模拟电路总结(推荐8篇)
对于模拟电路大家都觉得比较难,确实模拟电路数字电路在计算机专业中的学分比重比较大,内容比较多,理解起来比较困难,但是我们却不能对他放松警惕,我们不要再模拟数字的文章中搞运,要将它们把握在手心中玩弄。做到这点就要在学习中学会翻身。
先让我来说说我的学习方法吧!我这个学期报了模拟数字电路的辅导班,这样大家可能觉得我学习起来会比较轻松,其实不然,我没有好好学,其中有一些傲气在里面,总觉得中专的时候学过(3年前),自己就了不起了,而且我是一个爱睡懒觉的人,早上6点起床,做一个小时的公交车去上学,我真受不了,除了打瞌睡根本就没有学到知识。所以上到一半我就放弃了。
我觉得要是学好它,至少懂一些的话,最好是先把书看1到3遍,并且做过课后习题。但不是说没有看过3遍就不能过这门课程,现在就由我来带领大家复习一下,告诉你模拟数字考试不难。
我就对模拟电路考试的80分题做一下概括性的总结。因为模拟电和数字电路的图和公式比较多,限于时间的紧迫我只说明书中的位置,所以这里要求大家能够独自找到书中的内容,并做进一步的了解。
大题总结:
模拟部分
一、非单一参数的交流电路(5分,一道选择,一道大题)
通过上面2个图我就总结出,非单一参数电路的基本特性,如果个组件串联,那么他们的电流就是相同的,而电压呢?因为根据单一参数的交流通路可知,电感的电压超前点流90度,电容的电压邂逅点流90度,因此如图a的坐标轴可以知道各个元件之间的关系,然后根据这个公式,就可以求出每个点流、点压、电阻、阻抗得值来(有些条件是给定的)。对于并联电路同理可知。
提出几个注意的地方:
1、并联电路电压固定,串联电路电流固定
2、当Xl>Xc时,成感性;Xl
3、有功功率的求法。
二、戴维南定理的应用(8分)
对于这个是第二章的重点,具体的内容请大家自己看书吧!做几道题就全明白了。掌握的内容是:
1、负载开路后的两端电压(选择会有一个求电位的题:1分)
2、等效电阻的求法,电流源开了,电压源短路(选择会有一道求等效电阻的`题:1分)
3、会画等效电路
三、单管放大电路
这里提出3个重点:(具体内容看第5章)
1、共发射极交流放大电路,p91页;
2、分压式偏置共射极放大电路,p102页;
3、共集电极放大电路(设计输出器),p104页。
对于这三个放大电路的静态工作点,和Au、ro和ri的求法一定要会。不要混淆,主要是掌握各个的微变等效电路和支流通路的画法,然后进行总结,看看你对他有什么见解,提示:最好搞明白他们的关系是怎么出来的,这样记忆会比较容易。
四、集成运放(12分,两道题)
对于这12芬我觉得是最容易的了,这是第7章的内容,见意大家把书上各个电路的放大公式记下来,然后就没问题了。
基本的就4个:
1、反相输入比例运算;
2、同相输入比例运算;
3、积分运算电路;
4、电压比较器(知道什么是参考电压)。
这是我认为最基本的4个,其它的可以是他们的结合,还有加入稳压管和二极管的电路需要大家进行分析。
五、用卡诺图化检逻辑函数(4分)
没什么可说的,不会就不要考了。提出一点注意,就是四个角有1的直可以画成一个大圈。
六、对于放大电路的分析(4分)
这个基本上都比较容易,有这样的可能:
1、没有偏置电阻,也就是说Ib=0,没有电流。
2、没有输出电压,可能被电容短路掉。
数字部分
七、组合逻辑电路的分析(4-8分)
这是第三章的内容,主要是知道分析电路的步骤,会设计简单的逻辑电路,不要忘记对逻辑表达式进行画简,要求会写出电路的真值表,基本就没什么问题了。
八、写出ROM阵列逻辑和PLA阵列逻辑的函数表达式(4分)
这个容易,知道概念就成了,没问题的,书上p308和310页。
九、分析时序电路(8分)
这可是数字电路的重头戏,其实也没什么可说的,就是要把那4中基本触发器记下来,特征方程不要忘记(选择题有一道,填空一道,2分),然后知道分析的步骤,一步一步来,就ok了。
对于各个小题的补充:
有几个选择题我已在上边的内容中提到了,就不再重复了。还有几个一定会考的我说一下:
1、555定时器;
2、OCL互补对称电路;
好了基本就这些吧,总共80分的题,要是把握住了,模拟电路数字电路你说难么?
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在电子类专业课程体系中,《模拟电路》和《高频电路》是两门重要的专业基础课程,对后续专业课的学习起着至关重要的影响。传统的教学模式是分两门课程学习,先上模拟电路,后上高频电路,分两个学期授课。但在实际的高职教育中却发现了很多弊端,比如两门课程中部分内容学生在实际应用中用不上或用处不大而学习难度却很大,不符合高职教育中理论基础知识“够用为度”的原则,况且高职的学制较短,也不允许用两个学期的学时来进行这两门课程的教学。因此在实际的教育中就会出现以下问题,比如学校编排教学计划困难,导致出现必须先修的专业基础课和后续的专业课在同一学期进行教学的现象;另外由于模拟电路和高频电路课程的特殊性,学生都普遍认为模拟电路的学习比较困难,而下一个学期的高频电路学习更是难上加难,因此在很多的高职生中就会出现一些消极现象从而导致较严重的不良后果,比如对电子类基础课程丧失学习信心,专业基础知识不够扎实等等。要想改变这一普遍存在的问题,必须从模拟电路和高频电路的课程教学上去作思考和探索,因此课程的改革势在必行。同时,由于两门课程内容上具有内在联系,结合高职教育的特点,为模拟电路和高频电路的整合提供了可能性。通过对两门课程进行有机整合,可以使教学内容更具有实用性和针对性,使高职教育真正体现以“必须、够用”为度,以实际应用为重点,使学生在较少的课时教学中比较轻松地掌握高低频电子线路相关知识和技能。
2、课程整合的思路
课程整合本着既要体现本课程的基础性,又要满足后续专业课程需要的原则来处理教学内容,安排实践环节,合理分配教学课时,同时注重内容的新颖和信息量。根据这两门课程的特点,将这两门课程整合为一门课程叫“电子线路”,在一个学期内完成授课内容,着重加强实践环节学生实践技能的提高。课程整合后,以模拟电路低频部分为重点和主线,在模拟电路的教学中把一些高频电路的基本概念和基础知识作穿插介绍,学生在后续的电子工艺实训中接受收音机的组装与调试,在实训中把高低频电路的知识作巩固和加深理解,尤其是高频电路知识得到了很好的补充。整合以够用实用为基本,重视基础知识,注重学生实践动手能力的培养,而课程整合后也将形成更有效的教学体系。
课程整合后的具体教学大纲如下:
第一章为半导体二极管,主要包括二极管的内部结构、工作原理、性能分析、典型应用分析等。
第二章为半导体三极管,主要包括晶体三极管及场效应管的结构、工作原理、特性曲线、基本应用,以及对于放大电路的基本分析方法等。
第三章为放大电路基础,主要包括以晶体三极管和场效应管构成的各种基本单元放大电路等。
第四章为多级放大电路,主要包括集成运放的组成及特点、负反馈放大电路的基本类型及负反馈对放大电路性能的影响、运放构成的基本运算电路等。
第五章为信号发生器,主要包括反馈型振荡的基本工作原理、正弦波振荡器和非正弦波振荡器等。
第六章为直流稳压电源,主要包括整流、滤波、稳压的工作原理以及集成稳压器的应用等。
第七章为集成模拟乘法器的应用,主要包括模拟乘法器的工作原理及其基本应用、信息传输的基本概念、幅度调制与解调、角度调制与解调、混频等。
第八章为其它模拟集成电路的应用,主要包括锁相环路的基本工作原理、集成锁相环及其应用、频率合成原理等。
第九章为模拟电路与计算机技术,主要包括仿真软件的介绍以及可编程模拟器件的介绍与演示等。
实践教学包括十个实验,分别是半导体器件开关电路制作、基本放大电路、O C L功率放大器、运放的应用电路测试、简易信号发生器制作、简易直流稳压电源、模拟集成器件LM386应用电路制作测试、模拟电路仿真测试、模拟集成乘法器应用电路制作测试、琐相环应用电路制作测试。其中第1、5、7、9、10个实验是设计制作性实验,其余为验证性实验。
整合后的教学学时共为90学时,其中理论70学时,实验20学时,具体分布见表1。
3、课程整合的辅助条件
模拟电路和高频电路进行整合教学难度是很大的,要在相当少的课时内要求学生同时较好地掌握高低频知识,如果具备以下几个条件,就能更好地实现课程整合。
(1)把数字电路教学提前而把模拟电路放在数字电路之后,这样学生的接受能力会好很多,我们可以把集成模拟电路作一些教学强化,数字电路提前对学生接受功能电路的思想无疑是有相当的促进作用。
(2)建设相应的网络课程,作为课堂理论教学的辅助和延伸,利用图片、动画、录像等直观地展示给学生,让学生在自主、协作、轻松的环境下学习。网络教学突破了传统教学的时空限制,具有信息量大、交互性强、覆盖面广等特点,建立完善的网络课程,可以极大地提高教学效率。
(3)重视模块电路教学,重视学生制作性实验教学,要给学生增加更多实训时间,提高学生实际制作电路能力,把实训内容与理论知识有机地联系起来,学生通过制作一些应用性强的电路比如收音机等电路后可以有效激发学习理论的兴趣。
(4)具备一套完整的仿真实验材料,可以用于多媒体教学演示也可以给学生自主上机练习,不仅可以增加学生学习兴趣,还可以加深对基础理论知识的理解。
4、课程整合教学中的几个注意点
同样的,在整合教学过程中如果能注意以下几点,那么整合就可以事半功倍,极大地提高教学效果。
(1)以应用为目的,用工程的观点来分析问题,删繁就简,突出重点,提高实用性。
(2)将课堂讲课、课内讨论、作业和实验有机融合为一体,充分调动学生学习的积极性及主动性。
(3)加强理论教学与实践教学的结合,注意理论与实践内容的分工和互补,培养学生工程思维方法和应用所学知识解决实际问题的能力。
(4)充分利用先进的多媒体技术及EDA技术,在授课中可以直接用仿真演示等来加强学生对知识的理解。
(5)因材施教,要注意去挖掘学生的兴趣和爱好点,从学生感兴趣的内容来找话题,从而引出欲讲授的新知识,同时要注意知识的连贯性,从学生已掌握的知识点引出新问题,激发学生去思考新问题,从而自然而然的接受新知识。
(6)大纲第九章“模拟电路与计算机技术”的教学可以结合实际情况适当调整,也可移至第一章前,让学生对模拟电路有一个初步了解及印象,激发学习兴趣,同时及早掌握仿真软件。
总之,我们通过不断思考和摸索,对《模拟电路》和《高频电路》进行了有机整合,整合后总课时大大缩减,但学生普遍反映模拟电路和高频电路的学习反而变轻松了,教学与工程实际紧密相连,学生学习兴趣得到了激发,提高了教学效率,达到了预期的效果。
摘要:结合高职教育特点,提出了将模拟电路和高频电路整合为一门电子线路课程的必要性、可行性和整合思路,并对如何提高整合效果提出了几点看法和意见。
关键词:模拟电路,高频电路,课程整合
参考文献
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[3]成红胜.《C程序设计》与《数据结构》课程整合化初探[J].计算机教育.2007;7:283、290
关键词:故障定位;神经网络;模拟算法;数据融合
中图分类号:TM131 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 18-0003-01
从20世纪60年代初,元件可解性问题的提出奠定了模拟电路故障分析的理论基础,使其成为近代电路理论的前沿。至20世纪70年代已形成完善的理论体系。但是模拟电路故障的诊断有其自身的困难,主要表现为故障具有多样性、离散性参数值多、非线性等特点。模拟电路的故障诊断以人工智能技术的提出为界限主要分为两类:经典常规的模拟电路故障诊断方法,二是现代模拟电路故障诊断方法。[1-3]现代模拟电路故障诊断方法主要有精神网络、遗传算法及模糊技术等。精神网络是对人脑功能的模拟,具有非线性、自适应性、并行性、容错性等优点,被广泛用于模式识别、信号处理判识决策、组合优化等领域。该方法自1943年提出以后迅速发展在较短的时间内就发展成为人工智能技术的一个重要分支。它以其诸多优点,如并行分布处理、自适应、联想记忆等,在模拟电路故障诊断中受到广泛重视,显示出巨大的潜力,并为智能故障诊断的研究开辟了一条新途径。模糊故障诊断方法是依据专家经验在故障的特征空间和故障原因区域之内建立起模糊关系矩阵,再将其进行组合并根据一定的阀值识别故障元件。随着模糊理论的发展,其优点逐渐被重视,模糊理论可适应不确定性问题,其模糊知识库使用的语言更接近人的表达习惯;对于遇到的故障使用模糊理论可以得到多个解决方案,并根据这些方案的模糊度的高低进行优先程度排序等。但模糊系统也有其自身的缺陷,模糊系统在推理时需要对知識库内的规则集进行搜索才能得出诊断结论,当系统较大时搜索速度和诊断速度都会减慢。另外,模糊系统也不具备学习能力。遗传算法是一种新发展起来的全局优化算法,已成为人们用来解决高度复杂问题的一个新思路和新方法可以加快推理速度。本文结合精神网络、遗传算法及模糊技术的各自优势,将各类方法融合进行故障诊断。
首先通过优选激励和测试节点以及增加测试信息等方法提高模拟电路可靠性。如果是理想的拓扑结构只需要少量的测试点就可进行故障诊断,但实际情况往往是拓扑结构不理想,使得无论怎样选择节点仍有大量的支路故障不可测。通过优选机理对测试节点进行弥补,如为频域分析则主要选择具有特征的频率反映电路故障。如为时域分析则选择噪声信号以激励被测电路。增加测试信息也是提高电路可测行的有效手段。可以有效的避免误诊断,获取大量的故障特征而对电路故障作出准确判断。
其次,当确定了测试方案后将各类的测试数据进行优化处理得到不同类型的输入特征参量。然后将这些输入特征参量输入一个独立的精神网络,用此方法可对电路进行初级故障诊断。BP网络具有良好泛化能力,广泛的用于电路故障类型分类。通过遗传BP网络的初级诊断后,可以得到电路故障状态的可能性。然而,由于各个遗传BP网络训练样本与网络输入的不同,且不同的故障在不同的测试信息上体现程度的强弱也有差异,因而每一遗传BP网络故障分类器对不同故障的识别正确程度也有较大的差异。可通过遗传算法优化BP网络,遗传算法具有全局性搜索的特点,可较好的寻找适合的网络连接权和网络结构。
完成电路故障的初级诊断后用模糊积分的方法在精神网络所输出的重要信息程度基础上进行决策融合。使得融合效率与诊断方法更加适应,准确定位故障。模糊积分方法是利用模糊集合知识综合考虑客观证据与主观评价的一种决策层融合方法。次方法适用于处理不确定性信息。[4-5]使用模糊几分对多分类器记性融合时,不同的模糊测度对应不同的融合函数。如模糊测度值选择适当,融合后的分类性能比最优的单个分类器性能好。构造模糊测度,需先获取模糊密度。模糊密度是信息源对系统最终决策的重要程度,对于诊断系统,模糊密度值可认为是各遗传神经网络对故障诊断的重要性评价。通过将训练好的遗传神经网络分类器,分别独立进行在不同故障下的样本识别检验,利用每个遗传神经网络对各个故障的正确识别率作为该网络对各故障的分类信息的重要程度。
人工智能诊断方法在实际的生产实践中具有广泛的应用前景。不同的方法都有其各自的优势也存在不可避免的缺陷,将不同方法有机结合取长补短,可以进一步推动模拟电路故障诊断理论和方法的发展,使其更加完善,能更好的投入到大规模模拟电路的故障诊断中。
参考文献:
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[5]何平,杨保华,王本利.模糊数据融合技术在系统故障诊断中的应用[J].电机与控制学报,2004,8(1):51-55.
第一章 焊接的基本工具及材料..................................................1
1.1焊接工具...............................................................1 1.1.1电烙铁............................................................1 1.1.2辅助工具..........................................................1 1.2焊接材料...............................................................1 1.2.1焊锡..............................................................1 1.2.2助焊剂............................................................2 第二章 焊接基本方法..........................................................3
2.1.导线与元件上锡.........................................................3 2.2.电烙铁的握法...........................................................3 2.3基本焊接方法...........................................................3 第三章 常见电子元器件的识别..................................................5
3.1标称值.................................................................5 3.1.1 电阻标称值.......................................................5 3.1.2 电容标称值.......................................................5 3.2 色环电阻的识别.........................................................6 3.2.1四环电阻..........................................................6 3.2.2五环电阻..........................................................7 3.3 电容...................................................................7 3.3.1 常见的电容.......................................................8 3.4二极管.................................................................8 3.4.1二极管的分类......................................................8 3.4.2二极管的极性判别..................................................8 3.5三极管.................................................................9 3.5.1三极管的分类和极性判别............................................9 第四章 万用表的原理和焊接...................................................10
4.1万用表的原理..........................................................10 4.2万用表的焊接、装配及调试..............................................10 4.2.1万用表的焊接与装配...............................................10 4.2.2万用表的调试.....................................................11 4.3万用表成品............................................................11 第五章 参观心得............................................................13
5.1.智能家居系统..........................................................13 5.2楼宇的综合布线........................................................13 5.3心得体会..............................................................13 第六章 认识实习总结.........................................................14
第一章 焊接的基本工具及材料
1.1焊接工具
1.1.1电烙铁
电烙铁是电子制作和电器维修必不可少的主要工具,主要用途是焊机元件及导线,按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁,按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。内热式的电烙铁体积较小,而且价格便宜。电烙铁是用来焊接电器元件的,为方便使用,通常用“焊锡丝”作为焊剂,焊锡丝内一般都含有助焊的松香。焊锡丝使用约60%的锡和40%的铅合成,熔点较低。
电烙铁是一种将电能转换为热能的焊接工具。电烙铁是电路装配和检修部可缺少的工具,学会正确使用电烙铁是提高实践能力的重要内容。
1.1.2辅助工具
一 斜口钳
斜口钳主要用于剪切导线,元器件多余的引线,还常用来代替一般剪刀剪切绝缘套管、尼龙扎线卡等。二 尖嘴钳
尖嘴钳别名:修口钳、尖头钳、尖咀钳。它是由尖头、刀口和钳柄组成,电工用尖嘴钳的 材质一般由45#钢制作,类别为中碳钢。含碳量0.45%,韧性硬度都合适。尖嘴钳能在较狭小的工作空间操作,不带刃口者只能夹捏工作,带刃口者能翦切细小零件,为仪表及电讯器材等装配及修理工作常用的工具。三 剥线钳
剥线钳用于快速剥除电线头部的绝缘层。四 老虎钳
老虎钳用于固定、夹紧或定位零件、线路板。五 烙铁架
烙铁架使电烙铁不会与桌面,人体,等东西接触,不易发生以意外事故如火灾,烫伤人等,可以减少烙铁头的氧化,延长了电烙铁的寿命。
1.2焊接材料
1.2.1焊锡
焊锡是由锡(融点232度)和铅(熔点327度)组成的合金。由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料,广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中。
一 基本分类(1)有铅焊锡
由锡(熔点232度)和铅(熔点327度)组成的合金。其中由锡63%和铅37%组成的焊锡被称为共晶焊锡,这种焊锡的熔点是183度。(2)无铅焊锡
为适应欧盟环保要求提出的ROHS标准。焊锡由锡铜合金做成。其中铅含量为1000PPM 以下!二 使用分类(1)锡线
标准焊接作业时使用的线状焊锡被称为松香芯焊锡线或焊锡丝。如图所示,在焊锡中加入了助焊剂。这种助焊剂是由松香和少量的活性剂组成。(2)锡条
焊锡经过熔解-模具-成品;形成一公斤左右长方体形状。三 注意事项
(1)烙铁头的温度管理非常重要。有温度调节的电烙铁,根据使用的焊锡,选择最合适的烙铁头温度设定非常重要。工作以前,用烙铁头测温计先测定烙铁头的温度很重要。
(2)使用与厂家(例白光工具)配套的正宗烙铁头。假冒烙铁头,孔径(放入发热芯)有大有小,套管的厚度也各有差异这些都造成电烙铁的性能不能发挥,有时会造成电烙铁故障的原因。
(3)使用热回复性等热性能好的电烙铁。在使用无铅焊锡进行焊接作业时,由于对零件的耐热性,安全作业的考虑,烙铁头的设定温度一般希望在350度-370度以下。
1.2.2助焊剂
一 助焊剂简介
助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊接是电子装配中的主要工艺过程,助焊剂是焊接时使用的辅料,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高焊接性能.助焊剂性能的优劣,直接影响到电子产品的质量。二 助焊剂成分
有机溶剂:酮类、醇类、酯类中的一种或几种混合物,常用的有乙醇、丙醇、丁醇;丙酮、甲苯异丁基甲酮;醋酸乙酯,醋酸丁酯等.作为液体成分,其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分,使之形成均匀的溶液,便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分,同时它还可以清洗轻的脏物和金属表面的油污。
表面活性剂:含卤素的表面活性剂活性强,助焊能力高,但因卤素离子很难清洗干净,离子残留度高,卤素元素(主要是氯化物)有强腐蚀性,故不适合用作免洗助焊剂的原料,不含卤素的表面活性剂,活性稍有弱,但离子残留少.有机酸活化剂:由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成,如丁二酸,戊二酸,衣康酸,邻羟基苯甲酸,葵二酸,庚二酸、苹果酸、琥珀酸等.其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物,是助焊剂的关键成分之一
防腐蚀剂:减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质助溶剂:阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势,避免活化剂不良的非均匀分布成膜剂:引线脚焊锡过程中,所涂复的助焊剂沉淀、结晶,形成一层均匀的膜,其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在,可快速固化、硬化、减小粘性。
第二章 焊接基本方法
2.1.导线与元件上锡
先用小刀或细砂纸清除导线,元件引脚表面的金属氧化物,元件根部有一段不刮,对于多股,应先分别刮净,再多股拧成绳状,然后上锡。上锡过程,使电烙铁通电到用电烙铁接触松香,发出滋滋的声音且冒白烟,说明温度适中。然后将刮好的焊件放在松香上,用烙铁轻压引线,便反复摩擦,边转动引线,直到引线各部分均匀的涂上一层锡。
2.2.电烙铁的握法
反握法、正握法、握笔法。
反握法:动作稳定,长时间操作手不易感到疲劳,适合大功率烙铁和热容量大的被焊件。正握法:适合用于弯烙铁头操作或直烙铁头在机架(推荐:密集架)上焊接互联导线是的操作。握笔法:长时间手易感到疲劳,适合小功率电烙铁和热容量小的被焊件。
2.3基本焊接方法
.在保证被焊件固定好后,通常左手拿锡焊丝,右手拿电烙铁,即可对被焊件进行焊接。一 五步焊接法:
1.准备。将被焊件固定在适当的位置,将焊料,烙铁等准备好放入方便使用的地方,进入焊接状态。2.用烙铁头加热被焊件。
3.送入焊料。被焊件经过加热后,达到一定的温度,立即将左手握着的焊料送入到被焊件和烙铁头的连接点 上融化适当的焊料。
4.移开焊料。当焊料融化一定量后,迅速移开焊料。
5.移开电烙铁。当焊料流动扩散覆盖整个焊点后,迅速移开电烙铁。移开电烙铁的方向与焊接质量有关,一般要求烙铁头以45度的角度方向移开,此时的焊点圆滑,烙铁头只带走少量焊料。二 焊点质量及检查
对焊点的质量要求,应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点,就是必须避免虚焊。
一般来说,造成虚焊的主要原因是:焊锡质量差;助焊剂的还原性不良或用量不够;被焊接处表面未预先清洁好,镀锡不牢;烙铁头的温度过高或过低,表面有氧化层;焊接时间掌握不好,太长或太短;焊接中焊锡尚未凝固时,焊接元件松动。三 焊接后的处理
当焊接结束后,应检查有无漏焊、错焊(极性焊反)、短路、虚焊等现象,清理PCB板上的残留物如:锡渣、锡碎、元件脚等。对焊点的基本要求:
1、焊点应具有良好的导电性
2、焊点应具有一定的强度
3、焊接点的焊料要适当
4、焊接点的表面应具有良好的光泽。(温度过高,焊接时间过长,都会使焊点发乌,影响焊点的强度)
5、焊点不应有毛刺及间隙。
6、焊接点表面要清洁。四 焊接注意事项
1、选用合适的焊锡,应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝。
2、助焊剂,用25%的松香溶解在75%的酒精(重量比)中作为助焊剂。
3、电烙铁使用前要上锡,具体方法是:将电烙铁烧热,待刚刚能熔化焊锡时,涂上助焊剂,再用焊锡均匀地涂在烙铁头上,使烙铁头均匀的吃上一层锡。
4、焊接方法,把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净,涂上助焊剂。用烙铁头沾取适量焊锡,接触焊点,待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后,电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。
5、焊接时间不宜过长,否则容易烫坏元件,必要时可用镊子夹住管脚帮助散热。
6、焊点应呈正弦波峰形状,表面应光亮圆滑,无锡刺,锡量适中。
7、焊接完成后,要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净,以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作。
8、集成电路应最后焊接,电烙铁要可靠接地,或断电后利用余热焊接。或者使用集成电路专用插座,焊好插座后再把集成电路插上去。
9、电烙铁应放在烙铁架上。
第三章 常见电子元器件的识别
3.1标称值
标称值的定义是“用以标志或识别元件、器件或设备的适当近似值”.而额定值的定义是“一般由制造厂为元件、器件或设备在特定运行条件下所规定的量值”.以铅酸蓄电池为例,其标称值是ZV 标称值:标称在电阻器上的电阻值称为电阻标称值.单位: Ω, kΩ, MΩ.标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的.因电阻生产出的实测值与标称值必然有一定的上下偏差,所以不是所有阻值的电阻器都存在.而是规定了一定的系列值。
3.1.1 电阻标称值
常用电阻标称值设计电路时计算出来的电阻值经常会与电阻的标称值不相符,有时候需要根据标称值来修正电路的计算。
例如:精度为5%的碳膜电阻,以欧姆为单位的标称值: 1.0 5.6 33 160 820 3.9K 20K 100K 510K 2.7M 1.1 6.2 36 180 910 4.3K 22K 110K 560K 3M 1.2 6.8 39 200 1K 4.7K 24K 120K 620K 3.3M 1.3 7.5 43 220 1.1K 5.1K 27K 130K 680K 3.6M 1.5 8.2 47 240 1.2K 5.6K 30K 150K 750K 3.9M 1.6 9.1 51 270 1.3K 6.2K 33K 160K 820K 4.3M 1.8 10 56 300 1.5K 6.6K 36K 180K 910K 4.7M 2.0 11 62 330 1.6K 7.5K 39K 200K 1M 5.1M 2.2 12 68 360 1.8K 8.2K 43K 220K 1.1M 5.6M 2.4 13 75 390 2K 9.1K 47K 240K 1.2M 6.2M 2.7 15 82 430 2.2K 10K 51K 270K 1.3M 6.8M 3.0 16 91 470 2.4K 11K 56K 300K 1.5M 7.5M 3.3 18 100 510 2.7K 12K 62K 330K 1.6M 8.2M 3.6 20 110 560 3K 13K 68K 360K 1.8M 9.1M 3.9 22 120 620 3.2K 15K 75K 390K 2M 10M 4.3 24 130 680 3.3K 16K 82K 430K 2.2M 15M 4.7 27 150 750 3.6K 18K 91K 470K 2.4M 22M 3.1.2 电容标称值
【单位pF】
P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91 P 100 P 120 P 150 P 180 P 200 P 220 P 240 P 270 P 300 P 330 P 360 P 390 P 470 P 560 P 620 P 680 P 750 P 【单位nF】
1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 10 15 18 22 27 33 39 56 68 82 【单位uF】
0.1 0.15 0.22 0.33 0.47 1.0(1.5)2.2
3.2 色环电阻的识别
色环电阻是应用于各种电子设备的最多的电阻类型,无论怎样安装,维修者都能方便的读出其阻值,便于检测和更换。但在实践中发现,有些色环电阻的排列顺序不甚分明,往往容易读错,在识别时,可运用如下技巧加以判断:
技巧1:先找标志误差的色环,从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是:金、银、棕,尤其是金环和银环,一般绝少用做电阻色环的第一环,所以在电阻上只要有金环和银环,就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。
技巧2:棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环,又常作为有效数字环,且常常在第一环和最末一环中同时出现,使人很难识别谁是第一环。在实践中,可以按照色环之间的间隔加以判别:比如对于一个五道色环的电阻而言,第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些,据此可判定色环的排列顺序。
技巧3:在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下,还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是:棕、黑、黑、黄、棕,其值为:100×10000=1MΩ误差为1%,属于正常的电阻系列值,若是反顺序读:棕、黄、黑、黑、棕,其值为140×1Ω=140Ω,误差为1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值,在电阻的生产系列中是没有的,故后一种色环顺序是不对的。
3.2.1四环电阻
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。快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内,例如是几点几K、还是几十几K的,再将前两环读出的数“代”进去,这样就可很快读出数来。
第一色环是十位数,第二色环是个位数,第三色环是应乘颜色次幂颜色次,第四色环是误差率 对于4色环电阻,其阻值计算方法位:
阻值=(第1色环数值*10+第2色环数值)*第3位色环代表之所乘数
例子:
棕 红 红 金
其阻值为12×10^2=1.2K 误差为±5%
误差表示电阻数值,在标准值1200上下波动(5%×1200)都表示此电阻是可以接受的,即在1140-1260之间都是好的电阻。
3.2.2五环电阻
五色环电阻最后一环为误差,前三环数值乘以第四环的10颜色次幂颜色次,其电阻为 220×10^1=2.2K 误差为±5%
第一色环是百位数,第二色环是十位数,第三色环是个位数,第四色环是应乘颜色次幂颜色次,第五色环是误差率。
首先,从电阻的底端,找出代表公差精度的色环,金色的代表5%,银色的代表10%。再从电阻的另一端,找出第一条、第二条色环,读取其相对应的数字,以下图为例,前两条色环都为红色,故其对应数字为红
2、红2,其有效数是22。再读取第三条倍数色环,黑1。所以,我们得到的阻值是22x1=22Ω。如果第三条倍数色环为金色,则将有效数乘以0.1。如果第三条倍数色环为银色,则乘以0.01。
色环标示主要应用圆柱型的电阻器上,如:碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、保险丝电阻、绕线电阻。在早期,一般当电阻的表面不足以用数字表示法时,就会用色环标示法来表示电阻的阻值、公差、规格。色环主要分成两部分:
第一部分:靠近电阻前端的一组是用来表示阻值。
两位有效数的电阻值,用前三个色环来代表其阻值,如:39Ω,39KΩ,39MΩ。
三位有效数的电阻值,用前四个色环来代表其阻值,如:69.8Ω,698Ω,69.8KΩ,一般用于精密电阻的表示。
第二部分:靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度。
第一部分的每一条色环都是等距,自成一组,容易和第二部分的色环区分。五个色环电阻的识别:第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值;第四环代表倍率;第五环代表误差。如果第五条色环为黑色,一般用来表示为绕线电阻器,第五条色环如为白色,一般用来表示为保险丝电阻器。如果电阻体只有中间一条黑色的色环,则代表此电阻为零欧姆电阻。
3.3 电容
常用电容的种类:电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法 我们常用的电容有:
1、电解电容:多数在1μF以上,直接用数字表示。如:4.7μF、100μF、220μF等等。这种电容的两极有正负之分,长脚是正极。
2、瓷片电容:多数在1μF以下,直接用数字表示。如:10、22、0.047、0.1等等,这里要注意的是单位。凡用整数表示的,单位默认pF;凡用小数表示的,单位默认μF。如以上例子中,分别是10P、22P、0.047μF、0.1μF等。
现在国际上流行另一种类似色环电阻的表示方法(单位默认pF): 如: “473”即47000pF=0.047μF “103”即10000pF=0.01μF等等,“XXX”第一、二个数字是有效数字,第三个数字代表后面添加0的个数。这种表示法已经相当普遍。
3.3.1 常见的电容
1、常用的电容是电解电容和瓷片电容。
按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
2、按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
3、按制造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等
4、高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
5、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
6、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
7、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
8、低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
9、小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
3.4二极管
3.4.1二极管的分类
一 构造分类二极管
⒈点接触型二极管 ⒉键型二极管 ⒊合金型二极管 ⒋扩散型二极管 ⒌台面型二极管 ⒍平面型二极管 ⒎合金扩散型二极管 ⒏外延型二极管 二 用途分类二极管
⒈检波用二极管 ⒉整流用二极管 ⒊限幅用二极管 ⒋调制用二极管 ⒌混频用二极管 ⒍放大用二极管 ⒎开关用二极管 ⒏变容二极管 ⒐频率倍增用二极管 ⒑稳压二极管 ⒒发光二极管
3.4.2二极管的极性判别
二极管引脚有正、负之分,在电路乱接则不能正常工作,重则损坏。二极管判断方法有:
1、根据标注或外形判断极性。
2、用万用表判断。
3.5三极管
3.5.1三极管的分类和极性判别
一 三极管的分类
a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN、PNP。
c.按功能分: 开关管、功率管、光敏管等.d.按功率分:小功率管、中功率管、大功率管 e.按工作频率分:低频管、高频管、超频管 f.按结构工艺分:合金管、平面管 g.按安装方式:插件三极管、贴片三极管
二 极性的判别
三极管是一种结型电阻器件。正常的NPN结构三极管的基极(B)对集电极(C)、发射极(E)的正向电阻是430Ω-680Ω(根据型号的不同,放大倍数的差异,这个值有所不同)反向电阻无穷大;正常的PNP 结构的三极管的基极(B)对集电极(C)、发射极(E)的反向电阻是430Ω-680Ω,正向电阻无穷大。集电极C对发射极E在不加偏流的情况下,电阻为无穷大。基极对集电极的测试电阻约等于基极对发射极的测试电阻,通常情况下,基极对集电极的测试电阻要比基极对发射极的测试电阻小5-100Ω左右(大功率管比较明显),如果超出这个值,这个元件的性能已经变坏,请不要再使用。如果误使用于电路中可能会导致整个或部分电路的工作点变坏,这个元件也可能不久就会损坏,大功率电路和高频电路对这种劣质元件反应比较明显。
尽管封装结构不同,但与同参数的其它型号的管子功能和性能是一样的,不同的封装结构只是应用于电路设计中特定的使用场合的需要。
第四章 万用表的原理和焊接
4.1万用表的原理
数字万用表原理: 数字万用表的核心是它的A/D转换器,也就是模数转换器,将被测量的模拟信号变为数字信号给LCD液晶屏显示。
数字表有三个转换电路: I/V转换电路(电流转换电压电路)R/V转换电路(电阻转换电压电路)C/V转换电路(电容转换电压电路),也就是说,不过测量什么信号始终要把这个信号转换为直流电压信号来给A/D处理显示。
测量电阻,将被测量的电阻值转换为直流电压信号给A/D处理显示。测量电流,将被测量的电流值转换为直流电压信号给A/D处理显示。测量电容,将被测量的电容量转换为直流电压信号给A/D处理显示。
一般数字表中,直流电压挡(DCV)最高量程是1000V 交流电压挡(ACV)最高量程是750V或700V量程,但数字表是如何测量比较高的电压信号呢?如果数字表测量1000V直流电压,1000V直流电压输入进万用表经过衰减器以后将1000V直流电压衰减到200mV以下送入A/D处理显示,不管测量的信号有多大始终要把这个信号衰减到200mV以下送给A/D处理。一般直流电压挡和交流电压挡是共用分压器(分压电阻),直流电流挡和交流电流挡是共用分流器(分流电阻),但交流电压挡和交流电流挡是共用整流器。数字万用表原理图,如图4-1:
图4-1 4.2万用表的焊接、装配及调试
4.2.1万用表的焊接与装配
1.印制电路板的安装
(1)将“DT830B元件清单”上所有元件顺序插焊到印制电路板相应的位置上。安装电阻、电容、二极管时,如果安装孔距〉8mm(例如R8、R21等丝印图上画上电阻符号的)的采用卧式安装;如果孔距〈5mm的 应立式安装(例如板上丝印图画“O”的其他电阻);电容采用立式安装。PCB板元件。(2)安装电位器、三极管插座。注意安装方向:三极管插座装在A面而且应使定位凸点与外壳对准、在B面焊接。
(3)安装保险座、R0、弹簧。焊接点大,注意预焊和焊接的时间。
(4)安装电池线。电池线由B面穿到A面在插入焊孔、在B面焊接。红线接“+”黑线接“—”。2.液晶屏的安装:
(1)面壳平面向下置于桌面,从旋纽圆孔两边垫起约5mm。
(2)将液晶屏放入面壳窗口内,白面向上,方向标记在右方;放入液晶屏支架。平面向下;用镊子把
导电胶条放入支架两横槽中,注意保持导电胶条的清洁。3.旋纽安装方法:
(1)V型簧片装到旋纽上,共六个。
(2)装完簧片把旋纽翻面,将两个小弹簧蘸少许凡士林放入旋纽两个孔,在把两小钢珠放在表壳合适的位置上。
(3)将装好弹簧的旋纽按正确方向放入表壳。4.固定印制板:
(1)将印制板对准位置装入表壳(注意:安装螺钉之后再装保险管),并用三个螺钉紧固。(2)装上保险管和电池,转动旋纽,液晶屏应正确显示。
4.2.2万用表的调试
万用表的检测
(1)将已装配好的万用表拨至“DCV200mv”(2)V+接COM端:2.9V(3)VR+接VR-:90mV(4)V+接V-:9V(电源电压)
(5)屏幕全亮检测:“BP”和“V+”短接,看屏幕是否显示“1888”
4.3万用表成品
1.万用表外部,如图4-2:
图4-2 2.万用表的内部,如图4-3:
图4-3
第五章 参观心得
5.1.智能家居系统
参观的第一部分:我们参观了智能家居系统,并聆听了老师对荣获“全国一等奖”的“基于gsm、zigbee和wifi”的无线网络家居控制系统。用户可以通过手机上的APP,控制室内的照明,煤气阀门,水阀,空调等,还可以对室内是否有人侵入,并进行报警,同时开启室内的照明系统。老师还特别强调了该系统设计过程中的团队意识和协作精神。
然后,我们观看你了互联网远程控制设备的工作,包括照明,启动电机,热力站的监控系统,安防系统。安防系统中的智能摄像头可以进行360度无死角监控,可以起到人物锁定,物品遗失报警等作用,还可以在此期间进行录像。
5.2楼宇的综合布线
参观的第二部分:智能楼宇的综合布线,了解了当代的建筑与电子的结合和弱电在建筑方面的应用,并观看了建筑墙体内部的线路走法,聆听了各种电缆的分类(通讯电缆)。通过这次的参观,我们对楼宇内的线路有了初步的了解。电缆的讲解让我有五颜六色的导线有了初步的认识。
总的来说,这几天的实习对我有很大的触动,我了解到我所学习的专业在生活中的应用,也让我认识到我的知识的匮乏,让我对未来的科技发展充满了好奇,我希望我能够参与其中去见证知识创造未来。当然光说不行,要把想法变成实际行动,只有好好学习专业知识,要运用知识做出实际的结果。
5.3心得体会
总的来说,这几天的实习对我有很大的触动,我了解到我所学习的专业在生活中的应用,也让我认识到我的知识的匮乏,让我对未来的科技发展充满了好奇,我希望我能够参与其中去见证知识创造未来。当然光说不行,要把想法变成实际行动,只有好好学习专业知识,要运用知识做出实际的结果。
第六章 认识实习总结
总的来说,我对这门实习课是热情高涨的。认识实习,是以学生自己动手,掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练,基本工艺知识和创新启蒙有机结合,培养我们的实践能力和创新精神。作为信息时代的大学生,作为国家重点培育的高技能人才,仅会操作鼠标是不够的,基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。
通过一个星期短暂的学习,我觉得自己在以下几个方面与有收获:
一、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊接普通元件与电路元件的技巧、焊接的基本方法、电烙铁的使用、万用表工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效,对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义,在日常生活中更是有着现实意义。
二、对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知,纵观古今,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中,我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。比如做万用表组装与调试时,好几个焊盘的间距特别小,稍不留神,就焊在一起了,有的甚至将元件装错,但是我还是完成了万用表的焊接。
三、对自己的专业的发展的方向有了更深的了解。电子信息工程这个专业和我们生活秘密联系,而且在各个行也都有用,比如在安防、建筑、城市规划等。这也提醒我自己多掌握一门知识的重要性,自己可以更好的把握就业的方向
在这次制作万用表实训过程中,可以说是充满挑战也有惊喜,在充满困惑的同时也多些了了解,虽然时间不是很长单过程确实值得回味,每一个细节我们都亲历而为,也因此印象深刻。在学习或实践中我们或多或少掌握了一些知识,有了一些体会和感受。
在一开始,看着简单的电烙铁心里很是期待,当拿在自己的手里的时候就迫不及待了,完全没听老师讲要领,以至于在下面的时候出现了不少问题,不过在老师细心的指导下和长时间的联系后,勉强好点了,最后还是能得到老师的认可,心里很是欣慰。
在焊接和组装的过程中遇到过很多问题,但是在同学和老师的帮助下,都一一解决了。除此之外,万用表的精度问题还是有待更加细致的解决。
一、填充题:在下列各题中,请将题目所要求的解答填入各横线上方。(本大题共10小题,每题2分,总计20分)
1、若已知某阻抗消耗的有功功率P为30W,无功功率Q为40var,则其视在功率S为____VA。
[点击查看答案] 答:50
2、非正弦周期电流的有效值为______________________________。
[点击查看答案]
答:各次谐波有效值平方和的平方根
3、如题图1.1所示一端口网络N发出的功率为____W。
题图 1.1
[点击查看答案] 答:-48
4、如题图1.2所示,电路处于正弦稳态中,该线性一端口网络N的功率因数
____。
则
题图 1.2
[点击查看答案] 答:0.5
5、如题图1.3所示有源二端网络的戴维南等效电路中电压源电压和串联电阻值分别为____V;____Ω。
题图1.3
[点击查看答案] 答:2,8
6、写出下列向量所对应的正弦量或正弦量所对应的向量(设角频率为则____;
[点击查看答案] 答:
则____;),7、电路如题图1.4所示,已知电压源吸收功率24 W,则电阻功率为____。
为____, 所吸收的题图1.4
[点击查看答案] 答:12,12
8、对称星形联结的电路中,在幅值上线电压等于相电压的____;在相位上线电压超前于先行相电压____。
[点击查看答案] 答:
,30度
9、我国电力系统所用的标准频率为 Hz,称为工频,相应的角频率 =____rad/s。
[点击查看答案] 答:50,314或100
10、串联等效电感等于各电感____;串联等效电容等于各电容____。
[点击查看答案]
答:叠加,倒数叠加再取倒数
二、单项选择题:在下列各题中,有四个备选答案,请将其中唯一正确的答案填入括号中。(本大题共10小题,每题2分,总计20分)
1.在题图2.1所示电路中,若已知I=0.2A,则US=()
A.9V B.8V C.-8V D.-9V
题图2.1
[点击查看答案] 答:B
2.如题图2.2所示电路中,若已知I=2/3A,则R=()。
A.4 B.5 C.6
D.7
题图2.2 [点击查看答案] 答:D
3.正弦串联电路,端电压与电流为关联参考方向,则其相位关系为()。
A.电流滞后电压角 B.电流滞后电压某一小于 的角度
C.电流超前电压角 D.电流超前电压某一小于 的角度
[点击查看答案] 答:B
4.已知图2.3所示电路中负载1和2的平均功率、功率因数分别为(感性)和、(容性)。负载1和2的无功功率分别为()。、A.B.C.D.图题2.3
[点击查看答案] 答:D
5.图2.4所示电路的网络函数属于()。
A.转移电压比 B.输入导纳 C.转移阻抗 D.输入阻抗
图题2.4
[点击查看答案] 答:A
6.对称三相电路线电压相同时,三角形联接的负载每相电压是星形联接的()。
A.1/3倍 B.3倍 C.[点击查看答案] 答:C
倍 D.1/倍
7.对电阻电路列写的标准形式节点法中,关于自导与互导的叙述正确的是()。
A.同为恒正 B.同为恒负 C.自导恒正、互导恒负 D.自导恒负、互导恒正
[点击查看答案] 答:C
8.感性负载两端电压为220V,流过电流为20A,消耗平均功率为2200W,则其功率因数角为()。
A.-60度 B.30度 C.-30度 D.60度
[点击查看答案] 答:B
9.在正弦稳态电路中下列那个量一般是不守恒的()。
A.复功率 B.有功功率 C.无功功率 D.视在功率
[点击查看答案] 答:D
10.已知
A.2A B.3A C.6A D.9A
[点击查看答案] 答:B ,其有效值为()。
三、综合计算题。(本大题共6小题,每题10分,总计60分)
1.求图示电路中电流和电压。
[点击查看答案] 答:,2.求图示电路中为何值时,它可以获得最大功率,最大功率为多少?
[点击查看答案] 答:当,时,获得最大功率,3.某对称星形负载与对称三相电源相联接,已知线电流A=5D10°A,线电压=380D85°V,试求此负载每相阻抗。
[点击查看答案] 答:
4.图示电路中,已知路。,试求网络N的最简单等效电
[点击查看答案] 答:网络N为
电阻和电感串联
5.图示正弦交流电路,求电路发生谐振时电源的角频率。
[点击查看答案] 答:
6.图示电路原处于稳态,时开关断开,用三要素法求时的电感电流
设计课题题目:定时抢答器
黎明大学电子工程系
专业
应用电子技术
班级
成员学号
小组成员:
指导教师:
设计时间:
题目:定时抢答器
一、设计目的
掌握译码器、十进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理,设计可预置时间的定时电路;分析与设计时序控制电路。画出定时抢答器的整机逻辑电路图,掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法,并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程,每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路是有良好的思路,便于查找出错的原因。
二、设计要求 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S1 ~ S4表示。2。设置一个系统清除和抢答控制开关R,该开关由主持人控制。
3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出音乐提示。先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4.抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,在枪答时间内,选手枪答成功,这时计时器停止计时工作,显示器上显示参赛者的编号,保持到主持人按复位键为止。当规定时间到,仍无人枪答时,本次枪答无效,扬声器报警发出声音,并禁止枪答,计时器显示〃00〃。
三.方案设计与论证 抢答器的组成方框图为:
DS?afegdbcfeDS?agdbcfeDS?agdbcLS?SPEAKERLEDS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBLEDLED抢答电路倒计时电路CP声响电路S?SW-PB控制电路
AS1S2S3S4RS3S4S5S6S7SW-PBSW-PBSW-PBSW-PBSW-PBNPN1DIODE165R18RES2Q5D1D2D3DIODED4DIODEDIODED6DIODEDIODED7R7RES210R6RES2D10D8DIODEDIODED92367514DS10DPYbacffbggeecdad[LEDgn]CRYSTALU1cd4043Q02GNDR3RES21R8RES2D5371115461214VCCR0R1R2R3S0S1ENQ3Q1S2S3GND9Q2D11DIODERES2R19DIODER9RES2R10RES2R11RES2R12R13RES2RES28DIODEb抢答电路按R进入抢答状态此时,B点为低电平,A点为高电平按S1-S4抢答后,B点为高电平,A点为低电平B输入高电平后停止抢答(为控制用)。
(2)倒计时电路
该电路的采用CD40110做为个位数计时,它是一个十进制加减法译码显示计数器。十位数采用CD40192可预置加减法BCD计数器,输出经七段LED译码器CD4511使数码显示器工作。在CD40192的可预置端用两个单刀双掷开关控制,实现时间10秒、20秒、30秒可调的功能。
四:声响电路
电路原理如下图所示,该电路分有两部分,一个是抢答成功提示为音乐提示音,另一个是时间接近及时间到提示它利用CD4011和555芯片组成的组合逻辑电路控制蜂鸣器发出声音。
R?VCCBC?BCAPR?RES2Q?NPN11VCC4ARES2OUT2Q?NPN1LS?SPEAKERR?RES2R?RES2C?ELECTRO1GNDGNDVCCCD40192 Q0CD40192 Q1D1714GNVCCD1D19DIODEDIODE2U4A34011984011R41RES2U4C10R40RES2D18R45RES23VCCU?CP蜂鸣器BUZZERQ10NPN1GND7GNDDIODEQ9NPN1VCCGNDR43RES2声音D2048U8RDISD167DIODEVCC定时时间到C4Q3DIODECVoltPortCAPR44RES2TRIGTHR5C3CAPGND1C2CAPGND26延迟555
五、硬件制作与调试
组装时分抢答与倒计时分两部份,经过接后调试,发现抢答单元在接下按钮时没有显示,经仔细检查及调试阅芯片资料后发现CD4043的输出驱动能力底,只有几毫安,只能增加电压放大电路,为不更改太多电路,我们采用两极三级管放大(因为一级放大为反相,LED数码管不支持)电路经修改后,实现抢答功能。
计时电路方面发现倒计时,电路不能停止,经测量发现CD40192的错位输出端的脉冲为一个很窄脉冲,因此不能封锁CP脉冲于是增加一个芯片及数个二级管经过计时到判断。经改动过后,总体电路为:
A
六、设计总结
在此次电路设计时发现了设计的问题,如扇出数,这是这次设计不能顺利完成的原因,另外还要了解到CD4000系列到芯片不能与7400系列芯片配合使用,因为其输入输出的电平不匹配,会导致电路的工作不稳定!
七、参考文献
1 神经网络故障诊断技术
人工神经网络 (Artificial Neural Network) 是通过计算机来模拟人脑结构和人类认知过程的信息处理系统。人工神经网络是一种自适应的模式识别技术, 它会依托自身的学习机制自动形成决策区域, 并以分布的方式存储信息。它能通过网络的拓扑结构和权值分布获得某种映射关系, 也能通过全局并行处理实现输入端到输出端的信息变换。同时它还具有学习功能, 假如环境发生改变, 其映射关系也能自适应地调整。因此, 利用神经网络就能很好地处理在故障诊断中无法用显性公式表达的具有非线性关系的情况。因而, 神经网络故障诊断技术在实际应用中具有重要作用。
神经网络故障诊断过程主要分为两个步骤:第一, 基于可观的“征兆——故障”样本集对神经网络进行训练, 经过特征选择、特征提取等适当地处理过程获得相应的诊断网络;第二, 根据神经网络提供的诊断输入对整个系统进行故障诊断, 也就是利用此神经网络逐步向前计算, 从而实现故障诊断。
神经网络故障诊断技术虽然能较好地解决模拟电路故障诊断中的非线性问题、容差条件下的多故障问题等, 但这种方法也有一定的局限, 例如, 训练样本难获得、忽视专家的经验知识、很难理解网络权值的表达方式。
2 模糊理论故障诊断技术
受元器件容差、非线性和电路噪声的影响, 用传统的模拟电路故障诊断方法就无法精确解出“故障”和“征兆”的关系, 也就无法对故障进行诊断, 出现了模糊现象。故障状态模糊现象的产生就不能用“是”与“否”来判断故障, 而需要精确地给出故障产生的可能性、故障出现的位置以及故障的严重程度。基于此, 人们在对模拟电路故障诊断技术的研究中就衍生出了模糊理论故障诊断技术。模糊理论故障诊断方法就是将“故障”和“征兆”间建立模糊关系矩阵, 再对模糊推理规则产生的模糊关系矩阵进行一定的组合, 然后根据判定阈值来找到出现故障的元件。
模糊理论故障诊断过程主要分为四个步骤:第一, 依据经验和数据建立“故障”和“征兆”间的模糊关系矩阵A, 此矩阵中元素的值越大就表示“故障”和“征兆”间的相互关系越密切, 反之, 元素的值越小就表示“故障”和“征兆”间的相互关系就越不密切;第二, 根据对诊断对象测试的数据, 提取特征参量X;第三, 根据模糊关系矩阵A和特征参量X, 列出矩阵关系Y=XA, 并对其求解, 从而得到故障参量Y;第四, 根据隶属度原则、阈值原则等判定准则, 对故障参量Y进行求解, 从而得出故障诊断结果。模糊理论故障诊断技术能很好地适应不确定性问题, 通过该技术进行故障诊断可以获得多种故障解决方案, 并能根据这些方案的模糊度的高低进行优先程度排序。
3 小波方法故障诊断技术
小波方法的理论基础就是小波变换, 与傅立叶变换一样, 其实质都是一种积分的变换。小波变换的本质就是用一族函数去表示一个信号, 这一族函数我们将其称为小波函数系。小波变换也就是用这个小波函数的不同尺度变换来构成的。小波方法中的小波函数要具备两点特性:
第一, 小波函数要具备速降的特性, 这样才容易获得空间的局域化;
第二, 小波函数要具备震荡性, 这样才能迅速衰减。小波变换由于其良好的时域、频域局域化特性, 因此在模拟电路故障诊断中具有广泛的应用。小波方法故障诊断技术就是利用小波变换, 在多层分解后的不同频带内分析信号, 使其在不同频带内通过清晰的能量变化的形式表现出来, 并与电路正常输出进行对比, 提取特征信号与故障库进行比较后找到故障所在位置。
小波方法故障诊断过程最主要的是故障提取过程, 其主要分为三个步骤:对电路不同模式下的原始信号进行n层Mallat分解, 顺序提取第n层的n个特征信号d1……dn;第二, 计算每一层分解系数Dj, ;
第三, 求出每一层的, 然后按照尺度顺序排列并归一化处理, 得到该模式下的一个特征向量后进行故障诊断。
总之, 随着模拟电路故障诊断理论的不断丰富、完善和发展, 在新的时期模拟电路故障诊断技术取得了飞速的发展, 这对电路的安全、可靠的工作具有极其重要的现实意义。同时, 我们也要不断探索新的理论和技术, 推进模拟电路故障诊断的不断向前发展。
参考文献
[1]曲延华, 于源, 秦宏.模拟电路故障诊断方法的研究[J].科技创新导报, 2009 (20) .
[2]杨士元, 胡梅, 王红.模拟电路软故障诊断的研究[J].微电子学与计算机, 2008 (1) .
关键词:模拟电路?发散性思维?三极管电路知识点发展思维
随着电子行业日新月异的发展,电子电路逐渐由模拟电路转变为数字电路的天下。在人们的日常生活中,数字电视、数码相机、闪存、微处理器等处处充斥在眼前。然而在数字技术稳步前进的今天,模拟技术仍有着不可替代的地位。这有两个主要原因,一是模拟电路是数字电路与人、自然世界的接口电路;二是数字电路中的时钟信号、供电电源离不开模拟电路。因此模拟电路的学习依然是电子技术学习的重中之重。
模拟电路是电子技术入门的必经之路,很多初学者都把它称为“魔鬼电路”,在学的过程中感叹电子技术的深奥难学,甚至产生了畏难心理。的确,对于初学电子技术者,要熟练掌握各种不同特性的电子元器件,透彻理解各种功能电路的工作原理,是有一定难度的。不过,学习模拟电路,掌握好学习方法是有捷径可走的。笔者在这里结合发散性思维,对模拟电路学习中的一些难点进行分析和总结,旨在抛砖引玉,希望学习者能多思考、琢磨,形成适合自己的有效的学习方法。
发散性思维是创造性思维的一种方式,又称辐射性思维或扩散性思维。它立足于某个基本知识点,将原有的知识、经验方法进行有效组合,寻找出更多新的知识点或方法。人们经常说的“举一反三”“触类旁通”也是指的这类方法。
一、由三极管内部的PN结结构出发,学习三极管的三脚电压关系和电流关系
以NPN型三极管为例,三极管是由两块PN结背靠背按相应的工艺要求制成。其中发射区掺杂浓度大,目的是为了提供大量的载流子(电子);基区做得很薄,目的是有利于来自发射区的载流子穿过基区到达集电区;集电结做得比发射结面积大,目的是有利于接收来自发射极的载流子。如图1和图2所示。
发散性思维引出的知识点:一是三极管管脚名称和电压偏置方法。发射区:发射电子的位置,应该接电源负端;集电极区:收集电子的位置,集电结面积大,可以更好地收集扩散来的电子,根据异性相吸的原理(吸引电子),应该接电源正端;基区:电子依靠扩散作用由基区扩散至集电极区。这三区对应的引脚分别为发射极e、集电极c、基极b。根据载流子流动方向,三极管三脚电压关系为、三脚电流关系。二是三极管的三种工作状态。改变三脚电压偏置方式,三极管可以有三种工作状态——饱和、截止和导通放大。当发射极的电压Ve不是三脚的最低电压,发射电子的工作区不工作,三极管为截止状态;当集电极的电压Vc不是三脚的最高电压,接收电子的工作区不工作,此时基极电压Vb最高,大量电子涌入基区,造成基极电流Ib过大,三极管为饱和状态。只有当三极管三脚电压满足发射极电压最低,集电极电压最高,发射电子和接收电子的条件都正常满足,三极管正常放大。
经验总结:三极管的三脚电流关系、三脚电压关系一直是学生较难理解、难记忆的内容,我们通过PN结的结构特点,并引入“发射”“收集”这两个概念,学生就很容易掌握了。初学者往往容易忽略三极管的结构图,教师应该对这张图仔细分析并充分理解吸收。
二、从电阻的基本特性出发学习基本元器件和基本电路的工作原理
电阻的知识点是学习基本元器件的立足点。大多数的初学者在学习电路时遇见的第一个元件就是电阻。顾名思义,电阻的阻值是用来描述该元件对电流阻碍作用的大小。电阻对各种信号呈现出的阻碍特性相同,无论流经其两端为交流、直流;高频信号、低频信号;模拟信号、数字信号,均一视同仁。立足于电阻的基本特性,可以用发散性思维引出以下知识点。
1.电容元件和电感元件的阻抗作用
电容和电感在电路中同样应用广泛。特别是电容元件,使用量仅次于电阻。电容在电路中经常有这样几种作用:滤波、耦合、旁路。要学习这两种元件的特性是可以从“电阻”这个角度出发理解的。电容和电感对电流同样有阻碍作用,它们的阻碍作用被称为阻抗,电容的阻抗叫容抗,电感的阻抗叫感抗。它们和电阻不一样,阻抗的大小变化和频率有关。在分析电路时我们可以把电容和电感看成是由信号频率调节的可调电阻,分析过程见表1。
2.谐振电路的工作原理分析
谐振电路在电子电路中有着广泛的应用,高频放大电路、振荡电路等都有谐振电路。很多初学者在分析电路时都感到无从下手。谐振电路其实就是选频电路,对谐振电路的分析方法同样可以从可调电阻的特性开始学起。
串联谐振的特点:当流经电路的信号频率等于谐振频率,等效的可调电阻阻值最小;并联谐振的特点:当流经电路的信号频率等于谐振频率,等效的可调电阻阻值最大。谐振的等效电阻大小可以影响其两端的电压、流经元件电流的大小,进而可以分析出它对流经该电路信号的作用。
利用阻值可变的性质,谐振电路可以作为:①选频电路,在众多的信号频率中选出所需要的信号频率。如果用在放大电路,则构成选频放大器;②信号吸收电路和信号衰减电路。从众多信号频率中将某一频率的信号进行衰减或吸收。
3.滤波器电路
滤波器电路就是利用电阻对信号的阻碍作用实现了选频功能。电阻阻值大,信号衰减大;电阻阻值小,信号衰减小。如果借用可调电阻的概念来分析滤波器电路,就很容易理解了。分析过程可以参考谐振电路的思路。
4.由电流大小控制的可调电阻电路
三极管集电极c和发射极e之间的电阻Rce可以看成是一个由基极电流ib控制的可调电阻,改变三极管基极电流大小,从而可以改变三极管c、e脚之间的电阻。当ib增大到三极管进入饱和状态,rce趋于0,等效于ce两脚间为一个闭合的开关;当ib减小到三极管进入截止状态,rce趋于∞,等效于ce两脚间为一个断开的开关。从这个角度考虑,三极管可以视作是一种由电流大小控制的可调电阻,如图3所示。模拟电路课程中关于直流电源一章所讲授的串联调整型稳压电路的工作原理,用这种等效方法进行分析易于理解,如图4所示。
经验总结:电阻、电容、电感在入门学习时可以把它们视作电路元件三“兄弟”,均能阻碍电流,并具有不同的阻碍特性。由这三种元器件搭配组合成的谐振电路、滤波器等电路均可以从可调电阻对信号的阻碍作用这个角度进行考虑。三极管的三种工作状态对输入信号的影响同样也可以从可调电路的角度进行考虑。
模拟电路的内容覆盖面广,涉及的理论知识点也多,它是电子技术类的基础课,因此怎样在有限的学习时间内尽快入门、尽快提高,这需要学习者不断地多观察、善思考,选取适合自己行之有效的学习方法。发散性思维能帮助初学者及时总结学习内容,找出各知识点彼此间的内在联系,对学习模拟电路起到了良好帮助。
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