最高工作频率二极管的主要参数有：⑤结电容六、三极管

三极管的基本结构是由两个PN结J1和J2

组成，它们可组成两种形式，即PNP型和NPN

型。

三极管的符号为：

BCENPNBCEPNP

晶体三极管是由两个做在一起的PN结加上相应的引出电极线及封装组成。由于三极管具有放大作用，用三极管可以组成放大、振荡及各种功能的电子电路。三极管结构图与符号六、三极管将万用表设置在或挡，用黑表笔和任一管脚相接（假设它是基极b），红表笔分别和另外两个管脚相接，如果测得两个阻值都很小，则黑表笔所连接的就是基极，而且是NPN型的管子。如图（a）所示。如果按上述方法测得的结果均为高阻值，则黑表笔所连接的是PNP管的基极。如图（b）所示。NPN管型和PNP管型的判断：基极b的判断ebcXXXXXX七、集成电路

集成电路是在一个芯片上制作了多个电子元器件，并连接成一个具有一定功能的电子器件。集成电路按处理的信号形式可分为模拟集成电路、数字集成电路和混合集成电路。按功能可分为多类：如运算放大器、计数器、译码器，等等。

集成电路的封装形式有多种外形，它们是单列直插式(SIP)、双列直插式（DIP）、扁平封装、贴片封装等。管脚排列。音频功率放大器

设计、安装与调试音频功放安装实验任务1、学习AltiumDesigner软件，包括：（1）原理图的编辑与设计音频功放安装实验任务1、学习AltiumDesigner软件的使用，（2）PCB板的编辑与设计音频功放安装实验任务2、根据指导书中的技术指标（P80），设计低频功放，要求合理分配各级电压增益，确定元器件参数、静态工作点。（自行设计）3、根据给定的功率放大器的原理图（P84），做如下工作：（预习报告）

1）分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。2）分析音调控制电路的工作原理，计算4个极端情况下的交流增益。3）安装实验电路板4）调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某些电路参数后的性能测试（电路图中括号内的数字）。5）分析实验数据，并与理论计算值比较，讨论二者之间的误差和产生误差的原因。4、学会并掌握常用电子仪器的使用：示波器、信号发生器、万用表、直流电源。音频功放安装实验任务5、写出实验报告。内容包括实验目的、任务、设计方案、参数计算、测试数据、结果分析、总结、心得体会，附2张图纸。注：PCB板图要求单面手工布线，线条宽度适中。。

音频功放安装实验成绩总成绩=安装实验40%+电子系统设计60%

其中，安装实验由以下几部分组成：

（1）预习报告10%

（2）电路板焊接质量10%

（3）调试情况、实验态度等10%

（4）AD学习情况20%

（5）实验报告成绩40%

已知指标要求：RL=4Ω,Po=10W,BW>50~15000Hz,

音调控制：100Hz±12dB，10kHz±12dB

输入灵敏度：5mV、100mV。分析：输入5mV、100mV两种，输出10W@4Ω。因此小输入信号必须先进行一次放大，到~100mV，与大输入信号的大小相当，然后使用公共通道进行放大。在功率放大之前，需要有一定强度的信号来推动功率放大器，同时还要完成高低音的音调控制，所以要先进行前置放大和音调控制，这样放大器的电路组成如下。1.电路组成设计Vi’5mV话筒输入放大器Vi100mVK音调控制器前置放大器功率放大器稳压电源220V∼2.各部分电路的电压增益确定所以，放大器总增益为根据Po和RL，可求得输出电压Vo为对音调控制器没有增益要求，所以一般取AV2=1前置放大器的增益不宜太高，一般取AV1=5~10。根据功率放大器输入信号1V的要求，可得AV1=10功率放大器是最后一级放大，要满足功率要求，通常要求功率放大器的输入信号在1V数量级，因此AV3=VO/1V=6.32/1=6.3话筒放大器增益：根据输入5mV，输出要求为100mV,实际电路的增益要留有一定余量，做的高一点。因此可求得AVMIC=100mV/5mV=20Vi’5mV话筒输入放大器Vi100mVK音调控制器前置放大器功率放大器AVMIC>20AV1>10AV2=1AV3>73.功放电源电压的确定

为保证电路安全可靠工作，通常电路的最大输出功率POM比额定输出功率要大一些，一般取POM=1.5PO

所以，最大输出电压应为：输出峰-峰值电压为：

考虑到功率管的饱和压降和串联电阻，电源电压ECP必须大于输出峰-峰值电压VOP-P。

电源电压ECP可取24~28V，如果用双电源，则可取±12~14V。其他各单元电路的设计方法请参见实验教程关于器件的数据手册与器件选用每个器件都有各自的性能，在选用它之前我们必须先了解它的性能，掌握它的使用条件，看是否能满足要求等。为此，必须查阅相关器件的手册。有专门的半导体数据手册，也可通过网络查阅器件生产厂商提供的器件数据资料。比较熟悉的网站有：查找得到的是一个PDF文件。如何来阅读这个PDF呢？以这次实验中用到的2个器件NE5532、TDA2030为例，简单地来熟悉器件数据资料。五、实验电路原理分析话筒输入前置放大级线路输入放大级音调控制级功率放大级电源±12V±9VP841、跟随器Ri=∞，K1=R4/R2≈502、a.R2是负反馈电阻，提高放大器的输入阻抗，稳定工作点。，b.反馈：U(3)↑→U(4)↑→U(1)↑→Ib1↑→Ic1↑→U(2)↓→U(3)↓1、话筒输入前置放大级3、C0耦合电容，C1中和电容、C2、C3滤波电容。2、线路输入放大级C9为耦合电容，运放输出不需要耦合电容C10对高频成分有作用，控制放大器的上限截止频率。SW1为信号选择开关，拨在上方时，接入话筒放大级的输出拨在下方时，直接接入线路输入信号R11为平衡两输入端的偏置电流而设。3、音调控制级当两个电位器的中心滑动点处于中点时，输入阻抗与反馈阻抗相等，整个电路的增益为1

，不提升也不衰减。负反馈放大有源音调控制电路，分高音控制和低音控制两部分，具有提升和衰减功能。两个电位器分别控制着高低音的提升衰减量。低音提升、衰减控制高音提升、衰减控制当R15滑到左边时，反馈电阻=R15+R18，而输入电阻=R14，当R15滑到右边时，反馈电阻=R18，而输入电阻=R15+R14，当R28滑到右边时，反馈电阻=R30，而输入电阻=R28+R29，当R28滑到左边时，反馈电阻=R28+R30，而输入电阻=R29，4、功率放大级

TDA2030是一款单片集成的低频功率放大器，使用电源为±15V，负载阻抗4Ω时的输出功率为14W。由集成功放及外围电路组成。

功率放大器一般要求输出足够的功率，要有提供足够功率的电源、很好的散热条件，电路还要有反馈电路以减小信号的非线性失真。集成功放TDA2030TDA2030共有5个引脚：同相输入端反相输入端负电源输出端正电源5、电源为整机提供必须的电源。本机需要±12V和稳定的±9V变压器220V~+–→×+–→×+–×←–+←×全波整流PCB电路板的手工焊接技术内热式电烙铁外热式电烙铁温控式电烙铁吸焊器助焊剂（松香）阻焊剂（光固树脂）1.焊接工具卧式插法立式插法2.元件的安装方法10μ16V10190133.元件