電子工藝實習指導書2019級

2022-03-27 03:32:24 字數 5218 閱讀 4395

一、 概述

本次實習的名稱為電子工藝實習,是一次充分鍛鍊學生動手能力的實習,為以後後續的實習課程打下基礎,同時也是畢業後走向工作崗位的一項重要的知識儲備的實習。所以大家要給與充分的重視。

二、 實習地點

電子資訊工程實驗室413

三、 實習時間安排

本次實習時間為1周,從10年12月27日至10年12月31日。

具體時間安排:

周一10年12月27日

上午:8:00-11:00講授電子工藝實習基本知識。

下午:1:30-4:30講授dt830數字萬用表原理、裝配要點、安裝除錯步驟

周二~周四10年12月29日~10年12月30日

發放套件,安裝除錯dt830萬用表

周五10年12月31日

指導教師對學生的作品進行驗收。

四、 dt-830數字萬用表工作原理

(一)簡介:dt-830有8種功能,共30檔,即可用來測量三極體的(分為npn和pnp兩檔)、直流電流和交流電流〔分別簡稱為oca和aca,各有200ua、2ma、20ma、200ma和10a五檔)、交流電壓(簡稱為acv,有200mv、2v、20v、200v和750v五檔)、直流電壓(簡稱為dcv,有200mv、2v、20v、200v和1000v五檔)和電阻(有200ω、2kω、20kω、200kω、2mω和20mω檔),還有兩檔可分別用來檢查二極體的好壞和線路的通斷,這兩檔分別用符號「」和「」表示。

dt-830採用3位①lcd液晶數字顯示器(簡稱為數字顯示器或液晶顯示器),整機耗電約20 mw,用9v疊層電池供電。與一般指標式萬用表相比,它具有精度高、輸入電阻大、讀數直觀、功能全、休積小等優點。

(二)分析功能

1、7106及數字顯示器

7106是cmos大規模積體電路,它不僅含有a/d轉換器,而且還有資料鎖存器、解碼器和驅動器等,可直接驅動液晶式七段顯示器。詳細了解它的工作原理、各項引數等,超出本課程範圍,因此只簡要說明以下幾點:

(1)7106的電源電壓範圍為7~15v,故可用9v疊層電池供電。由於電源電壓低於7v時,7106等器件的效能不能保證,因此dt-830設有欠電壓顯示報警電路,它由圖中右下角的三極體、穩壓管dw683和電阻、、組成。當電源電壓正常時,穩壓管反向擊穿,電阻上的壓降大於發射結的死區電壓,導通,它的集電極電位為高電平。

當電源電壓下降到一定程度(其設計值為7.2v)時,穩壓管不能反向擊穿,因此截止,它的集電極電位為低電平,使液晶顯示器顯示出符號「←」,表明電源電壓過低,應更換電池。

此外,7106內部設有基準電壓源電路,當電源電壓在7至9v範圍內且電源開關閉合時,管腳1與32之間的電壓為2.8v(典型值),它的穩定性較高,可作為基準電壓源。

(2) 7106有三個輸入端,即模擬電壓輸入端〔管腳31)和參考電壓的兩個輸人端(管腳35和36)。據cmos器件的特點可知,它們的輸入電阻很大(約ω),為避免因感應電荷的積累而損壞器件,各輸入端均有保護電路(在器件內部),它們由二極體和電阻組成①。這些二極體允許通過的電流較小,通常規定各輸人端的輸入電流應限制在10ma以內,以不超過lma為佳②。

為了避免因輸入電壓過高而損壞,常給這些輸入端串接阻值較大的電阻,因此圖中7106的管腳31、35和36分別串接了電阻、和。

(3)圖中的7106雖然只有40只管腳,但除了與數字顯示器及電源、模擬地的聯線外,它僅有三根線與其他電路相聯,因此我們可將7106和數字顯示器等看作乙個部件。由於它所顯示的數值與輸入電壓成正比,因此這個部件可稱為數字電壓表,用符號dvm表示①,如圖12-12所示②。圖中的電容和。

分別與電阻、和構成低通濾波電路。顯然,對於直流量,電容、和均相當於開路,因此以後在分析工作原理時,不再把它們畫出。

(4)小數點。數字顯示器共有三個小數點,它們的亮、暗狀態受換檔開關的第六刀()控制。當換檔開關撥在不同位置時,各小數點的亮暗狀態如表12-4所示。

至於小數點亮暗控制電路的工作原理,則屬幹數字電子技術基礎課程內容,因此我們不在這裡分析,讀者可參閱有關參考文獻①。

以上介紹了7106及數字顯示器的基本效能,下面我們先簡要說明換檔開關,然後分別畫出dt-830各種測試功能的等效電路,並分析它們的工作原理。

2.換檔開關

dt-830只有乙個換檔開關,為六刀28位,分別用、、、、和代表,其動片用「」表示。撥動換檔開關時,這六個動片同時移到相應位置。按圖12-11中所示,無論換檔開關撥在哪一檔,六個「」總保持在同一條水平直線上。

例如在畫直流電壓測量電路時,應把換檔開關的六個「」一起平移到dcv位置(包括200 mv、2v、20v、200v和1000v五個檔位)。

3.直流電壓(dcv)測量電路

當換檔開關撥到dcv位置時,器件7106管腳31、35和36與其他電路的連線分別如下:

(1)管腳36經電阻和開關接到電位器的動端,與電阻、、和構成分壓電路,這個支路的兩端分別接電源的正極和模擬地(簡稱為地)。

(2)管腳35經電阻後分兩條支路,其中一條支路接電阻,另一條支路經開關接地。也就是說,管腳35經電阻接地,且電阻的下端也接地。

(3)管腳31經電阻接到開關右邊的定片,然後分兩條支路,其中一條支路經過電阻、、和三極體、接地,另一條支路是經過的動片和接到由電阻:至構成的分壓電阻鏈。其中電位器的動端有電容接地,它對被測電壓中含有的高次諧波和脈衝干擾起濾波作用。

分析工作原理時可將它視為開路。

由以上所述,可畫出直流電壓測量電路如圖12-13所示。我們先分析200mv檔的工作原理。在正常情況下,被測電壓的絕對值應小於200 mv,因此流過三極體和(它們分別接成二極體的形式)的電流可視為零,而cmos器件7106的輸入電阻比大得多,所以它的輸入電壓等於被測電壓,即=。

若=100mv,則數字電壓表(dvm)應顯示出100. 0,據前面式 (12-13)和表12-4可知參考電壓也應當等於100mv。而

的大小可通過圖中虛線框內的電位器調節。據圖中引數可知,調節可使=100mv。前面提到器件7106從管腳1與管腳32輸出約2.

8v的基準電壓源,它的穩定性較高,故的穩定性較高。這是dt-830穩定性好的原因之一。

對於2v檔,20v檔、200v檔和1000v檔,據圖中分壓電阻鏈(至)的引數可知,與之比分別是,,和。 當分別為1v , 10v , 100v和1000v時,均為100 mv。據式(12-13}和表12-4可知,在=100mv的條件下,dt-830所顯示的數值分別是1.

000,10.00,100.0和1000,與被測電壓的數值相符。

如果被測電壓超過量程,例如因操作錯誤,撥在200 mv檔測量500v直流電壓,那麼三極體將反向擊穿(設=+500v),正嚮導通,可使比小得多。但因的發射極串接了電阻,它的阻值為270kω若仍將電阻的電流視為零,則仍超過180v。由此可見單靠三極體:

和保護器件7106是不行的。前面提到cmos器件各輸入端有保護網路(在器件內部),為了便於分析,我們把它畫在圖12-14的虛線框內,其中電阻

一般為1.5~2.5kω。

由此圖可見,由於輸人端有保護網路,且輸人端串接470kω的電阻,即使=+200v或=-200v,流過電阻的電流(即輸入電流)也不到0.43ma,而這兩種情況下對應的絕對值超過500v 。因此dt-830的直流電壓檔具有很強的過載能力。

但仍以正確操作避免出現這種情況為好。

4.二極體測量電路

假設圖12-11電路中的換檔開關撥在「」檔,則可畫出二極體側量電路如圖12-15所示。圖中虛線框內的參考電壓調整電路與前面圖12-13虛線框內的電路相同。以後還有類似情況,不再重複說明。

由此圖可知,測試電壓由器件7106的基準電壓提供,其值約2.8v,因此在正常情況下三極體和截止,可將它們視為開路。如果被測二極體的接法如圖中所示,則正嚮導通,其正向壓降在0.

1v至0.7v範圍內(隨矽管,鍺管及特性不同而異),正嚮導通電流為1ma~1.4ma。

二極體的正向壓降經電阻和分壓得,

即由此可見,二極體測量電路與2v檔直流電壓測量電路有類似之處。

設=0.6v ,則由上式和式(12-13)及表(12-4)可知,在=100 mv的條件下,數字顯示器顯出來的數值是「.600」,與的數值一致。

但二極體的正向壓降隨溫度變化,其溫度係數約為-2 rnv/℃如果它正嚮導通的電流保持不變,那麼在5℃和35℃時測最同乙個二極體,測得的數值將相差約60mv。為了克服這一缺點,dt-830採用熱敏電阻作為溫度補償元件。當溫度公升高時,應使二極體的正嚮導通電流適當增大,即圖中的阻值應適當減小,才能使不受溫度影響,因此的溫度係數應為負值。

如果二極體的接法與圖中所示相反,或者二極體開路,則2 .8v, 280mv,超過參考電壓(=100mv)的兩倍,故最高位顯示出1,其他三位均不顯示。假定因操作錯誤,用「」檔去測裡電壓,那麼當被測電壓的絕對值達到一定程度(例如20v)時,三極體和將有乙隻反向擊穿,另乙隻正嚮導通,起保護作用。

但因三極體、和電阻、允許的功耗有限,因此電壓不能過高,否則將造成損壞。

5.直流電流(dca)測量電路

由圖12-11可知,dt-830的直流電流測量電路與直流電壓測量電路的區別,僅在於前者用分流器(由電阻~和組成)代替了後者的分壓電阻鏈,並加了0.5a的快速熔斷絲bx及由:和組成的二極體雙向限幅電路,即直流電流測量電路如圖12-16所示。

圖中的約0.01ω因前面己經說明了電阻、、和三極體、的作用,且對於dca檔來說,正常工作時流過它們的電流等於零,可將它們視為開路,因此圖中未將它們畫出。以後若有類似情況,一般不再說明。

由圖中虛線左邊的分沉器可知,當換檔開關分別撥在200a檔、2ma檔、20ma/10a檔和200ma檔,測試錶筆插在「ma"和「com」插孔內時,與被測電流的函式關係分別是

=100012-14)

=10012-15)

=1012-16)

12-17)

以上各式中的單位為毫安,的單位為毫伏。設以上各式中的依次分別為0.15ma,1.

5ma,15 ma和150ma,則均為150ma。據式(12-13)和表12-4可知,在參考電壓仍為100mv的條件下,這四種情況下所顯示出來的數值(包括小數點)分別是150.0和1.

500,15.00,150.0,前者的單位為a,後三個值的單位是ma,故與被測電流值相符。

如果被測電流在200ma以上〔最大不許超過10a 〕,則測試錶筆應插人「10a」和「com "插孔內,並將換檔開關撥在20ma/10a檔(否則小數點顯示不對)。在此條件下與被測電流的函式關係是

=10上式中的單位為安培,的單位為毫伏。若=5a,則由式( 12-13)和表12-4可知,在仍為i00 mv的條件下,所顯示的數值為5.00,與被測電流值相符。

6.三極體測量電路

當換檔開關撥到的npn檔時,由圖12-11可畫出npn三極體測量電路,如圖12-17所示,圖中的電阻ω。將此圖與dca的20ma檔測量電路相比較可知,除被測三極體和基極偏流電阻(和)外,其餘基本相同。這裡tx的射極電流相當於dca中20ma檔的而=(1+β) β,且調節電位器,可使=0.

01ma,即β(ma)

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