电路制作

电路制作（共10篇）

电路制作 篇1

听歌时, 我比较喜欢听重低音的感觉, 就自己做了个重低音功放, 感觉效果还不错, 放在宿舍, 听起来很好。用的片子是TDA2822, 虽然有点低端了, 但是效果很好。我在它的前级加入低音提升电路后, 可以听到高保真的音响效果, 特别是重低音效果, 逼真感很强。该电路中, 前级采用无源衰减式音调控制电路, 后级用功放芯片TDA2822做的功率放大器。电路中C1～C4这四个电容本应该使用涤纶电容, 但我手头没有, 就用独石电容代替了。电源由USB口提供, 直接插在笔记本电脑或USB充电器上就可以工作。我在滤波电路处使用了470μF的电解电容和104的瓷片电容, 以达到很好的滤波效果。

具体电路如图1所示, 该电路还可以推动耳机, 只要你的耳机够好, 就能将该电路输出的音效发挥得淋漓尽致, 听感也更加自然。而有些耳机本不具备很宽的频率响应, 再怎么提升音源的低音成分都听不到很明显的效果, 这种耳机不要使用。

该电路的PCB如图2, 每个接地点, 我都采用了单点接地。使信号地与电源地没有发生混合, 否则必将引发很强的交流声:电源地由于滤波和退耦电容充放电电流较大 (相对信号地电流) , 在电路板走线上必然存在一定压降, 信号地与该电源电地重合, 势必会受此波动电压影响, 也就是说, 信号的参考点电压不再为零。

电路制作 篇2

(一)绘制底座

1、新建一个空演示文稿，内容版本：空白

2、自选图形——自选图形——立方体，然后在演示文稿中绘制一个立方体出来，

3、选中立方体黄色句柄向下拉，形成开关底座

4、选中底座——点击填充颜色旁边的倒三角——填充效果——点击“纹理”标签——选择“胡桃”——确定

(二)绘制接线柱底板

1、自选图形——基本形状——平行四边形，在底座上拉出一个接线柱的底板，调整平行四边形大小——拖动黄色句柄，调整平行四边形的角度，

电路制作 篇3

【关键词】翻转课堂 教学设计 教学策略

【基金项目】无锡市陶研会2015年度立项课题“翻转课堂在电子专业课程中的应用研究”（项目编号：2015-12-16）。

【中图分类号】TM774 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0069-01

本文基于翻转课堂学习理念以《电子技术》课程中的一个章节《功率放大电路的设计与制作》为例进行教学设计。

一、教学内容分析

电子技术课程是电子专业系列课程的一门专业基础课，具有自身的专业性和很强的实践性。

1.所授内容在整门课程中的地位和作用：本单元教学内容是本课程的一个重要知识点，是对放大电路知识进一步的延伸和拓展。

2.所授内容中重点和难点的分析：重点是功放的特点及主要技术指标，OCL电路特点及工作原理，甲乙类OTL功放电路结构与原理。难点是OCL电路工作原理及甲乙类OTL功放的电路调试。

二、教学目标设计

1.知识和技能目标：了解功率放大器和电压放大器的区别，掌握功率放大器的特点，理解OCL功率放大电路的组成、工作原理及效率的估算，掌握甲乙类OTL功放静态工作点的调节方法和中点电位的调节方法。

2.过程和方法：初步学会采用互联网学习、自主学习、合作学习的方法来学习，通过合作学会使用仿真软件对电路进行仿真，通过电路制作能识别与检测元器件，正确安装电路。

3.情感态度和价值观：体验自主学习、合作学习的乐趣，体会电子专业知识与生活的紧密联系，培养安全操作的意识，养成规范的操作习惯。

三、学生情况分析

学生在学习本教学内容的难易程度上为中等偏难，其主要原因是由于学生的入学成绩较低，逻辑思维能力较差，与此同时，电子技术课它的涉及面非常广，基本概念、基本原理、分析方法比较多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，致使学生学习热情不高，教学质量不理想。学生虽已接触了一些电子专业的基础知识，但基础相当薄弱，且学生的学习习惯也不够理想，没有较好的学习基础，对学生的学习有着比较大的影响。

四、教学策略、教学过程和教学资源设计

1.教学环境设计：电子实验室、多媒体、万用表、焊接工具、功放电路套件、导线等。

2.教学策略设计：在教学中以课前准备明确要求——观看视频自主学习——合作交流收集资料——课内相关知识学习——任务实践师生互动——释疑解惑点评分析——课后练习巩固新知为主线，综合的运用多种教学方式来充分调动学生学习的主动性和积极性，体现其主体地位，通过互联网学习，使学生学习更具开放性和主动性。由于学生学习能力较弱，且对于图解分析法掌握得很差，所以对于学生较难理解的内容，我做了处理：一笔带过。而是重点强调电路的结构和工作原理，并通过仿真软件讲解交越失真。

3.教学过程设计：首先，教师向学生发送上课要求，包括上课课题、时间、地点、需要准备的知识、学习工具等。同时学生进行分组，每4人为1小组，并选取一人作为组长，学生通过视频自主学习，解决教师提出的问题。搜索关于功率放大器的实际应用例子，并把相关资料以小组为单位上传给教师。

其次，创设情境质疑引新。先通过投影仪投影展示预习结果，并进行新课预习评价，表扬优秀的学习小组。接着以两段实验视频（视频一：MP3输出的音频信号直接给扬声器；视频二：MP3输出的音频信号先输入到功率放大器的输入端，再把功率放大器的输出信号给扬声器）来引入新课。

再次，讲授新课提出问题解决问题。以提问、练习贯穿全程，结合讲授法和启发式教学法，让学生通过自主学习、合作学习、探究学习的方法在回答问题的过程中掌握新知识。例如：教师演示功率放大和电压放大两个实验，让学生比较它们的输出功率。根据甲类功放的功能及性能指标提问：如何提高其性能指标？学生通过电路仿真验证甲乙类功放能消除交越失真等。

第四，使用焊接工具制作OTL甲乙类互补对称功率放大电路。采用任务驱动和项目式教学的方法，学生按小组以团队方式进行制作，教师在旁指导，通过制作，提高了学生的动手操作能力，并通过实践分析、验证相关知识，化解了难点，也提高了学生的学习积极性。

最后，布置作业，让学生通过课后作业进一步巩固所学知识。

五、教学反思

本节课探究答疑贯穿始终，自主探究与合作学习相配合，观察与动手操作兼容并重，充分体现了学生的主体地位。采用翻转课堂教学模式，学生在课前的视频学习中，就可以自主学习，遇到困难，可以跟同学进行合作交流，既培养了学生的自学能力，又激发了团队合作精神。这样，在课堂上就会节约出大量的时间进行师生互动、生生互动，共同探索学习中的疑点和难点，提高教学效率。在教学过程中开展了互学、互练、互查、互评活动，使学生在检查对方的过程中学会检查自己，在评价对方的过程中学会评价自己。另外，通过多媒体课件的演示和动手制作功放电路把抽象的知识形象化，突破了重难点，学生们亲身体验并测量了信号，能更好地理解功放的特点。但是如果多媒体在这节课中师生交互性方面的功能再强一点会更好。还有在教学中也出现个别学生不愿参与教学活动，对活动缺乏兴趣的情况，还需要进一步做好思想教育工作。

总之，翻转课堂教学模式是一种在计算机技术广泛普及的社会形势下而产生的与时俱进的教学模式。翻转课堂是一种手段，增加了学生和教师之间的互动和个性化的学习时间；是让学生对自己学习负责的环境；是为了让教师成为学生身边的“教练”而不是在讲台上的“圣人”；是混合了直接讲解与建构主义的学习；是学生虽课堂缺席但不被甩在后面的学习；是课堂的内容得以永久存档，可用于复习或补课的学习；是所有的学生都积极学习的课堂；更是让所有学生都能得到个性化教育的学习。[2]当然这种教学模式对学生的自主学习习惯提出了更高的要求，但它作为传统教学的有效补充，翻转课堂教学模式更有利于培养学生的合作精神和自主学习能力，使学生终身受益。

参考文献：

[1]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，（4）：46-51.

闪烁电路的设计与制作 篇4

1. 电路原理

如图, 电路主要由一块555时基集成电路组成。555时基电路接成无稳态工作模式, 振荡频率f=1.44/[ (R1+2R2) C1]≈1.39Hz, 由于R1<

2. 元器件清单

(1) 555时基集成电路1个

(2) 发光二极管 (LED) 红、绿各1只

(3) 电容器4.7μF 1只

(4) 电阻器1/4W 4只

(5) 细导线若干。

二、设计与制作技巧

1. 画出实物接线图

要按实物 (元器件) 的实际比例把设计好的接线图画在笔记本上。

2.检查接线图，必须和电路原理图相对应。

3.根据接线图把元件逐一插入电路板上(可用铅笔把电路画在印制电路板上)，注意以 555 集成块为核心按电路原理图安排其他元件。

4.顺序要求，通常为左入右出，或上入下出。

5.工艺要求，元件位置根据电源先优先考虑它的电气性能，之后要考虑布局合理、美观、易于观察元件的标识(型号、极性等)。

6.检查无误后进行焊接，元件焊好后，再进行连线焊接，设计时要考虑到每个焊孔应只焊一根引线或连线。

三、设计与制作的方法及步骤

1. 准备工作

(1) 要读懂电路原理图, 画好实物接线图。

(2) 要正确选用焊接工具

在进行手工焊接之前, 应该根据被焊物正确选用电烙铁、焊料和焊剂, 同时还要对被焊物进行清洁和镀锡。另外还要准备一些辅助工具, 如镊子、偏口钳、尖嘴钳、小刀等, 并摆放整齐。根据焊接元件的大小和导线的粗细来选择电烙铁。一般焊接小功率半导体管、集成电路和小型元件时, 可选用20W内热式或者25W烙铁。对于新使用的烙铁, 应该在加热后刮去表面氧化物并且迅速上锡, 否则不易粘锡。烙铁头要经常保持清洁, 随时除去上面的黑色氧化物, 当烙铁头顶端因长期氧化出现豁口时, 要用挫刀进行修整。

(3) 熟练掌握手工焊接技术

1) 焊接的姿式和手法

一般应坐着焊接。焊接时, 要把桌椅的高度调整合适, 应使操作者的鼻尖距离烙铁头为30cm以上。

焊接时应选用恰当的握烙铁的方法, 一般采用握笔式和拳握式。烙铁头是直型的, 应采用前者的握法, 它比较适合焊接小型电子设备和印制电路板。烙铁头是弯型, 且功率比较大的, 要采用后者的握法, 它适合于对大型电子设备的焊接。

2) 烙铁头的温度要适当

不同的焊接对象, 需要不同的温度。焊接导线时, 工作温度以360-480度为宜, 焊接印制电路板上的元器件时, 一般以430-450度为宜, 太高的热量会降低铜箔的粘接力, 甚至使铜箔脱落;焊接线条电路板或极细导线时, 烙铁头的工作温度应在290-370度为宜, 而在焊接热敏元器件时, 其温度至少要在480度, 这样才能保证烙铁头与被焊物的接触时间尽可能短些。当电压为220V左右, 20W烙铁头的工作温度约为290-400度, 而40W烙铁头的工作温度约为400-510度左右, 烙铁头的温度是否合适, 可采用一般简便的方法鉴别:可用烙铁头去碰触松香块, 当发出“咝”的声音, 说明温度较合适;若没有声音, 仅能使松香勉强熔化, 说明温度较低;若烙铁头一碰到松香, 就冒出很多白烟, 说明温度太高。可根据焊接对象, 利用这种方法来选择合适的焊接温度。

3) 焊锡与焊剂使用要适量

焊料的多少以包着引脚灌满焊盘为宜, 印制电路板上的焊盘一般都带有助焊剂, 如果再多用焊剂, 则会造成焊剂在焊接过程中不能充分发挥, 从而影响质量, 使清洗焊剂残留物的工作量增加。

4) 掌握焊点形成的火候

将烙铁头搪锡且紧贴焊点, 焊锡全部熔化并因表面张力紧缩而使表面光滑后, 轻轻转动烙铁头带去多余的焊锡, 从斜上方45”角的方向迅速脱开, 便可留下了一个光亮、圆滑的焊点。

5) 焊接时间要合适

焊接时间既不能过长也不能过短, 大约为2-5秒。最终应能保证焊点的质量和被焊物的安全。

6) 焊接时被焊物要扶稳

焊点形成后, 焊盘的焊锡不会立即凝固, 所以此时要注意不能移动被焊元件, 否则焊锡会凝成砂粒状, 使被焊物件造成虚焊, 另外也不能向焊点吹气散热, 应让它自然冷却凝固, 若烙铁离开后, 焊点带上锡, 则说明焊接时间过长, 是焊剂汽化引起的, 这时应重新焊接。

7) 焊接后的清洁

焊点形成之后, 在其周围会留有一些残留的焊剂, 因焊剂多少都有一些腐蚀性, 如不清掉, 会把元器件或印制电路板腐蚀坏, 或破坏电路的绝缘性能, 给设备带来故障, 所以焊接后必须要用工业酒精把残留焊剂清洗干净。

2. 手工焊接步骤

(1) 元件引脚根据需用长度剪脚, 然后用刀具或砂纸将元件引脚和印制电路板需焊接处进行刮净或打毛, 即使金属看来光亮崭新, 其表面也有氧化薄层。这一步是必须进行的, 目前很多集成电路和晶体管等器件, 已经经过镀锡处理。观察确认后可以省略该步骤。

(2) 烙铁温度己经可熔锡后, 将烙铁头刮净, 迅速上锡, 并为元件引脚上锡。

(3) 焊接。

3. 焊接质量的检查

焊点的质量要求达到电接触性能良好, 机械强度牢固, 清洁美观。其中最关键的一点就是避免虚焊、假焊。假焊会使电路完全不通, 虚焊易使焊点成为有接触电阻的连接状态, 从而使电路在工作时噪声增加, 产生不稳定状态, 有些焊点在电路开始工作一段较长时间内, 保持接触良好, 电路工作正常, 但在温度、湿度、较大和震动等环境下工作一段时间后, 接触面逐步被氧化, 接触电阻渐渐变大, 最后导致电路工作不正常, 检查这种问题时, 是十分困难的, 往往要用许多时间, 会降低工作效率。所以在进行手工焊接时, 一定要按操作步骤及规定进行。

参考文献

[1]《电工电子技术基础》高等教育出版社, 王兆义, 2011.7。

电路制作 篇5

一、实现开关的闭合

1、选中刀闸——右击——自定义动画——添加效果——强调——陀螺旋;

2、修改自定义动画列表中的数量，我这里是26°顺时针(根据各人旋转角度不同作适当修改);

3、再选中刀闸，添加陀螺旋动画——将数量改为26°逆时针;

4、同时选中自定义动画列表中的动画——点击右边的倒三角——计时;

5、触发器——单击下列对象时启动效果——从下拉列表中选择“组合23”(我们从自定义动画列表中观察刀闸是组合23)——确定;

6、这时自定义动画列表中组合23上面增加了“触发器：组合23”的标识;

7、从当前幻灯片测试效果，第一次点击刀闸，闭合开关，第二次点击刀闸，打开开关，

二、闭合开关，L1灯亮

1、复制一个灯泡——选中上面的椭圆形，使其处于十字花被选中状态——填充效果——双色渐变——底纹样式：中心辐射——变形：选中间颜色较亮那个——调整透明度(数值可根据背景作适当修改)——确定;

2、选中灰色灯泡(组合123)——自定义动画——退出——渐变——速度：非常快;

3、选中亮色灯泡(组合42)——自定义动画——进入——渐变——速度：非常快;

4、在自定义动画列表中选中两个渐变动画效果——点击旁边的倒三角——计时;

5、开始：之前——延迟：1.8秒(注意，这个延迟时间要根据你的刀闸闭合碰触到右边金属条为准);

浅析印制电路板的制作 篇6

1印制电路板概述

在电子设备当中几乎都会出现印制电路板, 大小、功能、复杂程度都各不相同, 随着电子设备越来越复杂, 所要求的零件及线路也在板子上越来越密集。而印制电路板是以原理图为依据, 实现电路设计者所需要的各种功能为前提。

印制电路板的设计制作过程主要就是指板图的设计, 在设计制作过程中考虑外部连接布局、内部电子器件优化布局、金属连线和过孔的优化布局、电磁干扰、散热等各种因素。成功的电路板要有良好的电路及散热性能。

2印制电路板分类

根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。

单面板是最基本的印制电路板, 电子器件在板子的一面上, 另一面放置连接的导线。由于只有一面有导线, 这种板子称为单面板。这是早期的板子, 在使用过程中会产生很多严格限制, 功能也受到局限。

双面板是两面都布置有导线, 由于板子两面的导线要互相作用, 所以这种板子都有过孔来作为桥梁。两面都布线也就比单面板的功能面积扩大了一倍, 导线也纵横交错, 所以双面板功能更多, 可用在复杂电路上。

多层板是用了更多的双面布线, 并在每层间放进绝缘材料压合而成。有几层板子就代表有几层各自独立的布线层, 多是偶数层, 并包含最外面的两层。大部分板子都是4到8层的结构, 不过技术上可以做到近100层, 但现在超多层板已逐渐淘汰。

3基本制作工艺

批量印制电路板的工艺大致为:绘图→照相制版→感丝网→落料→图形转移→蚀刻→钻孔→刻板→孔化→抛光→镀金镀银→阻焊→助焊→修边→印字符图→出厂检验等15道工序。

现分别简介如下:

1) 照相制版将提供的印制电路板导电图形图制成照相底片 (照相底片也称工作底片, 是用来把导电图形转印到印制电路板或丝网板的正片或负片) 。

2) 感丝网, 对用户提供的助焊图及字符图做网架, 为对印制电路板做助焊、阻焊处理和印制字符图做准备。

3) 落料根据图纸提供的印制电路板外形尺寸备板。

4) 图形转移将导电图形由照相底片转移到印制电路板上。一般由感光机完成, 将导电图形感光到已落好料的敷铜板上。

5) 蚀刻, 将感光好的敷铜板置于三氯化铁 (Fe Cl3) 溶液或其他蚀刻液中腐蚀掉不需要的铜箔。

6) 整板去毛刺, 整形, 开异形孔, 初检。

7) 刻板将未腐蚀干净的导电条、工艺线等用手工法除去。

8) 孔化, 全称引线孔金属孔化。即在双面板或多层板引线孔和过孔内壁和基板两面上用电化学方法沉积金属, 实现两个外层电路和内外层电路之间的电气连接。

9) 抛光烘干后的表面处理, 去除表面氧化层。

10) 镀金镀银根据用户要求, 采用电或化学镀金或镀银, 再抛光两次, 清洗烘干。

11) 阻焊采用丝网印制法, 将阻焊剂涂覆在除焊盘和过孔盘以外的区域上。

12) 助焊采用丝网印制法, 在焊盘和过孔盘上上助焊剂。

13) 印字符图采用丝网印制法, 在印制电路板元件面上印上字符图。

14) 修边, 将制好的印制电路板对外轮廓按尺寸进行加工。

15) 检验对印制电路板进行目视检验、印制图形连通性检验、绝缘电阻测量、可焊性试验、电镀层检验和粘合强度检验等。

以上印制电路板的制作工艺属于厂家生产使用最多最广泛的方法, 该方法优点多, 适合精密电路板的制作, 一般线宽间距能达到0.12mm, 适合企业大批量生产, 成本不高。缺点主要是:

1) 工艺复杂, 购买设备的成本非常高;

2) 工艺操作非常复杂, 需要非常专业和有经验的人员操作使用;

3) 需要用到非常多的有毒有害物质, 如甲醛、EDTA、重金属等;

4) 需要特殊的工作场地, 如干膜保存需要冷库、贴膜需要净化的空间和黄光环境、底片制作需要暗室等等;

5) 对于不连续生产和使用来说, 成本非常高。如化学镀铜的药水稳定性差, 干膜的保存期非常短, 如不连续使用, 制作电路板的成本会很高;

6) 需要配备专业的废水处理车间;需要配备专业的化学分析实验室。

单片机制作语音录放电路 篇7

语音采集原理:人的耳朵能听到的声音是频率范围20Hz—20k Hz, 但是语音频率最高的为3.4k Hz。语音采集是指声波信号经由麦克风和高频放大器去转换成一定幅度模拟量的电信号, 再转换成数字量的过程。据“奈奎斯特采样定理”, 采样得到的频率必须大于两倍于模拟信号的最高频率, 但是语音信号频率为300—3.4k Hz, 所以将语音采集的频率定为8k Hz。ISD1420系列提供的6.4k Hz和8k Hz取样频率, 我们用户可以直接的根据语音质量进行选择。

语音生成原理:语音采集过程的逆过程, 但并不是一成不变的恢复原来的语音, 而是将原来语音进行实时的恢复, 恢复它的可控制性、可重组性。然而, ISD1420芯片取样的语音直接存储到片内的不挥发存储器内部, 不需要数字化和压缩的其他手段。直接模拟存储能提供真实自然的声音, 不像其它的固态数字录音质量要受到影响。

2 语音系统的特征

(1) 实时进行现场的录音, 边录边放, 修改语音比较方便。

(2) 录音内容进行修改时, 通过更改软件程序, 可以从录音内容的其中任意一段开始修改后面的所有录音内容, 不必从第一段开始修改。对于一些厂家需要固定下来一部分语音段的系统很有好处, 将固定下来的语音放置在前面段落中, 那么用户录制的就放在后面, 而用户进行修改录音内容时只需要修改放置在后面的语音段即可, 从而不影响厂家录制的语音。

(3) 语音分段比较灵活。一片ISD1420可分1~600个段, 但是若多片级联还可更多;各个录音段的长度随意, 但必须总录音时间要在所用器件的总时间之内方可。

(4) 价格有优势。语音录制时, 只需用软件就方便的得到各段的地址进行录音, 不需在使用专用的设备。

3 ISD1420的工作模式

3.1 单段录放音模式

单段录放音时, 需全部地址线接地, 按住REC键录音, 放开或录满时。

自动停止, 录音期间RECLED点亮, 录音结束时熄灭。放音时, 按住PL键放音, 松开停止;按一下PE键全段放音, 放音结束, LED闪动一次。

3.2 操作模式

ISD1420内置了若干操作模式, 可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制:当A7和A6都为1时, 其它地址端置高就可选某个或几个模式。因此, 操作模式和直接寻址互相排斥, 操作模式可由微控制器, 也可由硬件实现。

4 语音录放电路图

如图1所示。

5 系统的一些特色与创新

系统芯片选用了ISD1420芯片, 在开发中, 程序通过串口下载到单片机, 这给系统软件的调试带来了极大的方便。

键盘采用了选择性压缩方式, 可以自由选择压缩编码的方式, 因此可以很清楚的对比两种编码方式的录音效果以及各自的优缺点。

6 系统需要的改进

在存储容量上可以进一步扩展, 增加存储器的块数, 可以采用分页寻址的方式, 由此增加存储的时间。

电路制作 篇8

以下结合数字电子钟具体介绍如何利用Proteus进行PCB设计。

一、PCB设计准备

首先应在Proteus中设计电路原理图, 并结合Keil进行软件编程和硬件的仿真调试, 调试成功后, 便可开始制作PCB。

原理图主要包括单片机及外围晶振电路、复位电路、时间设置电路和六位数码管显示电路等。对于少数布图工具中没有的原理图, 应在ISIS环境下进行手工绘制。

二、元件封装

导入文件前, 首先需在Proteus ISIS环境中确定原理图中每个器件的封装形式, 方法是右击元器件, 在弹出的下拉菜单中点击"Edit Properties"对话框, 然后通过单击"?", 进入"Pick Packages"所示的对话框, 以修改或选择适合自己设计的封装。也可在"Edit Properties"对话框的下方打勾选选项, 以对元器件的封装信息等进行文本输入。

对于封装库中没有的封装或不适合自己设计的封装, 可在ARES环境下进行手工绘制。如图1所示电路中的六位数码管, 只要点击右上角的图标, 即可进入ARES操作环境。其绘制方法如下:

1、放置焊盘

在ARES环境下, 选择焊盘参数, 在工作区域放置焊盘, 单击菜单项EDIT, 在弹出的菜单中选择Replicate, 选择合适参数执行Replicate菜单项, 即可完成MCU焊盘放置。

2、分配引脚标号

在焊盘放置完毕后, 应对焊盘每个引脚进行标号。方法是右击各个焊盘, 在弹出的菜单中根据原理图填写引脚标号, 填好后应和原理图一一对应, 否则, 在编译网表文件时将无法加载。

3、放置外边框

利用2D画图工具中的图标, 并根据六位数码管的实际大小加一个外边框, 如此便完成了元器件封装的设计。

4、保存封装

在工作界面用右键拖动选择整个封装, 执行Library->Make Package命令, 在出现的保存对话框中键入要保存的元件封装名称;在PackageCategory中选中Miscellaneous;在Package Type中选中ThroughHole;在Package Sub-Category中选中Switches;单击OK, 就把六位数码管封装保存到了USERPKG库中。

5、加载封装

加载好所有元件的封装后, 到Tools->NetlistCompilier, 打开Netlist Compiler设置对话框, 保持默认设置并保存, 然后单击Close, 即可生成网表文件。其次选择工具菜单栏的"Tools"项, 在弹出的下拉菜单中点击"Neflist to ARES", 便可进入ARES工作界面。

三、印刷电路板布局与调整

(一) 规划电路板

可点击左侧工具箱中的"2DGraphics Box Mode"按钮, 从窗口的左下角下拉列表框"Board Edge"中选择Board Edge, 然后在工作窗口中画一个适合自己PCB板的矩形, 边框大小可利用左边的测量按钮进行测量。其次选择工具菜单栏的"Tools"项, 点击"Auto Placer"菜单项, 并在弹出的窗口中设置好相关属性后, 点OK按钮。

(二) 设置电路板的相关参数

PCB板边框画好以后, 就要设置电路板的相关参数。单击System中的Set Default Rules项, 在弹出的对话框中设置规则参数, 有焊盘间距、线与焊盘间距、线与线间距等一些安全允许值。然后在Tools中选中 (布线规则) 项, 在弹出的对话框中单击Edit Strategies项, 在左上Strategy栏中分别选中Power和Signal, 在下面的Pair1中选同一层。这样, 就完成了在单层板中布线的设置。别的系统参数设置, 可以在System和Tools中去设置完成。

四、元件布局及调整

(一) 元件布局

电路板的规则设计好以后, 就可导入元件并布局。布局有自动布局和手动布局两种方式。若采用自动布局方式, 只要在界面的菜单栏中选中项, 弹出对话框, 单击OK, 就自动把元件布局于PCB板中了。而如果采用手动布局的方式, 则在左下角的元件选择窗口中选中元在PCB板边框中适当位置单击左键, 就可以把元件放入。

(二) 元件调整

无论是自动布局还是手动布局, 都需要对元件进行调整。主要是对元件的移动和翻转等操作。对元件的布局原则是:美观、便于布线、PCB板尽可能小。

五、布线并调整

在布局完成后, 可以先布一些特殊的线, 如电源线、地线、在PCB板角上作定位孔等。而PCB的布线也是有自动布线和手动布线两种布线方式。一般是先用自动布线, 然后手工修改, 也可以直接手工布线。

Proteus的自动布线功能极其强大, 尤其在Proteus7.3以上版本中, 由于其改变了老版本中基于网格的布线器, 而变为基于几何形状的布线器。其此布线算法和新的减少冲突的方法相结合, 使得布通率和布线效率大为提高, 因而在各种PCB设计工具中极具特色。

如需手工调整, 可单击按钮, 然后沿飞线提示开始布线。同时在适当位置双击可添加过孔, 到达目标引脚后单击即可完成手工布线。修改时, 右击导线, 便可出现一些快捷方式, 因而十分方便操作。布线完成后可进行CRC规则检查, 步骤为选择Tools菜单项后, 单击ConnecTIvityChecker子菜单, 系统便开始对PCB板的连通性错误进行检查。若界面右下角出现"0 CRC violations found", 则说明无错误。但若出现如"1CRC violations found"所示界面并弹出Errors窗口, 则说明有飞线, 此时则需手动修改。

对于焊盘的修改, 可以在布线完成之后进行。先选中工具菜单栏中的选项, 然后在选择窗口中选中合适的焊盘, 在需要改变的元件焊盘处单击鼠标左键即可。

六、PCB文件保存与输出

一般PCB在送去加工前, 应首先通过执行Output->3D Visualization对PCB进行整体预览。当然, 在整个设计过程中, 也可以随时打开3D窗口, 以对电路板设计效果进行实时观察, 从而保证对所设计的电路板有个直观的认识, 也可对电路中元件布局及时进行调整。使PCB设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。

完成必要的设计整理工作后。可执行Output->Set Output Area选项选定输出区域。然后单击Output选项中的Set Output Area选项, 按住鼠标左键并拖动, 选中要输出的版图, 然后是设置要打印的输出电路层。在Output选项中单击Print/Plot Layout选项。

七、注意事项

用PROTEUS制作印制电路板的注意事项如下:

1、在元器件的布局方面, 应该把相互有关的元件尽量放得近一些, 电源线、地线的布置应根据电流大小适当加粗, 信号线较之略细一些。顶层、底层的走线方向应垂直走线, 以方便检错;

2、虽然Proteus提供了自动布局功能, 但对大多数的设计来说, 效果并不理想, 故不推荐使用。布线方面的首要原则是保证布线的布通率, 移动器件时要注意飞线的连接, 故应把有连线关系的器件放在一起。

3、在为元器件加载封装时, 应确保所有元器件均用于PCB制版。在弹出的窗口中, 一项一般不可勾选。除此之外, 电压表、探针、信号源等模拟器件, 也不可用于PCB制版。

总结

在电子制作中, 利用Proteus设计印刷电路板是一种方便、易行的方法。Proteus主菜单与其他Windows环境下的应用程序一样, 用户容易掌握。同时, 该软件具有的两种操作环境使文件很方便传输, 且不会出现传输错误, 因而可使PCB的设计与制作变得极为方便、快捷和美观。另外Proteus与Protel相比, 其PCB功能并不差, 制造封装比Protel省时, 连线的大小随时可用鼠标更改, 这是Protel不具备的功能。如果不是专业设计大型PCB的话, Proteus也是一种很好的选择。

摘要：本文以数字电子钟的设计制作为例, 首先介绍了利用Proteus来设计其印刷电路板的前期准备工作, 包括系统原理图设计与软硬件联调, 其次介绍了制作印刷电路板所涉及的具体步骤如元器件封装、电路板布局与调整的方法以及自动布线与手动布线的调整方法, 最后总结了制作PCB板的注意事项与其他相关软件的比较。

模拟电路实验系统的设计与制作 篇9

实验教学体系和内容在工科高校人才培养中占有重要地位, 为了适应国家对创新型人才培养的要求, 实验仪器设备必须满足实验教学体系和教学内容变化的要求, 而目前市面上配套的实验设备价格较贵, 不能满足我们对实验各个层次的要求以及学生个性化发展需求, 因此开发先进自制配套的仪器设备对高校来说显得尤为重要。

我校电气信息类教师对电子技术实验越来越重视, 不断探索开发新的实验项目, 改进实验内容, 提升实验层次。结合我校国家级电工电子实验教学示范中心建设和山东省高等学校教学改革项目“电工电子创新性实验项目的开发与教学模式研究 (2009227) ”工作, 我校在电工电子实验的教学理论和实验项目建设以及实验教学仪器开发、实验管理制度和信息化平台建设等方面做了大量工作, 构建了“研究性、自主性、开放性”三位一体的电工电子实验教学模式, 将实验项目分为基础、新技术、综合三个层次。学校鼓励青年教师自制实验仪器设备, 给予了大力支持。笔者承担了自制50套模拟电路系统的任务, 根据自制实验仪器的任务要求, 经过1年多的设计和反复调试, 模拟电路系统成功应用于电气信息类及相关专业本科生的实验教学中, 每年完成2万多小时的实验教学, 而且效果良好, 受到师生们的好评。

2 模拟电路实验系统的设计和平面分布图

基于实验项目基础、新技术和综合三个层次的要求, 我们开发的模拟电路实验系统采用模块化设计。在设计过程中, 实验系统既要完成模拟电子技术的所有基础实验, 还要添加新技术模块以及新的实验手段, 提高实验的层次。实验箱中的实验电路按模块设计, 模块中的基本实验电路, 外接其他元件或与其他模块电路组合, 完成不同的实验要求。每个实验的电路原理图和大部分元器件在实验板表面一目了然, 学生可根据设计好的原理图搭建电路, 提高学生的独立思维能力和动手能力;实验箱还配有Cypress公司的在线可编程模拟器件, 为师生提供了学习模拟器件新技术的实验平台。同时, 实验箱还设有音频信号输入口, 为连接虚拟信号分析仪做了准备。

该实验箱主要包括以下模块:

(1) 电源模块:工频赫兹的交流额定电压输入, 输出直流电压±12 V和+5 V, 电流I≥0.2 A, 还设有双路直流信号源, 均可输出-0.5 V～+0.5 V, -5 V～+5 V, 而且连续可调。

(2) 分立元件电路包括双路跟踪直流稳压电源, 分立元件放大电路, 集成运放电路, 差分放大电路, 功放模块, 场效应管电路, 集成稳压模块, 电位器组, 电阻、电容和二、三极管等, PSoC (片上可编程系统) , 音频信号输入口以及面包板扩展区等。

实验箱上各个模块都是独立的, 没有共地, 实验中需要经过连线实现共地。多数模块是分立元件, 学生做实验时可灵活连线, 自由搭建电路, 但是实验中需要认真分清各个模块, 以免连接错误, 损坏设备。

图1是模拟电路实验系统的模块分布图。

3 模拟电路实验系统支持的实验项目

本实验系统可以完成模拟电子技术全部基本实验, 如单级放大电路、负反馈放大电路、差动放大电路、双路跟踪直流稳压电源、电压比较器、运算放大电路和振荡器等实验, 还增加了在线可编程模拟电路的新技术模块, 可支持数控放大器、电压比较器、PWM控制LED灯和滤波器等实验。实验系统中预留和虚拟信号分析仪配套的接口。图2为虚拟信号分析卡外观图及模拟电路实验系统中的配套接口, 很多实验可以用虚拟信号分析提供测试波形, 并进行信号的分析和处理。图3为虚拟信号分析仪与实验系统以及测试仪器配套使用的连接关系图。利用该实验系统开出的实验内容和手段丰富, 提高了实验层次, 能够激励学生学习更多先进的知识, 掌握更多的实验方法。此外, 利用面包板另备一些元器件, 即可实现其他模拟电路综合实验, 例如:温度监测及控制电路, 噪声监测器, 交流电压欠、过压保护电路的设计等。

4 实验系统的使用效果及体会

实验电路连接非常灵活, 每个实验的电路原理图都印刷在实验板表面, 增加学生的感性认识。学生可根据自己设计的实验电路图搭建电路, 锻炼了学生的独立思考能力和动手能力, 展现了个性。同时增加了新技术模块和新技术实验手段, 推动了实验课程体系及实验内容的改革。实验系统自使用以来受到师生的肯定, 因实验系统由教师制作, 锻炼了青年教师的动手能力和实验调试能力, 方便了维修, 同时也促进了实验教学示范中心的建设。在2012年年底的国家级电工电子实验教学示范中心验收时, 我校自制实验设备作为一个亮点和特色展示给评委专家, 得到了一致好评。图4为模拟电路实验系统的效果图及外观图。

参考文献

[1]杨宏, 李国辉.走自制实验设备之路促进实验教学改革[J].实验技术与管理, 2013 (1) :225-227.

[2]汤宏群, 苏广才, 陆际春.自制实验设备对提升原始创新能力的作用[J].教育教学论坛, 2014 (7) :281-282.

电路制作 篇10

一、步进电机工作原理

目前比较常用的步进电机主要有反应式 (VR) 、永磁式 (PM) 、混合式 (HB) 三种类型, 这几种电机虽然在组成结构上有所差别, 但总体的工作原理还是类似的, 下面就以比较典型的反应式步进电机为例简述其工作原理:

1. 步进电机的结构组成

步进电机可以分成转子和定子两部分。以图1所示的三相步进电机为例, 其定子上有6个磁极, 每2个相对的磁极 (如:A-A’) 组成一对, 共有3对。每对磁极上都绕有线圈, 也即形成一相, 这样3对磁极就有3个绕组, 形成三相, 依此类推, 若为4相电机则就有4对磁极、4相绕组。三相步进电机定子的各相磁极在空间上互差120°/60°。

电机中转子部分也具有相应的磁极, 称为转子小齿, 相邻两转子小齿轴线间的间距称为齿距, 用て表示。通常我们把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿 (如图1中转子小齿1与定子小齿A就是对齿) ;而把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿 (如图1中的2与B、3与C等即为错齿) 。错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件, 所以, 在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在, 也就是说, 当某一相处于对齿状态时, 其他相必须处于错齿状态。以图1所示的三相步进电机为例, 其转子小齿1与A相对齐时, 齿2与B错开了1/3て, 齿3与C错开了2/3て。

2. 步进工作过程分析

步进电机的工作原理与电磁铁类似。

A相通电, B、C相不通电时 (图2) , 由于磁场力的作用, 齿1与A对齐。

B相通电, A、C相不通电时 (图3) , B齿将产生磁场, 吸引较近的转子小齿2, 从而产生转动力矩, 齿2将与B对齐, 此时转子顺时针转过1/3て, 此时齿3与C相差1/3て, 齿4与A’相差2/3て。

C相通电, A、B相不通电时 (图4) , 齿3被吸转动并与C相对齐, 此时转子又顺时针转过1/3て, 齿4与A’相差为1/3て。

A相再次通电 (图5) , 齿4与A’对齐, 转子又顺时针转过1/3て。

就这样, 电机就每步 (每脉冲) 顺时针方向旋转1/3て, 经过了3步的一个循环, 齿1就顺时针转过一个齿距, 如果不断地按A→B→C→A→…的相序通电, 电机就可以持续地顺时针方向旋转下去。若要电机反转, 则可将A、B、C三相的通电次序任意互换一组即可, 如通电相序变为:A→C→B→A→…, 电机就会按逆时针方向旋转。

二、步进电机驱动控制原理

步进电机的驱动和控制方法与直流电机不同, 直流电机只需通入直流电源即可运转, 调节电压大小可以改变电机转速。而步进电机接收的是数字量, 转速的大小由外加的脉冲频率决定, 电压的大小与转速的快慢无关, 只与电机的输出力矩有关。

步进电机的驱动控制器主要由脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路, 功率放大电路等部分组成, 其结构如图6所示。

脉冲信号电路的主要功能是产生一定频率的控制脉冲信号, 用以控制步进电机的运行, 其频率直接决定了步进电机的旋转速度。

信号分配电路是整个控制器的核心部分, 由于其提供的信号总是周期循环的, 所以也称为“环形脉冲分配电路”, 它会根据不同步进电机的控制需求, 将脉冲信号按一定的逻辑关系加到功率放大器上从而驱动步进电机的工作。例如上文所述的三相步进电机, 其通电相序为“A→B→C→A→…”, 这种按A、B、C各相顺次接通的过程是一种整步工作方式, 也称“三相单三拍”, 其中“单”是指每步只有一相通电, “三拍”是指一个循环需换相3次。尽管这时电机也可工作, 但不够稳定, 易产生失步现象。通常我们更多地是采用“AB→BC→CA→AB”方式循环通电, 此时每步有二相同时接通, 也称“三相双三拍”, 这样步进电机工作会更加平稳。

当然还有其他的信号分配方式, 如在二相间插入一个中间相, 按“A→AB→B→BC→C→CA→A”的相序运行, 即“三相六拍”, 此时完成一个循环需6步, 每次转过的角度只是三拍时的一半, 也就实现了“二细分”。当然我们也可以通过各相绕组电流不同大小的组合, 实现更多步的细分, 这就是步进电机的细分驱动, 细分的步数越多, 步进电机的转动也会越平稳。对于其他类型的步进电机, 如四相电机的单四拍、双四拍、八拍等, 读者也可以自己进行分析。

三、电路工作原理

电路原理图如图7所示, 电路主要由脉冲信号产生电路、脉冲信号分配电路及功率放大电路等几部分组成。

在本电路中的脉冲信号由NE555构成的一个多谐振荡器产生, 选择开关S1和不同振荡电容C1/C2相连, 可得到不同频段的脉冲信号, 通过电位器RP可使其3脚输出的信号频率连续可调, 该脉冲信号加到十进制计数器CD4017的时钟输入CP端, 作为步进电机工作的时钟。

电机的工作步序由CD4017的计数输出端提供。由于目前市面上步进电机的种类较多, 本电路仅以较常用的“三相双三拍”控制 (具体步序见下表1) 为例进行分析, 其他的控制方式读者们可以参照本例自行分析。由于“三拍”完成一个循环需有三个步序, 故由十进制计数器CD4017构成一个3进制的封闭小循环, 分别由Q0、Q1、Q2输出所需的步序1、2、3的信号, 而将Q3直接接到CD4017的复位端R, 从而构成了一个完整的环形分配电路。“双”是在每一步序中电机要有2相同时得电, 经对表1中不同步序的真值表分析可知, “A”相的值应在步序1和3均为有效, 此时可将Q0与Q2的输出信号经或门 (74HC32) 送至A相的控制端;Q0与Q1相或后送至B相;Q1与Q2相或后送至C相, 这样就可以得到我们所需要的三相双三拍步序控制信号。

由于经数字门电路输出的步序信号还无法直接驱动电机工作, 故还需增加一级功率放大做为整个控制电路的输出。由于通常电子小制作中使用的步进电机功率较小, 故本电路选用的是达林顿电流驱动器ULN2803模块作为控制器的功率输出电路, ULN2803的引脚如图8所示, 其中:1-8脚为输入端;11-18脚为输出端;9脚接地;10脚接电源“+”。由于ULN2803的扇出电流有限, 而灌电流较大, 能达到1A左右, 所以本电路使用其灌电流工作方式, ULN2803内部的续流二极管也保证了其与电机线圈连接的安全。如果需要输出的电流能再大一些, 也可以将ULN2803的二组并联, 作为一组使用即可。

电路中使用了二组电源进行供电, 一组经三端稳压集成块LM7805稳压后, 输出+5V为控制部分提供电源;而步进电机各相绕组所需的电压较高, 故将其直接接到另一组12~24V的电源上, 这样可增大步进电机的输出力矩, 绕组的另一端接在ULN2803的相应输出端。

四、控制器的制作与调试

该步进电机控制器的元器件均无特殊要求, 按电原理图装好电路即可调试。为防止调试过程中电机堵转, 电流增大损坏功率模块ULN2803, 可将三只发光二极管串连好限流电阻接入ULN2803的相应输出端, 接通电源后发光二极管应能顺序点亮;拨动挡位选择开关S1, 发光二极管点亮的频率应有明显的变化, 调节电位器RP发光二极管点亮的频率应能平滑的变化, 至此步进电机驱动控制器安装完成。

去掉调试的发光二极管和限流电阻, 将步进电机的绕组线圈接入电路中, 通电即可运转。读者可根据实际的控制需要选择C1、C2的参数 (通常约为零点零几~几个μF之间) , 使S1与C1相连时, 电机转速约在100转/分以下;与C2相连时, 电机转速在100~几百转/分之间。调节电位器RP电机在各挡位转速应能平滑变化。拨动选择开关S2, 可以交换二组的相序, 使电机反方向旋转。

对于其它类型的步进电机控制器, 读者只要改变CD4017输出的步序信号即可, 通常简单的控制, CD4017输出的10个步序足以满足。读者如需控制较大功率的步进电机时, 可改用其他大功率器件做驱动;读者对电机转速有特殊需要者, 可根据需要改变NE555输出脉冲振荡信号的频率。