电子实习报告

一、实习题目：直流稳压电源的PCB制作及MF47型万用表的焊接

上机部分：可调直流稳压电源原理图绘制和PCB板图设计

仿真部分：电子电路仿真验证理论

实做部分：MF47万用表安装。与电子电路仿真

二、实习目的

电子实习的主要目的是培养学生的动手能力。对一些常用的电子设备有一个初步的了解。把理论用到实践中去，从而有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业的相关知识。培养理论联系实际的能力，提高分析解决问题能力。

1、通过对万用表的焊接，掌握万用表的内部构造，从构造去了解

万用表的工作原理。

2、掌握各种常见电子元件的使用方法，学会看色环电阻的阻值、

电解电容的正负极区分以及三极管三极的判断方法。

3、学会用电子设计软件Protel绘制电路原理图以及PCB板的制

作。

4、通过电子实习，使我们了解电子电路，使我们获得电子设计的

经验，为以后的工作做些铺垫。

三、实习步骤简述

这次实习分为上机和实做两个模块，首先进行的是MF47型万用表的焊接，从焊接中去掌握万用表的工作原理，是我们进一步了解万用表的内部构造；接着进行上机部分的学习，在上机过程中我们使用Protel99软件进行了可调直流稳压电源原理图绘制和PCB板的制作过程，通过对稳压电源的设计，基本上掌握Protel99软件的使用方法，为后继的电子设计打下基础。最后进行实习总结，对本次实习遇到的问题和心得体会以报告的形式提出来。

（一）上机过程——可调直流稳压电源的软件制作

1、可调直流稳压电源的设计原理

（1）、稳压电源核心芯片LM317的简介

LM317是常见的可调集成稳压器，最大输出电流为2.2A，输出电压范围为1.25～37V。(如图一所示) 1，2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变与1脚连接的滑动变阻器RW阻值即可调整稳压电压值。D1，D2用于保护LM317。

（图一）LM317其内部结构接法如下：Array

（2）、可调直流稳压电源原理图

原理分析：

首先电路运用变压器，把220伏特的交流电降到15伏特，再经过整流桥对电流进行整流，经过整流后电流变成直流，在经过点解电容C1整流，是波形变的更平缓，最后通过滤波电路对LM317供电，由于LM317 1、2脚之间的电压稳定在1.25V ，所以要输出的电压为RW 两端的电压加上1.25V ，所以只要改变Rw 的阻值就可以达到变压的效果，即：

1

11.25(1)

W O R U R =+

(式1)

RW1：0 ~ 2.2K 所以，调压范围为1.25～15V 。

正常情况下，317 输入15~18V ，输出1.25～15V 。VD1、VD2是对LM317进

行保护。VD1构成了C5放电的回路。 （3）.Protel99的简介

本次实习使用的软件为Protel99SE ，Protel99SE 是应用于Windows9X/2000/NT 操作系统下的EDA 设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D 模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。 Protel 99 SE 的系统组成：

按照系统功能来划分，Protel99se 主要包含以下俩大部分和6个功能模块。 1、电路工程设计部分

(1)电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH 编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib 编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。

（2）印刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括

印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。

（3）自动布线系统（Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB 设计的自动化。

2、电路仿真与PLD部分

（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。

（2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。

（3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。

3、Protel99SE常用快捷键大全

Pgup 放大窗口显示比例

Pgdn 缩小窗口显示比例

End 刷新屏幕

Del 删除点取的元件（1个）

Ctrl+Del 删除选取的元件（2个或2个以上）

X+A 取消所有被选取图件的选取状态X 将浮动图件左右翻转

Y 将浮动图件上下翻转

Space 将浮动图件旋转90度

5、Protel99SE的安装

安装方法：首先单击安装包（出现上图的窗口） 单击

Next

单击Browse 按钮(进行安装路径修改) 进入选择安装类型界面 单击Finish 按钮完成安装；

（4）原理图的绘制 1、新建一个*.SCH 文件

2、添加新的零件库.GIF

3、接下来便可以画原理图

（5）新建一个*.PCB文件

1、先建立一个封装库，单击图标

2、在库了建立对应原件的封装图。

3、在原理图里对原件进行封装，切记封装名要与封装库里的原件名一致，

3、点击图标，建立.PCB文件

4、建立网络表，把原件从原理图中导入PCB文件中

5、进行布线，顺着飞线把元件连在一起；

上机制作的PCB：

上机制作的PCB的3D图：

（二） 实作过程——万用电表的焊接、安装及调试

1、MF-47万用表原理介绍 （1）万用表的结构

万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成。 （2）MF-47万用表原理图

（3）、MF47型万用表的组成总共由五个部分组成：公共显示部分；直流

2、各部分的工作原理 （1）测量原理

（2）MF47万用表电阻档工作原理

MF47万用表电阻档工作原理（见图9），电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1k Ω、×10k Ω、5个量程。例如将档位开关旋钮打到×1Ω时，外接被测电阻通过“－COM ”端与公共显示部分相连；通过“＋”经过0.5A 熔断器接到电池，再经过电刷旋钮与R18相连，WH1为电阻档公用调零电位器，最后与公共显示部分形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小R x =0，那么：

R

E

R R E I X =+=

此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏转最大，显示阻值为0Ω。

反之，当万用表红黑两表棒开路时R x →∞，R 可以忽略不计，那么： 0→≈+=

X

R E

R R E I X

此时通过表头的电流最小，因此指针指向0刻度处，显示阻值为∞。

（3）MF47万用表电流、电压档工作原理

直流电压的测量

S1可拨在4、5、6三个位置，S2拨在1位置。被测电流从正端流入，负端流出。R1、R2、R3、R4为并联分流电阻，拨动S1可改变测量电流的量程，这和电流表并联分流电阻扩大量程原理是一样的。 直流电压的测量

测量直流电压时S1可拨在10、11、12三个们位置，S2拨在1位置。被测电压加在正负两端，R5、R6、R7为串联附加电阻，拨动S1

就可以得到不同的电压

量程，这和电压表串联附加电阻扩大电压量程的原理是一样的

交流电压测量

测量交流电压时，S1可拨在1、2、3三个位置，S2在1位置。由于磁电系仪表只能测量直流，故在测量交流电压时，需把交流变成直流后进行测量。两个二极管即为整流器，它使交流电压正半波通过表头，而负半波不通过表头，通过表头的电流为单相脉动电流。R11、R12、R13为串联附加电阻，拨动S1可以得到不同的交流电压量程。

（4）组成MF47万用表的元件介绍

1、二极管、电容及电阻的认识

二极管：二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。

二级管的正负判断：把万用表红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端（见上图），观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的时二极管的黑头，反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的时二极管的正极。

电解电容极性的判断：注意观察在电解电容侧面有“－”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，也可以根据它引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极（见图）。如果，已经把引脚剪短，并且电容上没有标明正负极，那么可以用万用表来判断，判断的方法是正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大。

电阻色环的认识：

色环表格左边第一条色环表示第一位数字，第2个色环表示第2个数字，第3个色环表示乘数，第4个色环也就是离开较远并且较粗的色环，表示误差。由此可知，若电阻的色环为红、紫、绿、棕，阻值为27×105Ω＝2.7MΩ，其误差为±0.5%。

保险丝：它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器一种保险丝元件。保险丝由电阻率比较大而熔点较低的银铜合金制成的导线叫做保险丝。

V形电刷：

电刷的作用就是接通有相对运动的两个物体之间的电流。电刷的形状各异，在电机上使用的多为长方形，安置在电刷架上。电刷和换向器或滑环之间有一定的压力。

3、MF47型万用电表的安装

1、对老师发的MF-47万用表制作元件对照说明书进行清点，再用所学知识对元件进行是否完好检查。

2、查看PCB板，把对应的元件找到对应的位置，特别要注意电阻的阻值不要读错了，二极管的正负不要弄错。

3、接着进行焊接准备，按照“先矮后高”的顺序，一般先插电阻。对焊接三极管是要注意时间，焊久了三极管会被击穿做好焊接前的准备工作。

4、按照先预热后放焊锡的规则对各元器件进行焊接。

4焊接的注意事项

焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒钟后，送焊锡丝，观察焊锡量的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虚焊。当焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在线路板的焊盘上。焊点高度一般在2毫米左右，直径应与焊盘相一致，引脚应高出焊点大约0.5 mm。（如下图）焊点a一般焊接比较牢固；焊点b为理想状态，一般不易焊出这样的形状；焊点c焊锡较多，当焊盘较小时，可能会出现这种情况，但是往往有虚焊的可能；焊点d，焊点d、e焊锡太少；焊点f提烙铁时方向不合适，造成焊点形状不规则；焊点g烙铁温度不够，焊点呈碎渣状，这种情况多数为虚焊；焊点h 焊盘与焊点之间有缝隙为虚焊或接触不良；焊点I引脚放置歪斜。一般形状不正确的焊点，元件多数没有焊接牢固，一般为虚焊点，应重焊。

6、MF47型万用电表的调试

将焊接好MF-47万用表后，将两根测量线插入插孔，按上9V与1.5V的电池，先不档位调到凤鸣器挡，看是不是叫了，在用不同的电压挡去测量已知的电源，看指针是否偏转，再调至电流档测有没有电流，接着调到电阻档，测量准备好的电阻，看是否可以测量电阻。若都有读数，则测试万用电表的误差值，如有问题，再进行检查、修改。根据原理图去找问题的所在，不问题一一解决。

一些故障分析：

（三）、EWB仿真实验

题目一：基尔霍夫定律的验证

背景知识：

基尔霍夫电流定律叙述为：对于任何集总参数电路的任意节点，在任意时刻，流出该节点全部支路电流的代数和等于零，其数学表达式为：

∑I，对写电路某节点列写KCL方程时，流出节点的支路电流取0=

正，流入该节点的支路电流取负。

基尔霍夫电压定律叙述为：对于任何集总参数电路的任意回路，在任意时刻，沿该回路全部支路电压的代数和等于零，其数学表达式为：∑u，在写方程时，其电压参考方向与回路绕行方向相同的支路0=

电压取正号，与绕行方向相反的支路电压去负号

基尔霍夫定律仿真图：

题目二：戴维南及诺顿等效电路验证

背景知识：

戴维南定理是：含独立电源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电压源和电阻串联，单口网络电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压

o

u

，电阻

o

R为单口网络内部独立电源为零时

所得单口网络

o

N的等效电阻。

诺顿定理是：含独立电源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电流源和电阻并联，单口网络电流源的电流等于单口

网络从外部短路时的电流

o

I，电阻o R为单口网络内部独立电源为零时

所得单口网络

o

N的等效电阻。

诺顿定理仿真图：

原图测开路电压

测

等

效

电

阻

等效电路

戴维南定理仿真图：

题目三：小信号共射放大器

1、 在电容C1、

C2为1、10微法两种情况下，观察共射放大器的输入和输出波形，并比较其相位关系； 2、 有无旁路电容的情况下，有测得的输入输出电压的峰值计算放大器的电压增益；

3、

分别测出有、无负载时的输出电压峰值，计算放大电路的输出电阻。

小信号共射放大器的仿真图：

原图

测等效电阻

等效电路

产生的波形

共射放大器的输入和输出波形

由波形可知，共射放大器的输入和输出的波形相位相反。由于三级管构成了一个反向器，使共射放大器的输入和输出的波形相位相反。

共射放大器无旁路电容的输入和输出波形

有旁路电容时，输出波形的幅度变大，频率没有变，共射放大器的输入和输出波形的相位依然是反向的。无旁路电容是放大倍数减小

无负载时，输出波形的幅度变大。 有负载时电压峰峰值：3.2mV 无负载时电压峰峰值：18mV

输入电阻的测量，在输入端接一个电阻R ，用示波器观察U0和U1 的波形，根据串联分压公式的

=-===R U U U R U U I U R i s i

R

i i i x

电路原理分析:

无负载的波形

题目四：乙类互补功率放大器

1、观察电路的交越失真

2、电路的直流偏置测量分析

3、电路的最大不失真交流输出电压的观察和测量乙类互补功率放大器的仿真图：

产生的波形：

电路原理分析