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文档简介
第3章电子线路安装与调试课题一电子电路图的识读课题二常用电子仪器的使用课题三电子线路安装与调试电子线路安装与调试是电子技能训练的基础。通过此训练,可使学生初步掌握电子电路图的种类、基本识读与分析方法;基本掌握电子电路的安装过程、应遵循的基本原则与调试方法,为电子产品制作奠定基础。
一、电子电路图的种类
电子电路图一般分为五种:电路框图、电路原理图、电路装配图、电路接线图和电路安装图。课题一电子电路图的识读
1.电路框图
电路框图是描述电子产品中各单元(或部件)之间的功能及相互关系的图样。它反映了电子产品整机中各组成部分及它们在电气性能方面的基本作用和顺序。电路框图用以简明分析和说明电子产品整机的工作原理。电路框图示例如图3.1所示。
图3.1直流稳压电源的电路框图
2.电路原理图
电路原理图是说明电子产品中各元器件、各单元之间的工作原理及其相互之间关系的图样。电路原理图一般简称为电路图。电路图是安装、调试、检验、使用和维修电子产品的重要依据。电路原理图示例如图3.2所示。
3.电路装配图
电路装配图对一般电子产品而言就是印制电路板装配图。电路装配图是用来表示元器件、整机与印制电路板连接关系的图样,是插装与焊接元器件的依据。电路装配图示例如图3.3所示。图3.2直流稳压电源的电路原理图
图3.3直流稳压电源的印制电路板装配图
4.电路接线图
电路接线图是表示电子产品在安装面上各元器件相对位置关系和实际接线位置的简图。在制造、调试、检查、使用和维修电子产品时,电路接线图与电路原理图一起配合使用。电路接线图示例如图3.4所示。简单的电子产品可以不要电路接线图。
图3.4电路接线图示例
5.电路安装图
电路安装图是指导电子产品及其组成部分在使用地点进行安装的完整图样。安装图包括产品及安装用件。安装尺寸及和其他产品连接的位置与尺寸,安装说明与技术要求等。简单的电子产品可以不要电路安装图。二、电子电路图的识读
在安装、调试、检验、使用和维修电子产品时,首先要正确地识读电子电路图,在看懂电子电路图的基础上才能进行安装、调试、检验等工作。
电子产品电路图的识读能力依靠于对基本单元电路和各电路、元器件符号的熟悉程度,以及经常识读电子电路图的经验积累。识读电子电路图也是对所学电子技术基础理论知识的检验和综合应用。识读电子产品电路图一般可分为以下几步:
(1)先将要识读的电子产品电路图按其电路功能分解成若干个部分(最好用功能框图表示出来)。
(2)识读每一个功能部分图,首先找出电源来路(提供电源的通道),然后找出公共地线(电源回路)。
(3)对每一个功能部分进行分析,找出信号输入和输出线,然后围绕晶体管或集成电路识读其他部分。
示范:以超外差调幅式晶体管收音机为例,进行电子产品电路图的识读与分析。
1)电路框图
超外差调幅式晶体管收音机的电路框图如图3.5所示。超外差调幅式晶体管收音机电路图的形式很多,典型的超外差调幅式晶体管收音机由输入调谐电路、变频级、中放级、检波级、前置放大级、功放级等部分组成。
2)电路原理图
典型的六管超外差调幅式晶体管收音机的电路原理图如图3.6所示。其工作原理如下:
(1)输入调谐电路。其作用是把天线L1(磁棒线圈)接收到的无线电高频信号经选择后送入变频级。
图3.5超外差调幅式晶体管收音机的电路框图
(2)变频电路。以V1管为中心组成,其作用是把输入调谐电路送来的不同频率的信号转换成465kHz的中频信号。L3、C5、C2B、C4、L4组成振荡回路,能产生一个比输入信号频率高465kHz的等幅振荡信号。V1、C6、B3线圈等组成混频电路,电台信号和本机振荡信号在V1中混合。晶体管可以产生多种频率的信号,其中有一种是与本机振荡频率与电台频率相差465kHz的中频信号。因中频变压器B3的谐振频率为465kHz,所以,只有465kHz的中频信号才能在这个并联谐振回路中产生电压降,而其他频率的信号几乎被短路。
(3)中频放大电路。中频放大电路一般由两级中频放大器组成。V2、V3作中频放大,中频变压器B4、B5的谐振频率为465kHz。由于有两级中频放大器,因此,有较好的灵敏度和选择性。C9、C13为中和电容,用它来消除中频放大电路中产生的寄生振荡信号。
(4)检波和自动增益控制电路。检波级由二极管V、C16和电位器RP等组成,其作用是从调幅波中检出音频信号。为了避免接收信号强弱的不同,电路中还采用了自动增益控制电路(称为AGC),它是由C7、R9组成的直流负反馈电路。检波以后的音频信号一部分通过R9送回到V2的基极,当收到的信号较强时,检波输出的音频信号增大,使V2基极电位升高,集电极电压下降,导致V2增益降低,使检波输出信号大小基本不变,这样就达到了自动增益控制的目的。图3.6超外差调幅式晶体管收音机的电路原理图
(5)前置放大级。前置放大级由V4组成,起电压放大作用。
(6)功率放大器(OTL电路)。B6、B7、V5、V6组成变压器耦合推挽功率放大电路。
按给定电子产品电路原理图绘制电路框图,并分析电路工作原理。
实训作业
一、电子电压表的使用
1.用途
电子电压表(或毫伏表)是测量电压的一种仪器。调试、检修电子线路时经常需要测量电路的电压,而由于电子电路信号电压小至毫伏级或微伏级,而且电压频率范围比较宽,因此万用表不能满足要求,这就需采用电子电压表进行测量。课题二常用电子仪器的使用电子电压表的特点是:
(1)输入阻抗高。输入电阻达数兆欧姆以上;输入电容小,为皮法级,因此对被测电路的影响较小。
(2)电压量程广,灵敏度高。可测量小至微伏或毫伏级,大至百伏,甚至千伏、万伏级的电压。而指针式万用表所测电压一般最高为500V。
(3)频率范围广。可测直流电压、低频电压、高频电压甚至超高频电压。而万用表工作频率范围一般为45~1000Hz。
(4)刻度接近线性化。有的直接用数字显示被测值,因此读数方便、精度高。
图3.7KH-DD型交流数字毫伏表的面板
2.KH-DD型交流数字毫伏表的使用
1)概述
KH-DD型交流数字毫伏表具有工作频带宽、测试电压范围大、输入阻抗高、测试误差小、读数直观和使用简便等特点。适用工作频率范围为10Hz~2MHz,电压测试范围为100μV~600V(有效值),是传统指针式交流电压表的替代产品。KH-DD型交流数字毫伏表的面板如图3.7所示。
2)主要技术参数
(1)交流电压测量范围:100
μV~600
V(有效值),分六个量程。
第一量程:100μV~20mV;
第二量程:20~200mV;
第三量程:200mV~2V;
第四量程:2~20V;
第五量程:20~200V;
第六量程:200~600V。
(2)电压测试的固有误差(以1kHz为基准):±0.5%,读数值±6个字。
(3)基准条件下的频率响应误差(校对1kHz):频率响应误差见表3.1。
表3.1频响误差
(4)电压测试最高分辨率:10μV。
(5)噪声输入:短路时小于15个字。
(6)输入电阻:1MΩ
±10%;输入电容:≤45pF。
(7)
工作温度范围:0~40℃。
(8)
工作湿度范围:≤90%。
(9)
最大输入电压:AC峰值
+
DC
=
850V。
(10)
电源:AC200~240V,48Hz,耗电小于10W。
3)使用方法
(1)插上电源。
(2)将量程开关先置于600V量程上,预热10分钟后即可开始测试。
(3)当电源开关刚接通时,数码管应亮,数字表有数秒钟的数字乱跳,这并非故障现象。仪器输入端路有大约20个字以下的噪声电压,不需调零,不会造成仪器的测试精度超差。
(4)接入电路,从表头上读出指示数值。
图3.8DA-16型晶体管毫伏表的面板
3.DA-16型晶体管毫伏表的使用
1)主要用途
DA-16型晶体管毫伏表用于测量频率在20Hz~1MHz范围内的正弦信号电压的有效值。
2)使用方法
DA-16型晶体管毫伏表的面板如图3.8所示。
(1)调零。接通电源前,如果表的指针未指在零位上,需用螺丝刀旋动表头上的调零螺钉进行机械调零。通电后预热2~3分钟,短接两输入端,如果表针偏离零位,则需调整面板上的调零旋钮,使其指到零位。
(2)选择量程。先选大量程,再根据实测的大约数值逐步调整到合适的量程。
(3)测量信号。将被测交流信号电压接在输入电缆的两个鳄鱼夹之间,毫伏表上的读数即为被测交流信号电压的有效值。
(4)结束工作。测量完毕后,将“量程选择”旋钮置于最大量程挡,然后关掉电源。二、XDIB型低频信号发生器的使用
XDIB型低频信号发生器可连续产生1Hz~1MHz的正弦波、同频率的TTL脉冲信号及脉幅和脉宽可调的正/负脉冲信号,输出电压5V,输出功率大于4W,并设有5位数字频率计,可显示本仪器的输出信号频率,也可外测频率,作频率计使用。
1.仪器结构及各部件名称
XDIB型低频信号发生器的面板如图3.9所示,按钮功能见表3.2。图3.9XDIB型低频信号发生器的面板
表3.2按钮功能2.使用方法
1)频率设置
仪器输出信号频率(正弦波与脉冲波)均由前面板上的按键开关及其上方的波段开关设置。按键开关用来选择频率范围;波段开关按十进制原则确定具体的频率值。从左至右分别
×1、×0.1、×0.01,其中最右边的
×0.01是电位器,可连续进行频率微调。
2)衰减器
为得到不同的输出幅值,可以配合调整“幅度调节”电位器和“输出衰减”波段开关。“幅度调节”是连续的,“输出衰减”是步进的。应注意其中电压级输出衰减与功率级输出衰减为同轴调节,但电压级输出衰减要差10dB,即第一个10dB对电压级输出没有衰减。
本机后面板上设有一个TTL电平信号输出插座,此正脉冲信号不受“幅度调节”和“输出衰减”两旋钮的控制。
3)输出阻抗
从电压输出端看进去的输出阻抗是不固定的,它随“幅度调节”与“输出衰减”两旋钮的位置不同而改变,但输出阻抗都比较低,使用时应特别注意被测设备端不能有任何信号电流倒流入仪器的输出端,以防烧毁衰减器。
从功率输出端看进去的输出阻抗,在“输出衰减”为0dB时,为低阻抗,其值远小于“负载匹配”旋钮所指示的阻值;在“输出衰减”的其余位置,输出阻抗等于“负载匹配”旋钮所指示的阻值。
4)电压输出
电压输出的正弦最大额定电压为5V,它有较好的失真系数和幅度稳定性,主要用于不需要功率的小信号输出场合。电压输出的正、负脉冲幅度最大均大于3.5V。功率输出是将电压输出信号经功率放大器放大后的输出信号,主要用于需要有一定功率输出的场合。在正弦波输出时需根据被测对象通过“负载匹配”开关,适当选取五种不同的匹配值,以求获得合理的输出电压、电流值。当使用中只需电压输出时,要把“功放”按钮抬起,以防止烧坏功率放大器。
5)功率输出
当需要使用功率输出时,要先将“幅度调节”旋钮逆时针旋到“0”位,把“功放”按钮按下,然后调节“幅度调节”旋钮至功率输出达到所需的输出电压值。当正弦波功率输出的负载为高阻抗时,为避免功放因电抗负载成分过大造成的影响,应把“内负载”按钮按下(尤其在频率较高时)。其余两个按钮开关是波形选择开关。当需要选择脉冲输出时,正弦与脉冲波形选择键抬起而通过正、负脉冲选择按钮选择正或负脉冲输出。这时脉宽调节旋钮可改变输出方波的占空比。当用功率输出脉冲信号时,由于功率放大器的倒相作用,其输出脉冲与所选择脉冲的相位正好相反。对正弦波信号而言,“功率输出”端钮有平衡或不平衡两种状态。当把接地片与“电压输出”端钮的接地端柱相连接时,“功率输出”为不平衡输出;不连时为平衡输出。
6)频率计
面板上的频率计既可“内测”,又能“外测”。“内测”时频率计显示机内振荡频率;“外测”时,频率计的输入信号从“频率外测”插口输入,显示的为外测频率。
7)电压表
电压表用于机内“电压输出”的正弦波测量,它显示出机内正弦振荡经“幅度调节”衰减后的正弦波信号有效值,而“输出衰减”的步进衰减对它不起作用,因此实际上“电压输出”端钮上的正弦信号的大小等于机内电压表指示值加上“输出衰减”的衰减dB值。三、示波器的使用
1.示波器的用途、基本组成框图及显示原理
1)用途
电子示波器是用来观察与测量电压、电流波形的一种电子仪器。凡能变换成电压的其他电量与非电量,都可以用示波器进行观察。有了波形图,不仅可以看清信号的特征,还可以从波形图上计算出被测电压或电流的幅度、周期、频率、脉冲宽度及相位等参数。因此,在生产、实验和科研工作中,示波器得到了广泛的应用。
2)基本组成框图
通用示波器由Y轴偏转系统(又称垂直通道)、X轴偏转系统(又称水平通道)、显示器(示波管)、电源系统、辅助电路等五部分组成,其结构框图如图3.10所示。
各部分作用简要介绍如下:
(1)
Y轴偏转系统(垂直通道)。Y轴偏转系统的作用,是把被测电压信号由Y轴输入端输入,经放大器放大后送到示波管的Y轴偏转板,使电子束随着这个电压作垂直方向的扫描。
图3.10示波器结构框图
Y轴偏转系统包括输入电路、前置放大器、延迟线、输出放大器和内部触发放大器等部分。其中,输入电路用来接收输入信号,衰减器用来改变示波器的灵敏度。前置放大器用来放大输入信号。输出放大器进一步放大输入信号,以供示波管的一对Y轴偏转板得到所需幅值并对称的垂直偏转电压。延迟线用来补偿X轴通道的时间延迟,以便能观察到被测脉冲信号的前沿。内部触发放大器为同步电路提供足够大的内触发信号。
(2)
X轴偏转系统(水平通道)。X轴偏转系统的作用有两个。一是产生与触发信号有固定时间关系的锯齿形电压,并以足够的幅值对称地加在示波管的X轴偏转板上,使电子束产生自左至右的扫描。这样就把示波管的X轴坐标与时间成正比关系联系起来了,也就是把水平坐标换成了时间坐标,故水平通道又称时基通道(即时间基准)。X轴偏转系统的另一个作用是产生一个调辉信号(示波管迹线亮度调整),经过Z通道电路(示波管的轴线方向)送至示波管的控制栅极,使示波管的电子束形成的扫描迹线只在从左至右的扫描正程时间内出现,而在从右至左的扫描回程时,迹线熄灭,从而获得清晰的图像。
X轴偏转系统包括扫描发生器(锯齿波发生器)、同步触发器和X轴放大器。扫描发生器的功能是产生一对随时间线性变化的电压,经放大后加在示波管的一对X轴偏转板上,用来使电子束沿X轴方向扫过屏幕,因此这组电压又称为X轴扫描电压。同步触发器把外触发信号或来自Y通道的被测信号转换成同步脉冲去控制扫描发生器,使它的工作状态与被测信号相适应。X轴放大器的作用在于进一步放大锯齿波电压,提供示波管X轴偏转板所需的水平扫描电压,以及扩展扫描速度。
(3)显示器(示波管)。示波管是示波器的核心器件。通用示波器所用的阴极射线示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,示波管的结构示意图如图3.11所示。
图3.11示波管的结构示意图①电子枪。电子枪的作用是发射电子,并将电子流聚成一束。它包括阴极、加热阴极的灯丝、控制栅极、第一阳极和第二阳极。灯丝通电后,阴极受热发射电子,调节控制栅极电压,就能控制阴极发射的电子流密度,从而控制荧光屏上光点的亮度。示波器面板上辉度旋钮就是调节栅压的电位器。阳极的作用是加速电子,利用第一阳极与第二阳极之间的电场使电子流聚焦成极细的一条电子束,即聚焦作用。面板上的聚焦和辅助聚焦旋钮就是调节两个阳极电压的电位器。②偏转系统。它是由两对互相平行且对称的金属平板组成,一对是垂直(Y轴)偏转板,另一对是水平(X轴)偏转板。当两个偏转板上不加电压时,电子束将沿示波管轴线直射到荧光屏,在屏幕的中心点出现亮点。如果在垂直偏转板上加直流电压,则电子束在电场力作用下发生垂直偏移,如图3.12(a)所示,偏移距离Y和加在偏转板上电压U成正比。若加交流电压,则其偏移,如图3.12(b)所示。
同理,在水平偏转板上加电压,光点将沿水平方向偏移。示波器面板上的垂直移位旋钮和水平移位旋钮就是调节这两对偏转板上直流电压的电位器,从而使光点(或光线、波形)发生位移。③荧光屏。荧光屏的作用是在高速电子轰击下在荧光涂层上激发可见光。荧光屏玻璃壳内壁涂有荧光粉,由于荧光粉的材料不同,因此产生的光迹颜色和余辉时间不同。所谓“余辉时间”,是指电子束停止轰击后,荧光粉能持续发光的时间,余辉时间大约为10μs~1
s。根据持续时间长短,可以分为短余辉(10μs~10ms,发蓝光)、中余辉(10~100ms,发绿光)和长余辉(100ms~1s,发黄光)三种。一般示波器均采用中余辉示波管。
图3.12电子束的偏转
(a)加直流电压;(b)加交流电压
(4)电源系统。电源系统给各部分电路及示波管提供不同特性的电压,包括直流低压、高压和高频高压。
(5)辅助电路。辅助电路包括时标信号发生器、标准信号发生器及元器件测试电路等。
3)示波器波形显示原理
示波器所显示的波形是被测电压信号随时间变化的波形,也就是电压信号与时间在同一平面直角坐标中的函数图形。为了使示波管屏幕的垂直方向反映被测电压的变化,就必须把被测信号接到Y轴偏转板Y1、Y2上。为使示波管屏幕的水平方向反映出时间的变化,必须把与时间成正比的电压加在X轴偏转板X1、X2上。但因屏幕面积所限,X轴的偏转电压不可能随时间加长而无限增大。这个与时间成正比的电压必须是周而复始地作直线变化的电压,即锯齿波电压(也称为扫描电压)。当把被测正弦电压加到Y轴偏转板上时,如果X轴不加电压则屏幕上将显示一条垂直的直线。直线的长度为正弦波振幅的两倍,如图3.13所示。
图3.13Y轴单轴加正弦电压时的波形显示当在X轴偏转板X1、X2上加一个在
-u~+u范围内作直线变化的锯齿波电压时,如果Y轴没有输入信号,则在屏幕上出现一条水平直线,如图3.14所示。
当同时在Y轴和X轴上加以被测的正弦电压uy和锯齿波电压ux时,则屏幕上将描绘出一条完整的正弦曲线,如图3.15所示。分析时可以通过逐点描迹法来了解这个波形。
实际上,示波管屏幕显示一个电压—时间波形,就如同人用一支笔在纸上描画一样,只不过示波器是由电压控制电子束在荧光屏上完成而已。
图3.14X轴单轴加锯齿波电压时的波形显示
图3.15正弦曲线显示原理
4)
使用示波器的注意事项
(1)初次使用时,需检查供电电压是否与仪器要求的电源电压相符,若电压波动超过允许范围(一般是电源电压的±10%),需用交流稳压器进行稳压。
(2)为确保操作人员安全和减少外界电磁场干扰,仪器外壳上的地线应尽可能妥善地接地。仪器不得在强磁场环境中工作。
(3)为减少测量误差、抑制干扰,信号输入线应采用有屏蔽层的导线,而且应尽量短。一般示波器均配有专用探极。
(4)输入电压不得超过技术指标中规定的最大值。ST-16型示波器输入耐压为400
V
(DC±ACp-p),其含义是仅为直流时应小于400V;仅为交流时,其峰-峰值应小于400V,有效值则应小于142V。
(5)辉度不要过亮,光点不要停留在一点,以免烧坏荧光屏。暂不使用时不必关掉电源,只需调暗辉度,使光点消失。关机时,应将辉度减弱后再切断电源。
(6)应在显示光点情况下调节聚焦,若在显示扫描基线情况下调节,只能在Y轴方向聚焦,输入信号展开后会出现带状条纹。
(7)测试信号时,应在屏幕上显示大小合适的波形,并使波形在屏幕的有效工作面内,以免因示波管的边缘失真而产生测量误差。
2.ST-16型示波器的使用
ST-16型通用示波器不但能用于一般脉冲参数的测量,还可用于电视机、音频放大器、收音机等电子设备的维修测试。
1)主要技术参数
(1)垂直系统。
频带宽度:
DC:0~5MHz,<3dB;0~10MHz,<6dB;
AC:10Hz~5MHz,<3dB;10Hz~10MHz,<6dB。
输入灵敏度:20mV/div,共分9个挡。
(2)水平系统。
频带宽度:10~200Hz,<3dB;输入灵敏度:<0.5V/div。
扫描速度:0.1μs/div~10ms/div,分16挡。
触发信号频率范围及触发灵敏度:
内触发:10Hz~5MHz,≤1div;
外触发:10Hz~5MHz,≤0.5V(峰-峰值);
电视场:对电视场信号能同步。
触发极性:+、-。
触发源:内、外、电视场。
(3)校准信号。
波形:方波;频率:等于使用电源的频率。
(4)示波管。
型号:8SJ31J;余辉:中。
(5)电源:220(1±10%)V,50Hz;消耗功率:约55VA。
2)仪器面板
ST-16型示波器的面板如图3.16所示。
各旋钮的作用如下:
(1)电源开关:当电源开关扳到开的位置时,指示灯亮,经预热后,仪器即可使用。
(2)辉度调节:顺时针方向转动该旋钮时辉度变亮,反之减弱,直至辉度消失。如果光点长期停留在屏幕上不动,应将辉度减弱或熄灭,以延长示波管的寿命。
(3)聚焦:用于调节示波管中电子束的焦距,使焦点正好聚集于屏幕上,这时显示的光点为清晰的圆点。
(4)辅助聚焦:用以控制光点,使在有效工作面内的任意位置上焦点最小,通常与聚焦调节旋钮同时配合使用。
(5)垂直移位:用于调节屏幕上光点或信号波形在垂直方向上的位置。
(6)
Y轴输入:垂直放大系统的输入插座。
(7)
V/div:垂直输入灵敏度步进式选择开关。输入灵敏度自0.02~10V/div,分9个挡。可根据被测信号的电压幅度,选择适当的挡位。当“增益微调”内圈旋钮置于“校准”位置时,V/div挡位的标称值可视为示波器的垂直输入灵敏度。第一挡位的方波符号处为100
mV的方波校准信号,供垂直输入灵敏度和水平时基扫描速度校准用。
(8)增益微调:用以连续改变垂直放大器的增益,当增益微调旋钮顺时针方向转动到校准位置时,增益最大。
(9)AC⊥DC:改变垂直被测信号输入耦合方式的转换开关。耦合方式分AC、⊥、DC三种。
“AC”时,输入端处于交流耦合状态,被测信号中直流分量被隔断,屏幕上显示的信号波形位置不受直流电平的影响。
“DC”时,输入端处于直流耦合状态,适用于观察各种缓慢变化的信号。
“⊥”时,输入端处于接地状态,便于确定输入端为零电位时光迹在屏幕上的基准位置。
图3.16ST-16型示波器的面板
(10)平衡:使垂直放大系统的输入级电路中的直流电平保持平衡状态的调节装置。当扫描随“V/div”开关和“增益微调”旋钮转动而上下移动时,可调节该“平衡”电位器,使这种位移减至最小。
(11)增益校准:用以校准垂直输入灵敏度。先使“增益微调”旋钮置于校准位置,再将“V/div”开关置于方波符号位置,这时屏幕上应显示幅度为“增益校准”5div的方波,否则就应调整“增益校准”旋钮,直至屏幕上显示的方波波形幅度正好为5div。
(12)水平移位:用以调节屏幕上光点或信号波形在水平方向上的位置。
(13)
t/div:时基扫描速度步进式选择开关。扫描速度的选择范围由0.1μs/div~10ms/div,分16个挡。可根据被测信号频率的高低选择适当的挡位。当“扫描微调”旋钮置于校准位置时,“t/div”挡位的标称值可视为时基扫描速度。
(14)扫描微调:“t/div”选择开关内圈的扫描速度微调旋钮,用以连续调节时基扫描速度。
(15)扫描校准:水平放大器增益的校准装置,用以对时基扫描速度进行校准。在校准扫描速度时,可用灵敏度开关符号处的100mV方波,校准信号的周期。其周期的长短直接取决于仪器使用的电源电压频率。例如电源电压频率f=50Hz,则周期T=20ms,这时可将“t/div”开关置于2ms
/div挡位,并调节“扫描校准”电位器,使屏幕上显示一个完整的方波,在水平方向的宽度正好为10div。
(16)电平:用以调节触发信号波形上触发点的相应电平值,使在这一电平上启动扫描。如果将“电平”顺时针方向旋至满度,使与电位器连动的开关断开,这时扫描电路处于自激状态,即使没有触发信号输入也能自动进行扫描,但所得波形并不稳定。
(17)稳定度:用以改变扫描电路的工作状态,一般应处于待触发状态,使用时只需调整电平旋钮就能使波形稳定显示。调整“稳定度”使扫描电路进入待触发状态的步骤如下:
①将垂直输入耦合方式开关置于“⊥”,“V/div”开关置于0.02挡。
②用小螺丝刀把稳定度电位器顺时针方向旋至满度,这时屏幕上应出现扫描线,然后缓慢地向逆时针方向转动,使扫描线正好消失,这个位置表示扫描电路已到达待触发的临界状态。
(18)
+、-、外接:触发信号极性开关。用以选择触发信号的上升或下降部分来触发扫描电路,促使扫描启动。当开关置于“外接”时,使“X外触发”插座成为水平信号的输入端。
(19)内、电视场、外:触发信号选择开关。当开关置于“内”时,触发信号取自垂直放大器中分离出来的被测信号;当开关置于“电视场”时,触发信号来自垂直放大器中的被测电视信号;当开关置于“外”时,触发信号来自“X”外触发插座。
(20)
X轴输入:为水平信号或外触发信号的输入端。
3)使用前的检查和校准
仪器在初次使用前,或久放复用时,需要对仪器进行一次能否正常工作的检查和校准。
(1)供电电压与仪器要求的电源电压(220V)应相符,否则应打开仪器后盖重新调整。若供电电压波动超过允许范围(一般是电源电压的
±10%),需用交流稳压器进行稳压。
(2)将仪器面板上各个控制件置于表3.3所示的位置。
(3)接通电源,指示灯应有红光显示,稍待片刻,仪器就能进入正常工作状态。
表3.3仪器面板上主要旋钮的初始位置
(4)顺时针方向调节辉度电位器,屏幕上应显示出不同步的校准方波信号。
(5)将触发信号电平旋离“自动”位置,并逆时针方向转动直至方波波形达到同步,然后将方波波形移至屏幕中间。如果仪器性能基本正常,这时屏幕显示的方波垂直幅度值约为5div,方波周期在水平轴上的宽度约为10div,如图3.17所示。
(6)调节面板上的“平衡”电位器,应使在改变灵敏度“V/div”挡位开关时,显示的方波不发生Y轴方向上的位移。
图3.17宽度为10div的方波
(7)示波管加速极电压(-1200V)的大小受供电电压的牵制,当供电电压偏离220V时,将直接影响示波管的偏转灵敏度,从而使垂直输入灵敏度V/div和水平时基扫描速度t/div造成较大的误差。因此,仪器在使用前必对垂直系统的“增益校准”和水平系统的“扫描校准”分别进行校正,务必使屏幕上显示的校准信号的垂直幅度值恰为5div,周期宽度恰好为10div(供电频率为50Hz时)。
4)电压测量
对仪器检查和校正完成后,就可对被测信号波形的电压幅度进行定量的测定了。
(1)直流电压测量。被测信号中如果含有直流电平,可用仪器的地电位作为基准电位进行测量,步骤如下:
①垂直系统的输入耦合选择开关置于“⊥”,触发“电平”电位器置于“自动”,使屏幕上出现一条扫描基线。按被测信号的幅度和频率,将V/div挡位开关和t/div扫描开关置于适当位置,然后调节垂直移位电位器,使扫描基线位于坐标上,如图3.18所示的某一特定基准位置(0V)。
图3.18直流电压的测量②输入耦合选择开关改换到“DC”位置。将被测信号直接或经10∶1衰减探头接入仪器的Y轴输入插座,调节触发“电平”使信号波形稳定。
③根据屏幕坐标刻度,分别读测信号波形交流分量的峰-峰值所占格数为A(图中
A
=
2div),直流分量的格数为B(图中B=3div),被测信号某特定点R与参考基线间的瞬时电压值所占格数为C(图中C=3.5div)。如果仪器V/div挡位的标称值为0.2V/div,同时Y轴输入端使用了10∶1衰减探头,则被测信号的各电压值分别为
被测信号交流分量:Up-p
=
0.2V/div
×
2div
×
10=4V
被测信号直流分量:U
=
0.2V/div
×
3div
×
10=6V
被测R点瞬时值:U
=
0.2V/div
×
3.5div
×
10=7V
(2)交流电压测量。一般是测量交流分量的峰-峰值,测量时通常将被测信号通过输入端的隔直电容,使信号中所含的直流分量被隔离,步骤如下:
①垂直系统的输入耦合选择开关置于“AC”,V/div开关和t/div扫速开关根据被测信号的幅度和频率选择适当的挡位,被测信号直接或通过10∶1衰减探头接入仪器的Y轴输入端,调节触发“电平”使信号波形稳定,如图3.19所示。
图3.19交流电压的测量②根据屏幕坐标上的刻度,读测信号波形的峰-峰值所占格数为D(图中D=3.6div)。如果仪器V/div挡位的标称值为0.1V/div,同时Y轴输入端使用了10∶1衰减探头,则被测信号的峰-峰值应为
Up-p=
0.1V/div
×
3.6div
×
10=3.6V
5)时间测量
对仪器时基扫描速度t/div校准后,可对被测信号波形上任意两点的时间参数进行定量测量,步骤如下:
(1)按被测信号的重复频率或信号上两特定点P与Q的时间间隔,选择适当的t/div扫描挡位。务必使两特定点的距离在屏幕的有效工作面内,且达到较大限度,以提高测量精度,如图3.20所示。
(2)根据屏幕坐标上的刻度,读被测信号两特定点P与Q间所占格数为4.5div。如果t/div开关的标称值为2ms/div,则P、Q两点的时间间隔值t为
t
=
2ms/div×4.5div
=
(2×4.5)ms
=
9ms
图3.20时间的测量
6)脉冲上升时间的测量
对仪器时基扫描速度t/div校准后,可对脉冲的前沿上升时间进行测量,步骤如下:
(1)按被测信号的幅度选择适当的V/div挡位,调节垂直灵敏度“微调”旋钮,使屏幕上所显示的波形垂直幅度恰好为5div。
(2)调节触发“电平”及水平移位电位器。按照脉冲前沿上升时间的宽度适当选择t/div,使屏幕上显示的信号波形如图3.21所示。
图3.21脉冲上升时间的测量
(3)按照屏幕坐标刻度显示的波形位置,读测信号波形的前沿在垂直幅度的10%
与90%两位置间所占格数为1.6div。如果t/div开关的标称值为0.1μs/div,则前沿上升时间为
式中,t1为垂直幅度10%
与90%
的时间间隔;t2为仪器固有上升时间,约为70ns。
7)频率测量
对于重复信号的频率测量,一般可按时间测量的步骤测出信号的周期,并按f=1/T算出频率值。
8)相位测量
要测量正弦波通过放大后的滞后相位角,其方法有两种。
(1)方法A。
①将仪器的触发源选择开关置于“外”,同时将相位超前的信号A分别接入仪器的Y轴输入插座和“X外触发”端,然后调节“t/div”扫描速度开关、扫描速度“微调”和触发“电平”,使屏幕上所显示信号的周期宽度在X轴上的坐标刻度恰好为9div。这样X轴上的坐标刻度值就直接与信号的相位角度值对应,即②读测超前信号波形A的特定点P在X轴上的位置。仪器的外触发信号“t/div”开关、扫描速度“微调”、触发“电平”和水平移位旋钮都会保持不变,将原输入Y轴的超前信号A改为滞后信号B,读测滞后信号B在X轴上相应特定点P′的位置,如图3.22(a)所示。
③根据两特定点PP′所占格数D(图中D=2.25div),计算两信号间的相位移。
φ
=
2.25div
×
40°/div
=
90°
(2)方法B。
测量步骤基本上与方法A相同,屏幕上信号周期宽度在X轴上所占格数为T(不必恰为9div),读测两信号的特定点PP′所占格数D,如图3.22(b)所示,则两信号间的相位移为
图3.22相位的测量
3.SR-8型双踪示波器的使用
SR-8型双踪示波器是一种全晶体管化的小型宽频脉冲示波器,能用来同时观察和测定两种不同信号的瞬变过程。它不仅可以在荧光屏上同时显示两种不同的电信号,供使用者分析、对比,而且可以显示两种信号叠加后的波形,该仪器可以任意选择独立工作,进行单踪显示。
1)主要技术参数
(1)
Y轴系统。
输入灵敏度:10mV/div~20V/div,共分11挡。处于校准位置时,各挡误差不大于5%。还设有灵敏度“微调”装置,灵敏度连续可调。
频率宽度:根据Y轴输入选择开关“AC⊥DC”位置,可达到下述频带宽度。
AC耦合:10Hz~15MHz;
DC耦合:DC~15MHz。
输入阻抗:直接输入1MΩ/50pF;经探头输入1MΩ/15pF。
(2)
X轴系统。
X轴系统扫描速度0.1μs/div~1s/div,分21挡。处于校准位置时,各挡误差不大于5%。也设有灵敏度“微调”装置,扫描速度连续可调。仪器的最慢扫描速度可达2.5s/div。
拉出扩展×
10开关时,最快扫描速度可达20ns/div,扩展后的误差不大于15%。
X外接灵敏度:≤3V/div。
频带宽度:100Hz~500kHz,-3dB。
输入阻抗:1MΩ/40pF。
(3)校准信号。
矩形波,频率为0.998~1.02kHz,电压幅度为1±3%
V。
(4)触发灵敏度。
内触发不大于1div;外触发不大于0.5V。
2)面板装置及内电路框图
SR-8型双踪示波器的面板及内电路框图如图3.23和图3.24所示。
图3.23SR-8型双踪示波器的面板
图3.24SR-8型双踪示波器的内电路框图
3)面板控制旋钮的作用
(1)显示部分。
辉度、聚焦、辅助聚焦和标尺亮度与普通示波器相同。
①“寻迹”按键。按下此按键时偏离荧光屏的光迹便可回到可见显示区域,从而可估计原光点所在位置。
②校准信号输出开关。控制幅度为1V,f
=
1kHz的方波校准信号输出,用以校准Y轴的灵敏度和扫描速度。在不使用校准信号时,该开关应处于“关”的位置。
③校准信号插座。校准信号由此输出。
(2)
Y轴开关的作用及使用方法。
①显示方式开关有“交替”、“YA”、“YA+YB”、“YB”和“断续”五种方式,各方式的作用如下:
“交替”:在机内扫描信号的控制下,交替地对YA通道和YB通道的信号进行显示,即第一次扫描显示YB通道的信号,第二次扫描显示YA通道的信号,第三次扫描又显示YB通道的信号……从而实现双踪显示。这种显示方式一般在输入信号频率较高时使用。
“YA”:YA通道单踪显示。
“YA+YB”:显示两通道输入信号叠加后的波形。通过“极性、拉—YA”开关选择,可以显示YB
、YA两通道信号的和或差。
“YB”:YB通道单踪显示。
“断续”:是指在第一次扫描的第一个时间间隔显示YB通道的信号波形的某一段,第二个时间间隔显示YA通道的信号波形的某一段,以后各间隔轮流地显示两信号波形的其余各段,以实现双踪显示。这种显示方式通常在输入信号频率较低时使用。②
Y轴输入耦合方式开关“AC⊥DC”。
置于“DC”时,能观察到包括直流分量信号在内的输入信号;
置于“AC”时,能耦合交流分量,隔断输入信号中的直流分量;
置于“⊥”时,表示输入端接地,这时可检查地电位的显示位置,作“0”电平的基准位置。③灵敏度选择开关“V/div”及微调。开关旋钮采用套轴形式,外旋钮为粗调,由10mV/div~20V/div,共分11挡,可按被测信号的幅度选择适当的挡位,以利于观察。中心旋钮为微调,微调旋钮按顺时针方向旋至满度即为“校准”位置,这时,面板上粗调旋钮所指示的标称值就是被测信号的幅度值。
④
YA极性转换开关“极性、拉—YA”。此开关是按拉式开关。按下为常态,显示正常的YA
通道输入信号;拉出时,则显示倒相的YA
信号。
⑤内触发选择开关“内触发、拉—YB”。此开关也是按拉式开关。按下为常态,该位置常用于单踪显示,如果作双踪显示时,只作一般波形观察,不能作时间比较。
当“拉—YB”开关拉出时,通常适用于“交替”或“断续”的双踪显示状态,以对两种不同信号的时间与相位进行比较。
⑥平衡电位器。Y轴放大器输入信号后,所显示的波形如果随灵敏度“微调”转动而出现X轴方向的位移,则调此平衡电位器,可使位移最小。
(3)
X轴控制开关的作用与使用方法。
用示波器显示电压与时间关系曲线,即是对被测波形进行测量或计算,通常以Y轴方向表示电压,X轴方向表示时间,示波管屏幕上的光点在X轴方向移动的速度由扫速开关“t/div”所决定。
①扫描速度选择开关“t/div”及微调。此开关旋钮采用套轴形式,外旋钮为粗调。微调旋钮顺时针方向旋至满度为“校准”位置,这时,面板上所指示的标称值是粗调旋钮所在挡位的扫描速度值。
当粗调旋钮置于“X轴外接”时,X轴信号直接由“X外接”同轴插座输入。②扫描扩展开关“扩展、拉
×
10”。此开关是按拉式开关。按下为常态(正常位置),仪器正常使用;拉起时,荧光屏上的波形在X轴方向扩展10倍,这时的扫描速度增大10倍。
③触发选择开关“内、外”。置于“内”时,触发信号取自机内Y通道的被测信号;置于“外”时,触发信号直接由外触发“X外接”同轴插座输入,这时外触发信号与被测信号在频率上应有整数倍关系。④触发信号耦合方式开关“AC”、“AC(H)”、“DC”。
“AC”:触发信号以交流耦合方式输入。因触发信号的直流分量被隔离,所以触发性能不受信号的直流分量影响。
“AC(H)”:触发信号通过高通滤波器耦合输入。有抑制低频噪声和低频信号的能力。
“DC”:触发信号直接耦合输入,适用于缓慢变化的触发信号。⑤触发方式开关“高频”、“常态”、“自动”。
“高频”:该机内产生约200kHz的自激信号,对被测信号进行同步,使荧光屏上显示的波形稳定。这种方式对观察较高频率的信号是有利的。
“常态”:触发信号来自机内Y通道或“外触发”输入,是观察脉冲信号常用的触发扫描方式。
“自动”:扫描处于自激状态,不必调整“电平”旋钮就能自动显示扫描线。这种方式有利于观察频率较低的信号。
“自动”、“高频”两种方式即使没有输入信号,也能见到扫描线,因此一般用这两种方式较为方便。
⑥触发电平调节开关“电平”。用以选择输入信号波形的触发点,使电路在合适的电平上启动扫描。如果没有触发信号或触发信号电平不在触发区内,则扫描停止,屏幕上无被测波形显示。使用“高频”、“常态”方式时,“电平”旋钮对波形有控制作用。
⑦触发“稳定性”电位器。系可调电位器,如果波形同步不稳定,可微调“稳定性”电位器,使波形稳定。
4)使用方法
(1)使用前检查。
①将仪器面板上的控制旋钮置于表3.4所示的位置。
表3.4仪器面板各主要旋钮的初始位置②接通电源,电源指示灯亮,调节“辉度”使光点(或波形)的亮度适当。如果找不到光点,可按下“寻迹”按键寻找光点所在位置。适当调节“X轴位移”,使屏幕上呈现光点(或波形)。
③聚焦及辅助聚焦。调节X轴、Y轴位移旋钮,把光点或波形移至屏幕的中心位置,然后用聚焦及辅助聚焦旋钮调节,直至图像清晰为止。
(2)使用示波器的注意事项。
①在交流耦合下测量较低频率的信号,会出现严重失真。
②在用探头测量时,实际输入示波器的电压只有被测电压的1/10,因此,在计算时应将测得的电压乘以10。
③探头的最大允许输入信号幅度为400V。在用探头测量加速变化的电压波形时,其接地点应选择在最靠近被测信号的地方。
④使用示波器时,对包含有较高频率或较低频率成分的低电平信号,必须使用屏蔽电缆线,且电缆线的芯线和屏蔽地线都需直接接在被测信号源的输出端与地端,输入连接线要短。
(3)电压测量方法。
用示波器测量电压实际是对所显示波形幅度进行测量。用SR-8型双踪示波器直接读数法测量电压。
测量时,应使被测波形稳定地显示在屏幕的中央,幅度一般不宜超过6div,以避免非线性失真造成测量误差。
直流电压的测量:
①把示波器触发方式开关置于“自动”或“高频”位置,使屏幕显示一条水平扫描线。②再把Y轴输入耦合方式开关“AC⊥DC”置于“⊥”位置。这时显示的水平扫描线为零电平的基准线,其高低位置可用Y轴“位移”旋钮调节。
③把Y轴输入耦合方式开关扳到“DC”位置,被测信号由相应的Y轴输入端输入,这时扫描线在Y轴方向上产生位移。
④把“V/div”开关所指的数值(“微调”旋钮置于“校准”位置)与扫描线在Y轴方向上产生的位移格数相乘,即为测得的直流电压值。
例如,示波器灵敏度开关“V/div”位于10,微调位于“校准”位置,Y轴输入耦合方式开关置于“⊥”位置,将扫描线用“Y轴位移”旋钮移至屏幕的中心位置。然后将Y轴输入耦合方式开关由
“⊥”扳到“DC”位置,这时,扫描线中心位置(基准位置)向上移动2格,那么被测电压即为(10×2)V=20V(不接探头);如果向下移动则电压极性为负。注意,微调旋钮应处于“校准”位置,“极性”、“拉—YA”开关应处于常态(按下)位置。当被测电压较高时,需外接探头,其读出的电压值应增大10倍。被测信号一般都含有交流和直流两个分量,在测试时应加以区分。
交流电压的测量:当测量被测信号的交流分量时,须将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”位置。但是当被测输入信号的频率很低时,应将Y轴输入耦合方式开关置于“DC”位置。
①将被测波形移至示波管屏幕的中心位置,并按方格坐标刻度,读取整个波形所占Y轴方向的格数。
②读取被测波形所占用的格数时,用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕的方格坐标范围内。并将它的“微调”旋钮按顺时针方向转到底,即处于“校准”位置。
③如果采用探头测量时,应将探头衰减量计算在内,就是把“V/div”开关所指示的读数乘以10。
例如,示波器Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2,其“微调”位于“校准”位置,这时,如果被测波形在Y轴方向占5格,则此信号电压的峰-峰值为1V。
如果经探头测量,面板上开关位置不变,显示波形仍为5格,则此信号电压的峰-峰值为10V。
(4)时间的测量。
定量测试时,应将扫描速度选择开关“t/div”的“微调”顺时针方向转到底,并听到“咔嚓”一声,表示处于“校准”位置。显示波形在X轴方向上的时间可按扫描速度选择开关“t/div”所指示的数值直接读出。
图3.25重复周期T的测量①把“t/div”开关的“微调”置于“校准”位置,这样可以由扫描速度选择开关所指示的数值乘以波形在水平方向上的周期所占的格数,直接算出重复周期T。
例如,如图3.25所示为屏幕上观察到的波形,如果这时扫描速度为2ms/div,求重复周期T。
从图3.25可以读出一个重复周期占6格,则周期为
T
=
2ms
/div
×
6div
=
12ms
周期T算出后用f=1/T的关系可求出频率f。②时间差的测量。使用“交替”或“断续”显示方式,可以测得两个信号之间的时间差。
测量时,应把“内触发”开关拉出,同时使被测的超前信号与“YB”输入端相连接,滞后信号与“YA”输入端相连接。按图3.26所示波形即可算出相差的时间:
T=t/div×D
图3.26时间差的测量③脉冲波形上升时间和下降时间的测量。采用内触发方式,显示波形的上升沿应用“正极性”触发,显示波形的下降沿应用“负极性”触发。
当被测脉冲前沿或后沿大于示波器本身上升时间24ns三倍以上时,可按面板“t/div”指示值直接读出Tr和Tf
,如图3.27所示。否则应按下式计算:
式中,Tr(或Tf)为前沿(或后沿)的实际值,T为Tr(或Tf)的测量值。Ts为本机上升时间,即24ns。
例如,如果t/div指示值为0.5μs
/div,则可以从图上直接测得
上升时间:Tr
=
0.5μs
/div
×
0.5div=0.25μs=250ns
下降时间:Tf
=
0.5μs
/div
×
0.4div=0.20μs=200ns④脉冲宽度的测量。先使屏幕中心显示出Y轴幅度为2~4格的脉冲波形,再调节“t/div”开关使它在X轴方向显示约4~6格的宽度,如图3.28所示。这时脉冲上升沿与下降沿中点距离D为脉冲宽度。只要读出D所占的格数,再乘以扫描速度开关“t/div”的指示值,即得脉冲宽度。
如图3.28中D为4.5格,如果“t/div”指示值为1μs,则脉冲宽度为4.5μs。
图3.27前沿(或后沿)的测量
图3.28脉冲宽度时间的测量
一、电子线路的安装
电子产品生产制造过程中,电子线路安装一般包括以下生产流程:
①元器件与零部件检测;
②元器件筛选;
③元器件引线加工成型;
④元器件插装与其他零部件安装;
⑤焊接;
⑥电子线路检验与调试等。课题三电子线路安装与调试每个环节的工作质量都会影响电子产品的质量,必须严格按工艺要求实施。每个流程又可分为若干工序。电子线路板的典型安装过程如图3.29所示。
在电子线路安装前,要对所用的元器件、零部件进行检测和筛选。对元器件、零部件进行检测的目的是保证所用的元器件、零部件都必须是符合质量标准的合格品;对元器件、零部件进行筛选的目的是为了使所用的元器件、零部件在都是合格品的基础上,使其电气性能参数基本一致。
图3.29电子线路板的典型安装过程
1.元器件引线加工成形
在电子线路板(印制电路板)安装时,为了保证产品质量,提高焊接质量,使元器件排列整齐、美观,元器件引线加工成型是不可忽视的。大规模生产制造过程中,元器件引线加工成型是用模具成型的;业余制作或试制过程中,一般用尖嘴钳成型。元器件引线加工成型有多种,可根据安装需要合理选择。常用元器件引线加工成型如图3.30所示。
图3.30常用元器件引线加工成型示意图
(a)基本成型方法;(b)孔距不当时引线成型;(c)打弯成型;
(d)垂直插装元器件引线成型;(e)集成电路引线成型图3.30(a)所示是最基本的成型方式,应用最广泛,也是符合标准孔距的成型方式。成型要求是:引线折弯处距离引线跟部要大于等于2mm,弯曲弧半经R大于等于元器件本体直径,弯曲半经r大于等于引线直径的2倍(r≥2da)。两引线折弯后要相互平行。
图3.30(b)所示为不符合标准孔距的成型方式,在正规产品中不允许使用。
图3.30(c)所示为折弯式和卷曲式复合的成型方式,适用于焊接时受热易损坏的元器件。图3.30(d)所示是元器件垂直插装时的成型方式,h≥2mm,A≥2mm,R大于等于元器件本体直径,r≥2da。
图3.30(e)所示为集成元件的成型方式,A≥5mm,r≥2da。
在元器件引线加工成型时,一定要注意将元器件标称值的标记字符放于最易看见的方位,以便于检查与维修。
2.元器件引线及导线端头焊前加工
1)元器件引线搪锡
元器件由于长期保存,引线表面会有灰尘、杂质和氧化层等,使焊接性变差。为了保证焊接质量,在元器件插装前,要对引线进行搪锡。在元器件引线上用电烙铁上锡或在锡锅中浸锡的过程称为搪锡。
在对元器件引线搪锡前,先要用小刀或砂纸把引线上的杂质和氧化层去除掉。去除时从距离引线根部2~4mm处向外刮,直到杂质和氧化层去除干净为止。在刮引线时,要注意不要把原有的镀层刮掉,也不能用力过大,以防损坏元器件引线。刮干净的引线要及时涂上助焊剂,然后用电烙铁进行上锡或在锡锅中浸锡。在对半导体元器件引线上锡时,可用镊子夹住引线上端,以利散热,避免损坏元器件。
2)普通绝缘导线端头加工
绝缘导线在接入印制电路板之前,要对导线端头进行加工,以提高其导电性和强度。导线端头加工可按以下步骤进行:
①按所需长度截取导线;
②按导线连接方式决定剥头长度并剥头;
③对多股导线端头进行捻头处理;
④搪锡。
(1)剥头。就是用剥线钳或其他工具剥去导线的绝缘层,露出导线的导电体。用剥线钳时要选择合适的钳口。用其他工具时要注意不要损伤导电体。
(2)捻头。多股导线经剥头后,很容易松散,不经处理就搪锡,会使导线端头比原来直径大许多,并带有毛刺,接入后易造成焊盘或导线间的短接。因此,对多股导线剥头后必须进行捻头处理。按线芯原来的捻紧方向继续捻紧,捻头后要及时搪锡。搪锡时注意不要损伤导线的绝缘层。
3)屏蔽导线与同轴电缆端头加工
屏蔽导线是在单根或多根绝缘导线外面套有金属编织线作屏蔽层的特殊导线。屏蔽导线的端头处理与普通绝缘导线端头处理相同,但是,对套在外面的金属编织线也要进行处理。把金属编织线用镊子从根部扩开,露出绝缘导线,然后把金属编织线捻紧搪锡,以防金属编织线散开形成毛刺。搪锡时注意不要烫伤内导线的绝缘层。
同轴电缆是在单根绝缘导线外面套有金属编织线作屏蔽层的特殊导线。同轴电缆端头处理过程如图3.31所示。
图3.31同轴电缆端头处理示意图
3.导线、线扎、电缆的安装
1)绝缘套管的使用
使用绝缘套管的目的是:
①増强绝缘性能;
②増加导线或元器件的强度;
③作色别标记,便于检查维修;
④保护导线;
⑤用作线扎,把多根导线扎在一起。
常用套管有黄蜡管、塑料管、玻璃纤维管等。
2)绝缘套管的使用方式
(1)给元器件引线加装套管。元器件引线基本上都是裸导线,很容易造成短路。加装套管可以防止短路,同时也可作色别标记。给元器件引线加装套管的方法如图3.32所示。
(2)给元器件加装套管。对于体积较小的元器件,用绝缘套管将元器件和引线一起套起来,对表面是金属的元器件可以起到很好的绝缘作用。给元器件加装套管的方法如图3.33所示。
图3.32元器件引线加装套管的方法
图3.33元器件加装套管的方法
(3)给端子上加装套管。给端子上加装套管,若是起绝缘作用,可隔一个端子加装一个套管;若是提高强度,可给每个端子都加装一个套管。给端子上加装套管的方法如图3.34所示。
(4)给导线上加装套管。给导线上加装套管的方法如图3.35所示。图3.35(a)所示是为了増强导线的绝缘性能,用较长的套管将导线套起来。图3.35(b)所示是为了把导线扎成一束,用较短的套管把导线套起来。
图3.34给端子上加装套管的方法(a)起绝缘作用;(b)提高强度
图3.35给导线上加装套管的方法
3)扎线
扎线是采用一定方式把导线整齐地捆扎在一起。扎线的目的:一是防止导线杂乱不美观,二是提高产品的稳定性。扎线以前多用黄蜡管套扎,现在常用扎线带、扎线卡等扎线用品进行捆扎。常见扎线用品如图3.36所示。
图3.36常见扎线用品(a)扎线带;(b)扎线卡
4)导线和套管的色标规定
在电子产品、电气产品中有很多导线和元器件都用色别标记,以便于检查维修。对导线和套管的色别标记依据电路选择,规定如下:
①交流三相电路。第一相:黄色;第二相:绿色;第三相:红色;零线或中性线:淡蓝色;安全接地线:黄、绿双色线。
②直流电路。正极:棕色;负极:蓝色;接地中线:淡蓝色。
③半导体二极管。阳极:蓝色;阴极:红色。
④半导体三极管。集电极(e):红色;基极(b):黄色;发射极(c):蓝色。
⑤晶闸管。阳极:蓝色;阴极:红色;控制极:黄色。
⑥场效应晶体管。源极(S):白色;栅极(G):绿色;漏极(D):黄色。
⑦有极性电容器。正端:蓝色;负端:红色。
⑧光耦合器件。输入端阳极:蓝色,阴极:红色;输出端(e):黄色,输出端(c):白色。
⑨电子管。控制栅:绿色;灯丝(交流):白色。
导线和套管采用代用色时,规定:红、蓝、白、黄、绿色的代用色依次为粉红、天蓝、灰、橙、紫色。
依据导线和套管颜色标记电路时,应按国家标准GB/T2681的规定进行标记。
4.元器件的插装
1)卧式插装
卧式插装应用较广泛,就是把元器件水平地插装在印制电路板上,如图3.37所示。卧式插装的元器件稳定性好,比较牢固,受振动时不易脱落。
2)立式插装
立式插装如图3.38所示。其优点是元器件插装密度大,占用印制电路板的面积小,拆卸比较方便。电容、三极管多采用立式插装。
图3.37卧式插装
图3.38立式插装
3)常用元器件的插装
(1)半导体三极管、集成电路、
延时线块等同方向引线元器件的插装方法如图3.39所示。图3.39(a)所示为正向插装,图3.39(b)所示为反向插装,图3.39(c)所示为正向贴板插装,图3.39(d)所示为反向埋头插装。一般多采用正向插装。元器件插装前要正确判定引脚极性,最好套上规定的色标套管,以防装错。
(2)双排直插式集成电路的插装方法如图3.40所示。图3.40(a)所示为直接插装。图3.40(b)所示为用转接插座插装。用插座插装时只是把集成块转接插座焊接在印制电路板上,将集成块插装在转接插座上即可。这种插装便于更换集成块。
图3.39同方向引线元器件的插装
(a)
正向插装;(b)反向插装;(c)正向贴板插装;(d)反向埋头插装
图3.40双排直插式集成电路的插装(a)直接插装;(b)用转接插座插装
(3)扁平式集成电路的插装如图3.41所示。插装时直接将扁平式集成块的引线焊接在印制电路板的导电线路上。
(4)变压器、大电解电容器、磁棒等元器件的体积和重量都比较大,插装不好会影响整机质量。
中频变压器及输入、输出变压器本身带有固定脚,插装时把固定脚插入印制电路板的孔中用锡焊接牢固即可。对于较大的电源变压器要用螺栓连接固定。
对于较大的电解电容器可用弹性夹固定,如图3.42所示。
磁棒插装一般采用塑料支架固定,先将塑料支架插装在印制电路板的支架孔中,在反面将塑料加热熔化,待塑料冷固后再插入磁棒。
元器件在印制电路板上的插装原则是:先低后高,先轻后重,先一般后特殊。插装时应根据具体情况合理安排插装顺序。
图3.41扁平式集成电路的插装
图3.42大电解电容器的固定
5.印制电路板的焊前检查
印制电路板在插装之前,一定要检查其可焊性,板面要清洁干净。若有少量焊盘可焊性差,可用棉球蘸无水酒精擦洗,或用砂纸轻轻擦磨并上锡。若有大量焊盘可焊性差,可用酸性溶液浸泡几分钟,取出用水清洗并烘干,然后涂上松香酒精助焊剂,并及时焊装,以防再次产生氧化。
6.印制电路板的修复
在电子线路组装和维修中,由于焊接技术的不熟练或反复调换元器件,会造成印制电路板的铜箔断裂、翘起、焊盘脱落等现象。若电子产品质量要求很高时要作报废处理。而对一般电子产品、试制品或业余爱好者制作及产品维修过程中,可以采用以下方法进行修复。
1)印制电路铜箔断裂的修复
对已经断裂的铜箔可以采用搭接法进行修复。将已经断裂的铜箔部分表面的阻焊剂清除干净,清除范围距断裂处
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