時間:2023-05-30 09:39:03
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高頻焊接,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
高頻焊接起源干上世紀五十年代,而高頻感應釬焊工藝在制冷行業應用的并不廣泛。主要是這種焊接方式對感應器、工裝的設計要求較高,通用性不強,這些都制約了其發展。但目前各企業對產品質量的要求越來越高,傳統的火焰釬焊技術也越來越無法滿足生產和質量控制的要求,采用高頻感應釬焊技術容易實現自動化焊接,能夠解決一些火焰釬焊焊接相對困難的工件。
二、多孔分流器與毛細管的焊接
在很大一部分制冷設備中,分流器常常需要與毛細管配合焊接。由于毛細管的內徑很小往往只有1-3毫米,因此工件被加熱的溫度,被加熱的位置以及添加釬料的時刻、多少都對焊接質量有很大的影響。同時,由于分流器上有多個焊點,相鄰焊點之間的距離又非常接近,手工焊接時勢必會對相鄰的焊點造成影響,導致焊接缺陷。采用傳統手工火焰釬焊技術焊接此類工件時,對焊接人員的技能要求很高。現代企業生產中“人為因素”是造成產品質量波動的主要因素之一,這也是此類工件焊接不合格率相對較高的一個主要原因。
三、高頻感應釬焊技術的應用
高頻感應釬焊技術是利用電磁感應、集膚效應和熱傳導原理對工件進行加熱,由于其不需要外部熱源,故熱損耗低,工作環境清潔,被加熱工件溫度上升快,加熱時間短。并且容易獲得焊接過程的精確過程控制。
下面介紹采用高頻感應釬焊技術焊接多孔分流器與毛細管的焊接工藝。
首先是感應器的設計,往往每種工件都有一種最佳形式和規格的感應器。感應器可設計為單匝或多匝,單匝的感應器結構簡單便于制作,但是用其焊接多孔分流器效率往往不高。實踐證明采用同樣功率的高頻電源設備,多匝感應器能夠提高工件被加熱的速度。不過匝數越多,高頻電源的負荷就會越重,同時設備損耗就會增大。因此對于不同尺寸規格的分流器需要設計配備不同規格的感應器。
多匝感應器分為軸向多匝和徑向多匝,軸向多匝感應器適用于工件尺寸大,受熱面積大,焊縫長的工件;徑向多匝感應器適用于工件尺寸規格相對較小,受熱面積小,焊縫長度較短的工件。由于多孔分流器基本都為圓形,與毛細管配合的焊縫深度只有10MM,因此感應器一般設計為圓形徑向多匝的形式,匝數根據分流器的外形尺寸確定,但是一般不超過4圈。
第二是被加熱工件與感應器的相對位置。影響工件均勻受熱的因素主要是工件與高頻感應器的相對位置:工件距離感應器越近,產生的感應電流越大,工件被加熱的速度就越快,反之,工件被加熱的速度就越慢。工件均勻受熱,使分流器上的每個毛細孔與毛細管同時達到釬焊溫度,這樣才能保證各個焊點焊接質量的一致性。否則會造成分流器表面溫度分布有高有低,導致焊接缺陷,因此必須利用工裝夾具確保工件放置在感應器的中心位置。
在垂直方向上,感應器應放置在分流器的上方,這樣能使分流器上方的毛細管部分優先達到焊接溫度,實踐證明,這更加有利于釬料流動,保證釬料充分填充焊縫。
第三是焊接過程的控制。采用高頻感應釬焊工藝焊接多孔分流器與毛細管,整個焊接過程分為三個部分。一是加熱過程,主要是提高工件的溫度使之達到釬焊溫度。二是保溫過程。主要是保持工件的溫度,使釬料充分流動,填充焊縫,與母材融合。三是冷卻過程,加熱停止,使焊好的工件冷卻。
加熱、保溫和保溫、冷卻切換點的選擇很關鍵,采用紅外測溫技術能夠很好的把握這些切換點,同時也能實時監測焊接過程中工件的溫度。
由于分流器上表面有毛細管和釬料覆蓋,而且也有感應器遮擋,因此選擇側面(圖3中標記A處)作為溫度檢測點是最佳位置。
當監測點的溫度達到設定溫度T1時,高頻電源自動從加熱過程切換到保溫過程,當監測點的溫度達到設定溫度T2時,高頻電源自動從保溫過程切換到冷卻過程,見圖4。這樣整個焊接過程都被監控起來,使工件焊接的穩定性、一致性得到提高。
第四是釬料的添加方式。釬料的添加有兩種方式,一種是待工件被加熱到釬焊溫度時對焊縫添加釬料,這比較適用于單點焊接的工件。分流器與毛細管需要一次性焊接多個焊點,這樣的添加釬料方式往往很難做到各個焊點的同步性。釬料添加的另一種方式是將釬料做成環狀,事先套在兩個工件的焊縫處,隨工件一起被加熱,這種方式比較適用于自動焊接。分流器與毛細管的高頻感應釬焊可以實現為自動化焊接的模式,因此可將釬料做成小環套在各個毛細管上,也可以將釬料做成大環直接套在分流器的外沿,而后者在提高生產效率方面更有優勢。
四、采用高頻感應釬焊技術焊接分流器與毛細管應注意的問題
1、釬料必須在母材達到焊接溫度前先融化。經過實驗驗證,這樣更加適合自動焊接。由于工件升溫很快,如果釬料沒有融化母材就達到了焊接溫度,那么在釬料繼續融化的過程中,母材會繼續升溫,超過焊接溫度,產生焊接缺陷,甚至會導致母材的融化。
必須使分流器上方的毛細管先與分流器達到焊接溫度。我們知道釬料融化后有一個特征,其會向溫度高的地方流動,而分流器上方的毛細管與釬料焊環是相接觸的(見圖3)。因此這部分毛細管首先達到焊接溫度會促使液態釬料包圍毛細管,這對焊縫的填充非常有利。否則,由于集膚效應分流器外部的溫度始終高于內部,加之重力因素,釬料往往會向外流動,使內側焊縫釬料不足導致焊接缺陷。
必須防止分流器外沿過燒。根據集膚效應高頻電流對于母材的穿透深度與導體的電阻率的平方根成正比,與頻率和磁導率的平方根成反比。由于工件和感應器固定不變,因此電阻率、頻率和磁導率都不會變化,這樣工件被感應加熱的穿透深度就為一固定值。分流器內部溫度是靠熱傳導提高,因此分流器的外沿溫度始終高于內部。當內部溫度達到焊接溫度時,必須控制外沿溫度不至于過高而導致焊接缺陷的產生。
2、分流器的材質一般分為黃銅和紫銅,在焊接黃銅分流器的過程中,要注意以下兩個方面:
黃銅的焊接溫度與紫銅不同,同時其導熱性、導電性也比紫銅差。因此在高頻感應焊接時必須注意分流器、毛細管和感應器的相對位置,防止黃銅分流器發生過燒。
黃銅的氧化層對于焊接質量有很大的影響,助焊齊4的添加能夠有效的除去其氧化層,使焊料具有更好的流動性,更好的填充焊縫與母材融合。但是過多的助焊劑流入分流器內部,污染系統,因此必須注意助焊劑的添加量。
1感應加熱的方式
感應加熱是利用感應電流來使工件加熱的.在工業應用中,采用的感應加熱方式有兩種,一種是有鐵芯的感應加熱方式(如圖1甲),這時被加熱的材料相當于次級線圈;另一種是無鐵芯的感應加熱方式(如圖1乙),這時被加熱材料相當于芯棒.
由于感應電流有趨膚效應,交變電流的頻率越高,趨膚效應越顯著,材料的受熱層越薄.因而采用感應加熱時,要根據加熱的目的、要求、被加熱物體的材料和尺寸,選擇適當的頻率.感應加熱的電源按頻率可分為工頻、中頻和高頻三種.
工頻即50 Hz的電源,可直接從供電網中取得,不需要特殊的頻率變換裝置.中頻是50 Hz~10000 Hz的頻率.常用的中頻頻率為500 Hz、1000 Hz、2500 Hz、4000 Hz、8000 Hz、10000 Hz.獲得中頻電流有兩種方法,一種是利用旋轉變頻機,它是用感應電動機來驅動中頻發電機.另一種方法是利用可控硅變頻器,它是利用硅整流元件將工頻交流變為直流,再利用可控硅元件將直流變為所要求的中頻交流.高頻電源一般指20000 Hz以上的電源,它是通過電子管振蕩器獲得的.
2感應加熱的應用
感應加熱的應用范圍很廣,主要用于合金鋼、鑄鐵、有色金屬的熔煉、鋼制零件的表面熱處理和焊接等.
2.1金屬熔煉設備
用于金屬熔煉的感應熔煉爐有:
(1)有芯感應熔煉爐有一個用硅鋼片疊成的閉合鐵芯,采用50 Hz工頻電源.主要用于銅、鋅、鋁、黃銅、青銅等低熔點金屬和合金的熔煉、保溫.在鑄鐵生產過程中,可用于鐵水的加熱、保溫和調整化學成分.有芯感應爐的容量為幾百千克到幾百噸.
(2)無芯感應爐的熔煉室一般做成坩堝形狀.用紫銅管繞在坩堝四周作為感應線圈.主要用于熔煉鋼、鑄鐵和銅、鋁、鎂、鋅等有色金屬及其合金.有工頻、中頻和高頻三種.一般說來,爐子的裝料容量越大,所用的電源頻率就越低.高頻爐的裝料容量只有幾十千克,輸入功率只有幾十千瓦,用于熔煉少量的特種合金和合金鋼.中頻爐容量從幾十千克到20噸左右,輸入功率可達幾千千瓦,用于熔煉鋼及有色金屬.工頻爐主要用于熔煉鑄鐵.合金鋼保溫爐的容量可達一百多噸.
將無芯感應爐的坩堝放在真空室里,就成為真空感應爐.爐料在真空中熔煉,可除去材料中的氫、氮、氧等氣體,并減少材料的氧化損失.這種感應爐可用于熔煉耐熱合金、磁性材料、電工材料、高強度鋼和核燃料.大型的真空感應爐容量可達幾十噸.
2.2感應加熱設備
采用感應加熱的設備有透熱、淬火、焊接等.金屬材料的鍛造、沖壓、擠壓、軋制等熱加工之前需要加熱,使材料整體被熱透,稱之為透熱.圖2是感應透熱設備的示意圖.這種設備還可以用于金屬部件的退火等加工工藝.
2.3感應淬火
利用交變電流的趨膚效應,采用感應加熱的方法使金屬零件表面加熱,隨即進行淬火,能使零件表面達到高的硬度、耐磨度和抗疲勞強度,而內部仍保持原有的韌性.利用感應淬火比用一般的火焰淬火加熱速度快,零件表面氧化損失少,加工成本低,勞動條件好,已成為機械加工行業主要的表面淬火方法.
3感應加熱的相關習題舉偶
以感應加熱為背景知識,根據中學物理要求,有下列習題可供教學選擇使用.
(1)高頻感應爐是用來熔化金屬對其進行冶煉的,圖4是冶煉金屬的高頻感應爐的示意圖.冶煉鍋內裝入被冶煉的金屬,線圈通入高頻交變電流,這時被冶煉的金屬就能被熔化,這種冶煉方法速度快、溫度容易控制,并能避免有害雜質混入被煉金屬中,因此適于冶煉特種金屬.該爐的加熱原理是
A.利用線圈中電流產生的焦耳熱
B.利用紅外線
C.利用交變電流的交變磁場在鍋內金屬產生的渦流
D.利用交變電流的交變磁場所激發的電磁場
(2)圖5是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖,其中外圈A是通高頻交流電的線圈,B是自行車零件,a是待焊接口,焊接時接口兩端接觸在一起,當A中通有交流電時,B中會產生感應電流,使得接口處金屬熔化焊接起來.
①試分析說明,焊接的快慢與交流電的頻率有什么關系?
Abstract: Choose two kinds of Hans to anticipate(1#, 2#) to two kinds of hard quality metal alloys with gather the crystal diamond compound slice to carry on Gao to repeatedly respond Han Han to experiment, use self-made the anti- sheared to slice a strength measurement device to test the anti- dealing with contact to shear to slice strength and analyzed the breakage form that the knife has;Then make use of a scanning electricity the mirror(SEM) observed Han to sew interface Han to match condition and the Han Han blemish position, and assist it to analyze by electronics probe(EPMA).Express as a result:The demand that has function to satisfy to physically produce the Han knife, among them, 1# Hans anticipate to match a Han knife to have an anti- to shear to slice strength with YD201 biggest;1# Hans anticipate formative Han to sew more fine, have no obvious blemish, the Han anticipates to take place with the chemical element in the hard quality metal alloy mutual proliferation;2# Hans anticipate formative Han to sew inner part to imply hole and clip residue blemish.
關鍵詞:聚晶金剛石復合片;高頻感應釬焊;剪切強度;缺陷
Keyword:Gather crystal diamond compound slice;Gao repeatedly responds Han Han;Shear to slice strength;Blemish
中圖分類號:TM924.5+2 文獻標識碼:A 文章編號:
0 引 言
聚晶金剛石復合片由PCD層和硬質合金基底組成。PCD層具有高硬度,硬質合金基底具有良好韌性,二者結合使聚晶金剛石復合片具有優異的切削性能,在金屬切削加工和鉆探等行業獲得了廣泛應用[1-2]。PCD刀具是將聚晶金剛石復合片切割成一定形狀的刀頭,選用合適的釬料、釬劑焊接在刀體上經過刃磨制成。因此本試驗中PCD復合片與硬質合金的焊接實質是硬質合金之間的焊接。
眾所周知,硬質合金的釬焊通常采用Mn基釬料,釬焊溫度約為1000℃[3],而聚晶金剛石復合片PCD層的耐熱溫度一般不超過750℃[4],否則會引起PCD層石墨化,降低釬焊后刀具的性能和壽命。反之,釬焊溫度太低則容易發生脫焊。因此如何選擇合適的釬料、釬劑并選用相應的釬焊溫度是PCD釬焊中的重要環節。本文作者選用釬劑QJ102,在670°C下進行高頻感應釬焊試驗,分析了兩種不同釬料以及不同硬質合金刀具基底對PCD刀具釬焊性能的影響;利用掃描電鏡(SEM)和電子探針(EPMA)對釬焊界面進行了觀察和分析,為PCD刀具高頻感應釬焊中釬料、硬質合金基底的搭配選則提供了參考。
1 試驗條件與方法
1.1 試驗材料
英國Element Six公司產PCD復合片CTB010,WC基硬質合金YD101、YD201,片狀Ag-Cu釬料1#、2#,釬劑QJ102(含脫水氟化鉀42%,氟硼酸鉀23%,硼酐35%;活性溫度650~850°C),丙酮溶液。
1.2 試驗設備
超聲波清洗器,自制剪切強度測定裝置,PCD高頻感應釬焊模糊控制及同步數據采集系統,HSM-672型紅外測溫儀,BDJP-902型聚晶金剛石鏡面拋光機,GP15-CW6型高頻感應加熱設備,JSM-6360LV型掃描電鏡,EPMA-1600型電子探針。
表1 硬質合金的化學成分和抗彎強度
表2 釬料的化學成分和熔化溫度
試驗中的PCD復合片CTB010經激光切割機切割成所需形狀后,用聚晶金剛石鏡面拋光機磨削硬質合金基底以去除氧化膜并倒角,放入超聲波清洗器中用丙酮進行清洗后備用;同時將經銼削加工過的硬質合金和經砂紙打磨過的釬料片也放入超聲波清洗器中進行清洗后備用。按順序將糊狀釬劑、釬料片、PCD復合片放置在硬質合金基體上,然后進行高頻感應釬焊。釬焊中,根據CTB010的耐熱溫度[5],釬料、釬劑的活性溫度,用PCD高頻感應釬焊模糊控制及同步數據采集系統控制釬焊溫度為670°C,保溫時間16s[6]。所得刀具在石膏粉中緩慢冷卻后用噴砂機噴砂,去除表面殘渣。
試驗中,用兩種不同的釬料和兩種不同的硬質合金分別搭配進行釬焊。每組刀具焊四把,三把用來進行抗剪切強度測量試驗,取平均值為刀具的抗剪切強度值;另外一把用專用金剛石磨床精磨后進行掃描電鏡觀察和電子探針能譜分析。
表3為用自制剪切強度測定裝置測得的所焊刀具抗剪切強度值。可以看出,對于同一種釬料,以硬質合金YD201為基底的刀具的抗剪切強度明顯高于以YD101為基底的刀具的抗剪切強度。這主要是因為YD201中結合劑Co的含量大于YD101,而硬質合金中Co含量越高,Ag-Cu釬料對其潤濕性越好,形成的釬焊接頭強度也就越高[5]。而對于同一種刀具基體,使用1#釬料時,刀具的抗剪切強度稍高,則是因為1#釬料對硬質合金的潤濕性優于2#,如圖1所示為不同溫度下,兩種釬料對硬質合金YD201的潤濕角的變化曲線。故1#釬料和硬質合金YD201為優選搭配。
圖1 在YD201上溫度對釬料潤濕角的影響
Fig.1 Effect of temperature on contact angle based on YD201
2.2 破壞形式
如圖2所示,剪切試驗中刀具的破壞形式可以分為三種:
(1) PCD復合片沿釬縫被剪切掉,可以看到釬縫中存在未焊透缺陷(2002-3、1002-2);
(2) PCD復合片碎裂,刀頭沒有被剪下(2001-1、1001-1);
(3) PCD復合片和部分硬質合金同時被剪切掉,刀具基體斷裂(2002-2、1001-2)。
圖2 刀具剪切破壞形式
Fig.2 The breakage formats of cutting tools
剪切試驗中,PCD刀頭沿釬縫界面直接被剪切掉的情況較少,而硬質合金基體處發生斷裂或PCD片碎裂的情況較多,說明試驗中所焊刀具釬縫抗剪強度大于硬質合金基體抗剪強度,刀具的性能可以滿足實際生產中對刀具抗剪切力的需求。
圖3 釬縫的掃描電鏡照片
Fig.3 SEM micrograph of the joints
圖4 2001釬縫的電子探針掃描照片
Fig.4 EPMA micrograph of the 2001 joint
2.3 釬焊界面分析
觀察釬縫的掃描電鏡照片,可知1#釬料對硬質合金的潤濕性良好,所形成釬縫中間層與母材形成緊密的晶間結合,界面及釬縫內部難以看到缺陷。對2001靠近PCD層一側的釬縫界面進行電子探針掃描(圖4),發現硬質合金YD201中的W和Co都向釬縫內發生了不同程度的擴散;釬料中的元素Ag、Cu、Zn、Ni在界面處聚集,由Cu、Zn元素與Ag形成α固溶體的條件判斷釬縫邊界形成Ag-Cu-Zn-Niα固溶體[7]。
2#釬料也能與母材形成較平滑的釬縫,但是釬縫內部含有明顯的孔洞與夾渣(圖3),孔洞位于釬縫內部靠近PCD復合片一側處。孔洞和夾渣的存在減小了釬縫的有效連接面積,因此降低了刀具的抗剪切力,與所作剪切試驗結果相符。焊接孔洞與夾渣形成的原因有待于進一步試驗研究。
3 結 論
(1) 其余釬焊條件相同時,YD201形成釬縫的抗剪切強度大于YD101形成釬縫的抗剪切強度;1#釬料形成釬縫的抗剪切強度大于2#釬料形成釬縫的抗剪切強度。
(2) 從刀具的破壞形態上看,試驗中釬料和硬質合金搭配所焊刀具的性能可以滿足生產實際需要。
(3) 1#釬料形成的釬縫較致密,釬縫邊界處形成Ag-Cu-Zn-Niα固溶體;2#釬料也能形成較平滑的釬縫,但釬縫內部含有孔洞和夾渣。
參考文獻
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一.實習內容:
1.了解電烙鐵的使用。
2.學會熟練使用電烙鐵及焊錫絲在電路板上焊接銅絲。
二.實習器材及介紹:
1.電烙鐵:由烙鐵頭.加熱管.電源線和烙鐵架組成我們使用的是內熱式電烙鐵,功率在2030w之間,其優點是功率小,熱量集中,適于一般元件的焊接。
2.鉗子、鑷子各一把,細銅絲若干。
3.焊錫絲:由37%的鉛和63%的錫組成的合金。焊錫絲有熔點低,易與銅、鐵等金屬結合,焊接強度合適,電阻率低等優點因此是用于焊接合適材料。
4.印刷電路板(PCB板):硬制塑料板上印有銅制焊盤,可將一些電子元件焊在其上。
三.原理簡述:
電烙鐵是加熱工具,可將烙鐵頭加熱到250攝氏度左右,在此溫度下,焊錫便可融化為熔融狀態,此時便可將與錫相親的銅制元件與PCB板上銅制電路焊接在一起。
焊錫線為錫鉛合金,通常用于電子設備的錫焊,其錫鉛比為:60:40。它的熔點低,焊接時,焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固,焊點光亮美觀。烙鐵頭在正常使用下氧化得很快,清理辦法是:將烙鐵頭在有松香的烙鐵板獲濕海綿上輕輕摩擦。
四.實習步驟:
1.學習電烙鐵的基本使用方法和焊接技巧,焊接的基本方法由以下及歩組成:
(1)剪金屬絲:將銅絲加工成彎鉤,將其插入電路板
(2)準備施焊:左手拿焊錫絲,右手拿電烙鐵(烙鐵頭應保持干凈,并且上錫處隨時處于施焊狀態)。
(3)加熱焊件:把電烙鐵以45度左右夾角與焊盤接觸,加熱焊盤。
(4)送入焊絲:待焊盤達到溫度時,同樣從與焊板成45度左右夾角方向送焊錫絲。
(5)移開焊絲:待焊錫絲熔化一定量時,迅速撤離焊錫絲。
(6)移開烙鐵:最后撤離電烙鐵,撤離時沿銅絲豎直向上或沿與電路板的夾角45度角方向
2.在電路板上練習焊接。
五.實習小結及心得:
焊接練習在電裝實習中可以說是最基礎最簡單當然也是最重要的一部分,只有仔細認真的練習,熟悉并掌握了焊接技術才能使下一步的實驗順利進行,否則將會給下一步的試驗造成更多的麻煩甚至無法完成。焊接練習看似簡單,實際上有著很高的技術要求,首先焊點必須光滑光亮,不能弄成虛焊,否則看似結實的焊點其實一晃就壞,得不償失;當然更不能和其它焊點連接,否則就會造成電路板的短路或開路,焊點分布密集。其次焊接的速度必須快,否則會使電路板損壞并造成工作速度緩慢
焊接練習很枯燥,但對后面的試驗意義重大,所以這一環節必須認真對待,必須扎實的練習才行。
通過兩天的焊接練習,讓我真正掌握了一門技術,使我這兩天中學會了電烙鐵使用及簡單的電路焊接這對后面試驗的順利完成有著不可磨滅的作用。
pcb實習心得【2】
一、實習目的
1熟悉手工焊接的常用工具的使用及其維護與修理
2基本掌握手工電烙鐵的焊接技術,能夠獨立的完成簡單電子產品安裝與焊接。熟悉電子產品的安裝工藝的生產流程。
3熟悉印制電路板設計步驟和方法,熟悉手工制作印制電路板的工藝流程,能夠根據電路原理圖,元器件實物設計并制作印制電路板。
4熟悉常用電子元器件的類別,符號,規格,性能及其使用范圍,能查閱有關的電子器件圖書。
5能夠正確識別和選用常用的電子器件,并且能夠熟練使用普通萬用表和數字萬用表。
6了解電子產品的焊接,調試與維修方法。
二、實習要求
1要求學生熟悉常用的電子元器件的識別,測試方法。
2要求學生練習和掌握正確的焊接方法。
3要求學生練習和掌握電子工藝的基本要求,了解電子產品的生產的工藝文件,對照電路原理圖,能看懂接線圖,理解圖上的符號及圖注并與實物能一一對照。
4認真閱讀有關的工藝圖紙以及文件,并據此細心獨立的進行安裝,連焊,并記錄有關的心得,經驗和。
5根據文件調試,會利用儀器和工對機芯進行調試,學會排除故障,使整機達到指標要求,
6根據工藝文件的指導,獨立封裝整機外殼,完成一件正式的產品。
三、實習工具及元件
實習工具
電烙鐵:馬蹄形,大功率35瓦鑷子起子焊錫松香兩節5號電池
元件
電阻:各色電阻共11個
電阻的識別和檢測:電阻在電路中用r加數字表示,如:r1表示編號為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置等。電阻的參數標注方法有3種,即直標法、色標法和數標法。a、數標法主要用于貼片等小體積的電路,如:472表示47100(即4.7k);104則表示100kb、色環標注法使用最多,現舉例如下:四色環電阻五色環電阻(精密電阻)2、電阻的色標位置和倍率關系如下表所示:顏色有效數字倍率允許偏差(%)銀色/x0.0110金色/x0.15黑色0+0/棕色1x101紅色2x1002橙色3x1000/黃色4x10000/綠色5x1000000.5藍色6x10000000.2紫色7x100000000.1灰色8x100000000/白色9x1000000000/
電容:瓷片電容1p:1個2p:2個5p:2個15p:1個30p:2個47p:1個120p:1個102:2個103:4個223:1個473:1個104:6個
電解電容:47uf:2個10uf:3個47uf:1個220uf:2個
電容的識別和檢測:、電容在電路中一般用c加數字表示(如c13表示編號為13的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。
電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,它與交流信號的頻率和電容量有關。
容抗xc=1/2fc(f表示交流信號的頻率,c表示電容容量)
電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、鉭電容和滌綸電容等。
2、識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同,分直標法、色標法和數標法3種。電容的基本單位用法拉(f)表示,其它單位還有:毫法(mf)、微法(uf)、納法(nf)、皮法(pf)。
其中:1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法
容量大的電容其容量值在電容上直接標明,如10uf/16v
容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示
字母表示法:1m=1000uf1p2=1.2pf1n=1000pf
數字表示法:一般用三位數字表示容量大小,前兩位表示有效數字,第三位數字是倍率。
如:102表示10102pf=1000pf224表示22104pf=0.22uf
二極管:in4001:1個
二極管的識別與檢測方法:二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。識別方法:二極管的識別很簡單,小功率二極管的n極(負極),在二極管外表大多采用一種色圈標出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示p極(正極)或n極(負極),也有采用符號標志為p、n來確定二極管極性的測試注意事項:用數字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。
三極管:9018h:1個9014c:1個
三極管的識別與檢測方法:三極管有三只引腳,?已知型號和管腳排列的三極管,可按下述方法來判斷其性能好壞
(a)?測量極間電阻。將萬用表置于r100或r1k擋,按照紅、黑表筆的六種不同接法進行測試。其中,發射結和集電結的正向電阻值比較低,其他四種接法測得的電阻值都很高,約為幾百千歐至無窮大。但不管是低阻還是高阻,硅材料三極管的極間電阻要痹穢材料三極管的極間電阻大得多。b?檢測判別電極
(a)?判定基極。用萬用表r100或r1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極,而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時,則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時,要注意萬用表表筆的極性,如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時,測得的阻值都較小,則可判定被測三極管為pnp型管;如果黑表筆接的是基極b,紅表筆分別接觸其他兩極時,測得的阻值較小,則被測三極管為npn型管。
(b)?判定集電極c和發射極e。(以pnp為例)將萬用表置于r100或r1k擋,紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時,所測得的兩個電阻值會是一個大一些,一個小一些。在阻值小的一次測量中,黑表筆所接管腳為集電極;在阻值較大的一次測量中,黑表筆所接管腳為發射極。
其他所用元器件有:空心線圈跨接線絕緣導線若干
四、工作原理與內容
工作原理
1無線電廣播基礎:
廣播電臺播出節目是首先把聲音通過話筒轉換成音頻電信號,經放大后被高頻信號(載波)調制,這時高頻載波信號的某一參量隨著音頻信號作相應的變化,使我們要傳送的音頻信號包含在高頻載波信號之內,高頻信號再經放大,然后高頻電流流過天線時,形成無線電波向外發射,無線電波傳播速度為3108m/s,這種無線電波被收音機天線接收,然后經過放大、解調,還原為音頻電信號,送入喇叭音圈中,引起紙盆相應的振動,就可以還原聲音,即是聲電轉換傳送電聲轉換的過程。中波的頻率(高頻載波頻率)規定為5251605khz(千周)。短波的頻率范圍為350018000khz
2無線電廣播發射和接收過程:
廣播節目的發送是在廣播電臺進行。廣播節目的聲波,經過電聲器件轉換成聲頻電信號,并由聲頻放大器放大,振蕩器產生高頻等幅振蕩信號調制器使高頻等幅振蕩信號被聲頻信號所調制;已調制的高頻振蕩信號經放大后送入發射夭線,轉換成無線電波輻射出去。無線電廣播的接收是由收音機實現的。收音機的接收夭線收到空中的電波;調諧電路選中所需頻率的信號;檢波器將高頻信號還原成聲頻信號(即解調);解調后得到的聲頻信號再經過放大獲得足夠的推動功率;最后經過電聲轉換還原出廣播內容。
3收音機調頻制與調幅制工作原理及過程
調幅收音機:用來接收調幅制廣播節目。其解調過程是用檢波器對己調幅高頻信號進行解調,電路結構如圖所示。調幅收音機一般工作在中波、短波或長波波段
調頻收音機:用來接收調頻制廣播節目。其解調過程是用鑒頻器對己調頻高頻信號進行解調。調頻信號在傳輸過程中,由于各種干擾,使振幅產生起伏,為了消除干擾的影響,在鑒頻器前,常用限幅器進行限幅,使調頻信號恢復成等幅狀態,電路結構見圖。調頻收音機一般工作在超短波波段,其抗干擾能力強、噪聲小、音頻頻帶寬,音質比調幅收音機好。高保真收音機和立體聲收音機都是調頻收音機。調頻波段都在超高頻(vhf)波段,國際上規定為87~108b
4edt2901收音機電路原理
am`fm轉換開關由q2`q3`r5~r8`c7組成的調頻調幅轉換電路,電源開關sw3轉換至on狀態接通電源后,q2導通,q3截止,a/f端口輸出高電平,連接到主板a/f端口,一路經r107到u1的15腳,15腳高電平1c內部自動切換為調頻波段。
從拉桿天線接收到的調頻高頻信號經c101到q101放大后由c104`l101`c106等元件組成的帶通濾波器,選出fm的調頻信號送至u1的12腳,u1的12腳的調頻信號由內部選頻放大器以及外圍的pvc`c109`l103組成選頻回路選頻放大,由pvc`c110`l104等組成的本振電路,本振信號從7腳輸入,與調頻選頻信號一起送到u1內部混頻電路混頻得出10.7mhz的調頻中頻信號從14腳輸出。10.7mhz的中頻信號經r109送到cf2陶瓷濾波器,濾除10.7mhz寬帶以外大部分的雜波后,10.7nhz的中頻信號從u1的17腳輸入1c內部中頻放大`鑒頻(cf3決定鑒頻曲線)。鑒頻后的音頻信號從u1的23腳輸出。調頻本振另一路信號經c111耦合送到顯示驅動sc3610第35腳輸入1c內部驚醒分頻處理后的頻率數字準確顯示在屏幕上。
按動sw7,q2截止q3導通u1第15腳為低電平u1內部自動切換為調幅波段,將中波`短波轉換開關至于mw時,此時磁棒天線感應到的高頻調幅中波信號經pvc選頻,由波段開關sw1轉換送入u1的10腳。中波波段本振電路由t101`pvc等元件組成,u1的5腳的本振信號與10腳的選頻信號同時加到內部混頻器,混頻得出455khz調幅中頻信號,455khz中頻信號從14腳輸出。推動中短波開關選擇短波1~8波段,從拉桿天線接收到的短波高頻信號經c101到q101放大經c102耦合到中短波開關sw1波段開關轉換從u1第10腳輸入。短波1~8的短振回路由t102`t103`pvc`c112`c113等元件組成。本振信號經波段開關sw1轉換從5腳輸入,與10腳的短波高頻信號一起送到混頻器混頻得出455khz的中頻信號從4腳輸出。14腳輸出的調幅中頻信號經r106`t104`cf1選頻,濾除455khz寬帶以外大部分雜波后,送至u1的16腳輸入,中頻信號在1c內部進行放大`檢波,檢波后的音頻信號由23腳輸出。調幅另一本振信號經c114送至顯示驅動sc3610第33腳輸入其內部進行處理,處理后的頻率數字準確顯示在屏幕上。
u1的23腳輸出的音頻信號經c123耦合從24腳輸入,w1是電子音量控制電位器,控制u1第4腳的電平來控制音量。u1的23腳輸出的音頻信號經c123送至u1的24腳如1c內部功率放大器放大,放大后的音頻信號從27腳輸出推動揚聲器或者耳機。
時鐘控制、驅動顯示電路,由液晶顯示器(lcd)、sc3610、x1、c1~c6、r1~r5`sw1~sw8`q1等元件構成,sc3610的1~16腳為顯示驅動輸出,17、18腳為振蕩輸入、輸出,23、24腳調節時間控制,26腳是時鐘、頻率模式轉換,27腳為定時開關輸出,32腳am/fm選擇控制,33腳為amrf輸入,35腳為fmrf輸入,36腳接正電源。
五、調試
fm波段提示:第一步、調接收頻率范圍,接上電源輕按fm鍵,工作在fm狀態,將四聯可變電容調到最低端,顯示屏顯示fm頻率,用起子調整l104振蕩線圈使數字顯示59mhz左右,將四聯可變電容調至頻率顯示最高端,用起子調可變電容頂上振蕩聯微調電容f/o使顯示屏上的數字顯示在108.5mhz左右,反復上述調整使fm頻率在59~108.5mhz范圍內。第二步、調整靈敏度,將四聯電容調到70mhz左右收到一個電臺調整l103使喇叭輸出聲最大,再將四聯可變電容調到顯示106mhz左右收到一個電臺,調整四聯可變電容另一微調電容f/a使喇叭輸出最大聲。反復以上調整使靈敏度達到最佳效果,用蠟將線圈封固。
中波短的調整:第一步、調接收頻率范圍,接上電源輕按am鍵,工作在am狀態,將am波段開關推至mw位置轉動四聯可變電容調到最低端,顯示屏顯示am頻率,用起子調整t101中波振蕩使數字顯示在515khz左右,將四聯可變電容調至頻率顯示最高端,用起子調可變電容頂上振蕩聯微調電容a/o使顯示屏上的數字顯示在1630khz左右,反復上述調整mw頻率仔15~1630khz范圍內,第二步、調整靈敏度,將四聯可變電容調到600mhz左右收到一個電臺調整磁棒線圈位置使喇叭輸出聲最大,再將四聯可變電容調到顯示1400mhz左右收到一個電臺,調整四聯可變電容mw另一微調電容a/a使喇叭輸出聲最大。反復以上調整是靈敏度達到最佳。用蠟將線圈封固。
短波段的調整:短波段的調整比較簡單,短波用了一級高頻放大電路不用調整靈敏度,只要調整頻率就ok了。頻率的調整也很簡單,要先調好中波再將波段開關推至sw1,四聯可變電容調到最低端調t102短波振蕩頻率顯示在3.8mhz左右,短波1~5自動同步,再將開關推至sw8位置,調整t103短波振蕩使頻率顯在17.9mhz左右,短波6~8自動同步。
amif中周t104的調整:找出一個信號比較強的短波電臺,調t104使喇叭輸出聲音最大最清晰為止。
六、
此次在為期一周的電子工藝實習中,收獲挺多。如果說我們以前學的都是一些理論知識,那么此次實習讓我們經歷了一次真正的實踐。從最簡單的電阻電容的識別,以及各種電子元器件的識別、使用及其檢測,到電烙鐵的正確使用以及正確焊接,pcb板的布局及其制作了解。都是我們感到一種新鮮感,一種強烈的求知欲在我們胸中升起。
關鍵詞 塑料焊接;加工辦法;應用介紹;超聲波焊接
中圖分類號 TG4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)112-0110-02
塑料作為現代化工藝的材料,應用到從日常生活用品到高科技或者軍事的生產生活領域中。而塑料實現其自身價值的方法則是通過將材料制成各種工業制品來完成,因此對于塑料來說對其進行工藝加工成型對其價值的體現具有重大意義。由于在塑料加工的過程中,受到一定客觀因素的影響,很多結構復雜的塑料不能一次成型。利用焊接加工的方法則可以有效的解決這個難題,將多個零部件有效的連接起來。完成整個塑料零件的制作。當下,焊接的辦法也很多,本文主要針對常規的焊接辦法進行詳細介紹和分析。
1 超聲波焊接
超聲波焊接,顧名思義是利用超聲波原理,對塑料進行焊接的一種焊接辦法。它主要是通過焊接物垂直振動產生熱能,并軟化塑料的內部結構而產生粘性而完成焊接工作。這種焊接辦法的優勢就在于,焊接質地均勻牢靠、焊接效果美觀、強度大不易變形。在進行超聲波焊接時,由于塑料的材質不同,因此在焊接的過程中由于其化學性能和物理性能的不同,所焊接出來的效果并非處于完美狀態。此種焊接辦法主要適用于汽車行業中。
2 激光焊接
激光焊接辦法是在傳統焊接辦法的基礎上衍生而來的新的焊接辦法,他主要是通過零件互相接觸,激光束透過材料表面,吸收零件的熱量并熔化,最終使兩個零件緊密相互連接。這種焊接辦法成為現代工業中常用普遍的焊接辦法,它的優勢在于,焊接縫在精度上極為精確、焊接效率高、產生雜質少、容易控制、延伸范圍廣等。這種焊接辦法適用于醫療器械、汽車、包裝行業等社會工業領域中。
3 熱板焊接
熱板焊接是指通過利用外在條件,加熱兩個塑料焊接體的焊接面,使其達到熔點,軟化后,將兩個塑料體融合在一起的焊接辦法。這是在焊接辦法中最為常規和簡便的焊接辦法。但是這個辦法在操作時候受到一定限制,因為它主要適應于同類性能塑料的焊接。對于不同種熱性能塑料的焊接,運用此種辦法不易控制,造成了一定的加工難度。它的優勢在于,制作工藝簡單、操作簡便、焊接成本低、對同類塑料的焊接易控制等。這種焊接辦法主要適用于家電、汽車、塑料包裝制品等方面。尤其在蓄電池和汽車內飾燈方面的應用極為廣泛。
4 摩擦焊接
摩擦焊接的完成主要是通過兩個焊接物體,通過摩擦產生熱,達到熔點后,并在冷卻后,二者形成有效結合的統一體。此種焊接辦法在焊接的過程中應注意,兩個塑料抵緊的壓力不要過大,摩擦時間不宜過長。否則會產生熔融塑材外溢等現象。這種焊接辦法的優勢在于焊接效果好、質量高、接縫密集、操作設備簡單、易操作、適用范圍廣、易控制等。它的適用范圍主要集中在汽車半軸、氣門、連身齒輪、安全氣囊、前懸架等方面。目前這種生產工藝廣泛的應用于國外的汽車生產行業中,國內少有涉及,依然以傳統的焊接工藝為主。
5 振動焊接
振動焊接也是在摩擦生熱的原理的基礎上來完成焊接的,但是它區別與摩擦焊接的是:它的摩擦是在物體的表面通過直線運動來完成的,而區別與超聲波焊接的是振動頻率較低。它是兩個塑件在線性直線運動產生振動,這種焊接辦法主要廣泛適用于體積較大,結構較為復雜的焊接生產工藝中。振動焊接幾乎適用于所有熱性塑料的焊接。這種焊接辦法可以廣泛的應用于汽車、塑膠、以及管路等生產行業中。
6 高頻焊接
塑料的高頻焊接主要是根據高頻電場作用的原理進行的。它主要是通過在高頻電場的作用下高聚物的極性分子產生強烈震蕩,這使得分子間不斷摩擦生熱,并形成熔融狀態。促使兩個塑體間產生粘性而連接到一起。這種焊接辦法的優勢在于它的性能良好靈活、焊接時定位準確、操作使用簡便、適用于較小零部件的加工等。目前它主要的適用范圍是皮具、手表、帳篷、熱水袋、帳篷、輸液袋、帳篷、體育用品以及文具等。
7熱風焊接
熱風焊接是通過對焊接面與焊接條的抬升接觸來完成焊接的,它的原理是在利用熱氣流提成并與母體相互融合。此種焊接辦法在焊接的過程中焊接質量的高低不僅僅取決于焊槍的位置和運動,還取決于焊接的材質、焊條尺寸和截面形式等。這種焊接辦法的優勢就在于焊接設備簡單、成本低、主要適用于大型復雜焊接物體上。但是它的缺點就在于不易控制,操作周期過長等。這種焊接辦法主要適用于大批量生產加工行業。
8 感應焊接
感應焊接不同于其他的焊接辦法,它與其他焊接辦法具有本質上的區別。它是通過在被粘合的塑體表面間放入金屬嵌件來完成的,并施加一定壓力使它們粘合在一起。隨后將其置放在高頻磁場內,使其受到熱傳感效應而熔融并結合,最后通過冷卻成型來完成焊接。在焊接的過程中物體的推向力與升溫速度成正比。感應焊接的優勢在于形勢多樣化,效率高、時間短、它的缺點在于焊接強度低于其他的焊接辦法,并在此焊接過程中,對于焊接設備的投資過大。它適用的范圍是熱性塑料。
9 結論
通過對以上各種塑料加工辦法的介紹和分析,可以看出每種方法都是利弊共存。并不是每種方法都適用于同一個塑體,這就要根據具體需要和具體材質來進行分析和采用。塑料焊接的應用正朝著社會化的方向發展,它是每個行業的需要。它發展的過程也是由傳統單一的焊接辦法,發展成具有多樣性、便利性的焊接辦法。它的發展趨勢逐漸向自動化、機械化方向發展。對于各種塑料的焊接技術而言,焊接成本是它們的決定因素。批量的大小對每個零件生產成本的影響不同,這就意味著批量的大小可以直接影響零件的生產成本。焊接技術的不斷完善和工藝水平的不斷提高,已經形成一種新型的加工產業,不斷的為人民和社會服務。
參考文獻
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【關鍵詞】感應加熱;整流;斬波;逆變
高頻電源及感應加熱技術目前對金屬材料加熱效率最高、速度最快,且低耗環保。它已經廣泛應用于各行各業對金屬材料的熱加工、熱處理、熱裝配及焊接、熔煉等工藝中[1]。它不但可以對工件整體加熱,還能對工件局部的針對性加熱;可實現工件的深層透熱,也可只對其表面、表層集中加熱;不但可對金屬材料直接加熱,也可對非金屬材料進行間接式加熱。因此,感應加熱技術必將在各行各業中應用越來越廣泛[2]。本文采用先進的數字信號處理器TMS320LF2407A作為控制器,設計一套基于DSP的全數字控制的感應加熱電源的硬件設計及實驗數據。
一、系統總體結構
本文設計的高頻感應加熱電源系統框圖,以TMS320LF2407A作為主控制芯片對系統進行設計。整流電路采用三相全橋不控整流電路,利用Buck變換器設計直流斬波調壓電路,逆變電路為單相全橋逆變電路,感應裝置包括逆變高頻變壓器、諧振電容和感應線圈。直流電壓電流采樣調理電路將直流母線電壓和電流轉換后送入DSP的AD模塊進行功率閉環控制;負載電壓電流采樣調理電路將負載電壓電流轉換后送入DSP的捕獲模塊進行頻率跟蹤控制;驅動電路將DSP的控制脈沖隔離放大后,控制逆變電路的功率開關器件;故障檢測為系統提供保護措施,故障綜合將所有的系統故障綜合后向DSP系統發出故障中斷請求,并封鎖觸發脈沖;鍵盤和液晶顯示屏通過DSP的I/O實現人機交互界面;DSP通過串口與上位PC實現通訊,進行信息的相互傳輸。
二、主電路參數設計與器件選擇
1.整流部分參數設計
(1)整流橋的選擇
根據三相整流橋的計算并考慮一定裕量和電網電壓的峰值及電壓擾動等偶然因素會產生浪涌電壓,選取耐壓值為1200V,額定電流為100A的日本三社公司的整流二極管模塊DF100AA120。
(2)濾波器的選擇
1)濾波電容C1的設計
為了保證給斬波器提供較平穩的直流電壓,在整流橋后加了濾波電容C1,同時此電容還起濾波的作用。為了濾掉高頻分量,在此電容的兩端還并聯了小的高頻電容Ch。整流輸出電壓的基波頻率為300Hz,濾波電路的時間常數,即電容與整流橋的負載等效電阻Rd之積應為紋波的基波周期。
電容器的耐壓必須高于,取C1=1000uF,采用2只型號等級為2200uF/450V的電容串聯而成。
2)高頻濾波電容器的設計
由于串聯諧振式逆變器的直流電源回路還必須流過無功電流,該無功電流隨逆變器的輸出功率因數減小而增大,而電解電容C1不能流通高頻無功電流,否則會發熱損壞。因此,需并接高頻濾波電容器Ch,以代替C1流通無功電流[4]。
Ch值一般難于用計算方法確定,都是根據實驗選定,在額定工作狀態下,逆變器的輸出電壓方波頂部不出現高次諧波和C1不發熱,便被認為Ch選得合適。一般原則是電源容量大,選大值;工作頻率高,選小值。高頻電容根據經驗可選擇/1000V的無感電容。
2.斬波部分參數設計
(1)開關器件及續流二極管DF1的選擇
續流二極管DF1流過的最大電流為Iomax=113.6A,所承受的最大反向電壓為2Ud=1029.6V。計入一定的裕量,可選用SKKE380型二極管。
(2)輸出側濾波參數設計
斬波電路輸出采用LC濾波,根據斬波電路滿足連續導電模式的條件,
取,為保證耐壓容量,采用4只型號等級為220uF/450V的電容,先兩兩串聯,再將兩組并聯。
參考文獻
[1]約翰·戴維斯等.感應加熱手冊[M].北京:國防工業出版社,1985:5—20.
[2]李愛文,張承慧.現代逆變技術及其應用[M].北京:科學出版社,2000.
[3]張素榮.基于DSP的高頻感應加熱電源控制系統的研究[D]:[碩士學位論文].西安:西安理工大學,2004,3.
【關鍵詞】PCB;布局
0.引言
所謂布局就是把電路圖上所有的元器件都合理地安排到有限面積的PCB上。
在設計中,布局是一個重要的環節。布局結果的好壞將直接影響布線的效果,因此,合理巧妙的布局是PCB設計成功的第一步。
1.元器件布局前的準備工作
1.1制作物理邊框
封閉的物理邊框對以后的元器件布局、走線來說是個基本平臺,也對布局起著約束作用,否則,從原理圖過來的元器件會不知所措的。需要注意的是,邊框尺寸一定要精確,不然以后出現安裝問題就麻煩了。
1.2元器件和網絡表的導入
把元器件和由原理圖生成的網絡表導入畫好的邊框中,這步很簡單,但是往往會出現問題,一定要細心地按提示的錯誤逐個解決,否則后面要費更大的力氣。這里的問題一般來說有以下一些:
元器件的封裝形式找不到,元器件網絡問題,有未使用的元器件或管腳等,對照提示,這些問題可以很快搞定的。
1.3把電路按功能分模塊,弄清信號流向等
要清楚元器件的物理性狀、大小參數。
2.元器件的布局原則
2.1特殊元器件的布局原則
(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元器件應盡量遠離。
(2)某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。
(3)重量超過15g的元器件,應當用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱問題。熱敏元器件應遠離發熱元器件。
(4)對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元器件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節,應放在印制板上方便于調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在的機箱面板上的位置相適應。
(5)應留出PCB定位孔及固定支架所占用的位置。
2.2普通元器件的布局原則
(1)按照電路的流程安排各個電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的流向。
(2)以每個功能電路的核心元器件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
(3)在高頻下工作的的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產。
(4)位于電路板邊緣部分的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200×150mm時,應考慮電路板所受的機械強度。
3.元器件的布局和注意事項
3.1元器件的布局
(1)元器件布局應考慮使安裝結構緊湊、重量分布均衡、排列有序、層次分明,便于查找和維修。所有這些都應有利于結構設計,便于裝配和調試。
(2)在元器件的排放過程中,按照“先大后小,先難后易”的順序,即重要的單元電路、核心元器件應當優先放置。同時,相同結構電路部分,盡可能采用“對稱式”標準布局。
(3)使用同一種電源的元器件盡量放在一起,以便于將來的電源分隔。同類型插裝元器件和有極性分立元器件要盡量保持方向一致,便于生產和檢驗。開關、按鈕、旋鈕等操作件,以及結構件等,必須被安排在指定的位置上。
(4)發熱元器要均勻分布,以利于單板和整機的散熱,除溫度檢測元器件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。
3.2注意事項
(1)數字電路和模擬電路要分開,最好是用地隔開。
(2)數字信號和模擬信號分開;高頻信號和低頻信號分開;高電壓、大電流信號和小電流,低電壓的弱信號完全分開。
(3)總的連線要盡可能短,關鍵信號線最短。
(4)定位孔、標準孔等非安裝孔周圍1.27mm內不得貼裝元器件。
(5)電源插座要盡量布置在印制板的四周,電源插座與其相連的匯流條接線應布置在同側。特別應注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間,以利于這些插座、連接器的焊接及電源線纜設計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應考慮方便電源插頭的插拔。
(6)注意各級電路、元器件、導線之間的相互影響。各級電路之間應留有適當的距離,并根據元器件尺寸合理安排,要注意前一級輸出與后一級輸入的銜接,盡量將小型元器件直接跨接在電路之間,較重較大的元器件可以從電路中拉出來另行安裝,并用導線連入電路。
4.元器件布局中常用的操作技巧
4.1去耦電容的配置
配置去耦電容可以抑制因負載變化而產生的噪聲,是印制線路板的可靠性設計的一種常規做法,配置原則如下:
(1)電源輸入端跨接10μF~100μF的電解電容。
(2)每個集成電路芯片的電源引腳上都應布置一個0.01μF的陶瓷貼片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片電源引腳布置一個1~10μF的鉭電容。這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz~20MHz范圍內阻抗小于1Ω,而且漏電流很小(0.5μA以下)。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種結構在高頻時表現為電感。
(3)對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入高頻去耦電容。
(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。去耦電容值的選取并不嚴格,可按C=1/f計算:即10MHz取0.1μF。對微控制器構成的系統,取0.1μF~0.01μF之間都可以。好的高頻去耦電容可以去除高到1GHz的高頻成份。
4.2吸收電路的放置
在印制電路板中有接觸器、繼電器、按鈕等元器件時,操作它們時均會產生較大火花放電,必須采用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取1~2kΩ,C取2.2μF~4.7μF。
4.3 CMOS的輸入阻抗很高,并且容易受感應,因此在使用時對不用端要通過電阻接地或接正電源。
5.結束語
目前電子設備向小型化、微型化發展,要求結構緊湊,提高組裝密度,以縮小整機尺寸。因此在元器件布局時,應精心考慮,巧妙安排。元器件的位置安排,必須同時兼顧到布線的布通率和電氣性能的最優化,以及今后的生產工藝和造價等多方面因素。
【參考文獻】
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能夠獨立的完成簡單電子產品的裝置與焊接。熟悉電子產品的裝置工藝的生產流程,熟悉手工焊錫的常用工具的使用及其維護與修理。基本掌握手工電烙鐵的焊接技術。印制電路板設計的方法和方法,手工制作印制電板的工藝流程,能夠根據電路原理圖,元器件實物。解常用電子器件的類別、型號、規格、性能及其使用范圍,能查閱有關的電子器件圖書。能夠正確識別和選用常用的電子器件,并且能夠熟練使用普通萬用表和數字萬用表。解電子產品的焊接、調試與維修方法。通過收音機的通電監測調試,解一般電子產品的生產調試過程,初步學習調試電子產品的方法,培養檢測能力及一絲不茍的科學作風。
二、原理
天線收到電磁波信號,經過調諧器選頻后,選出要接收的電臺信號。同時,在收音機中,有一個本地振蕩器,產生一個跟接收頻率差不多的本振信號,它跟接收信號混頻,產生差頻,這個差頻就是中頻信號。中頻信號再經過中頻選頻放大,然后再檢波,就得到了原來的音頻信號。音頻信號通過功率放大之后,就可送至揚聲器發聲了。天線接收到的高頻信號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率(其頻率較外來高頻信號高一個固定中頻,我國中頻標準規定為465KHZ)一起送入變頻管內混合一一變頻,在變頻級的負載回路(選頻)產生一個新頻率即通過差頻產生的中頻,中頻只改變了載波的頻率,原來的音頻包絡線并沒有改變,中頻信號可以更好地得到放大,中頻信號經檢波并濾除高頻信號。再經低放,功率放大后,推動揚聲器發出聲音。
三、安裝調試
1.檢測
(1)通電前的預備工作。
(2)自檢,互檢,使得焊接及印制板質量達到要求,特殊注意各電阻阻值是否與圖紙相同,各三極管、二極管是否有極性焊錯,位置裝錯以及電路板銅箔線條斷線或短路,焊接時有無焊錫造成電路短路現象。
(3)接入電源前必須檢查電源有無輸出電壓(3V)和引出線正負極是否準確。
初測。
(4)接入電源(注意+、-極性),將頻率盤撥到530KHZ無臺區,在收音機開關不打開的情況下首先測量整機靜態工作總電流。然后將收音機開關打開,分別測量三極管T1~T6的E、B、C三個電極對地的電壓值(即靜態工作點),將測量結果填到實習報告中。測量時注意防止表筆將要測量的點與其相鄰點短接。
2、調試
經過通電檢查并正常發聲后,可進行調試工作。
(1)調中頻頻率(俗稱調中周)
目的:將中周的諧振頻率都調整到固定的中頻頻率“465KHZ”這一點上。
a.將信號發生器(XGD-A)的頻率選擇在MW(中波)位置,頻率指針放在465KHZ位置上。
b.打開收音機開關,頻率盤放在最低位置(530KHZ),將收音機靠近信號發生器。
c.用改錐按順序微微調整T4、T3,使收音機信號最強,這樣反復調T4、T3(2~3次),使信號最強,使揚聲器發出的聲音(1KHZ)達到最響為止(此時可把音量調到最小),后面兩項調整同樣可使用此法。
(2)調整頻率范圍(通常叫調頻率復蓋或對刻度)
目的:使雙聯電容全部旋入到全部旋出,所接收的頻率范圍恰好是整個中波波段,即525KHZ~1605KHZ。
a.低端調整:信號發生器調至525KHZ,收音機調至530KHZ位置上,此時調整T2使收音機信號聲出現并最強。
b.高端調整:再將信號發生器調到1600KHZ,收音機調到高端1600KHZ,調C1b使信號聲出現并最強。c.反復上述a、b二項調整2~3次,使信號最強。(3)統調(調敏捷度,跟蹤調整)目的:使本機振蕩頻率始終比輸入回...。
(3)統調(調敏捷度,跟蹤調整)
目的:使本機振蕩頻率始終比輸入回路的諧振頻率高出一個固定的中頻頻率“465KHZ”。
方法:低端:信號發生器調至600KHZ,收音機低端調至600KHZ,調整線圈T1在磁棒上的位置使信號最強,(一般線圈位置應靠近磁棒的右端)。
高端:信號發生器調至1500KHZ,收音機高端調至1500KHZ,調C1a’,使高端信號最強。
在高低端反復調2~3次,調完后即可用蠟將線圈固定在磁棒上。
四、總結
問題分析:在電焊收音機得時候,焊接最需要注意得是焊接得溫度和時間,焊接時要使電烙鐵得溫度高與焊錫,可是不能太高,以烙鐵接頭得松香剛剛冒煙為好,焊接得時間不能太短,因為那樣焊點得溫度太低,焊點融化不充分,焊點粗糙容易造成虛焊,而焊接時間長,焊錫容易流淌,使元件過熱,容易損壞,還容易將印刷電路板燙壞,或者造成焊接短路現象.
焊接順序:
一、焊接中周,為了使印刷電路板保持平衡,我門需要先焊兩個對角得中周,再焊接之前—定要辨認好中周得顏色,以免焊錯,千萬不能一下子將三個中周全部焊再上面,這樣以后得小元件就不好按裝
二、焊接電阻,測好電阻的阻值然后別在紙上,我門要按R1——R8的順序焊接,以免漏掉電阻,焊接完電阻之后我門需要用萬用表檢驗一下各電阻是否還和以前得值是一樣(檢驗是否有虛焊)。
三、焊接電容,先焊接瓷介電容,要注意上面得讀數,緊接這就是焊電解電容了,特別要注意長腳是"+"極,短腳是"—"極。
四、焊接二極管,紅端為"+",黑端為"—"。
五、焊接三極管,—定要認清"e","b","c"三管腳(注意:[V1,V二,V三,V四]和[V五,V六]按放大倍數從大到小得順序焊接)。
六、剩下得中周和變壓器及開關都能夠焊了。
七、最需要細心得就是焊接天線線圈了,用四根線一定要按照電路圖準確無誤得焊接好。
八焊接印刷電路板上""狀得間斷部分,我門需要用焊錫把他門連接起來。
九、焊接喇叭和電池座.
關鍵詞:斜拉橋;索塔錨固區;橋梁施工
中圖分類號:U441
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2012)23-0095-03
1 工程概況
武漢二七長江大橋主橋為三塔雙索面結合梁斜拉橋,主橋橋跨布置為(90+160+616+616+160+90)m。武漢二七長江大橋主橋總體立面布置見圖1。該橋4號墩橋塔為三塔斜拉橋的中塔,采用“花瓶形”混凝土結構,承臺以上塔高209m。中塔柱+126.274m標高處開始至上塔柱頂,布置有斜拉索錨固區預應力(采用3566束φ32mm精軋螺紋粗鋼筋),成環向布置。
圖1 武漢二七長江大橋主橋總體立面布置
2 索塔錨固區施工工藝
在總結武漢天興洲公鐵兩用長江大橋施工經驗的同時,結合該橋上塔柱錨固區的結構特點,該橋索導管與預應力筋提前固定于勁性骨架后一起吊裝,吊裝后對索導管進行精確定位施工。本文主要介紹索導管定位、環向預應力施工技術。
3 索導管定位施工技術
3.1 索導管粗定位
索導管定位即在骨架安裝前,已在預拼場將索導管安裝在勁性骨架上,索導管定位架、定位架橫梁等已預先焊接在勁性骨架上,利用塔吊將勁性骨架整體吊裝就位。
具體技術步驟包括:
索導管定位構件準備:在索導管定位時,需測量出索導管中軸線上(截面圓心)的坐標。圓套管標志件可標示出索導管截面圓心。
索導管粗定位于勁性骨架:索導管在勁性骨架安裝前,已于預拼場地安置在勁性骨架上,索導管定位架、定位架橫梁等已預先焊接在勁性骨架上,勁性骨架安裝時整體吊裝就位。
在勁性骨架上放樣索導管定位特征點及建立測量平臺:在勁性骨架安裝調整工作完成后,由岸上控制點測量出索導管兩側、上下定位架的標高,根據實測定位架標高,計算出索導管中軸線通過該標高處的縱橫向坐標值。據此在定位架上測放出索導管定位點和該點與索導管中軸線的偏移值。以便于索導管定位調節螺栓、定位架橫梁、索導管出塔點限位擋塊等裝置的焊接安裝。在勁性骨架上建立測量平臺,在保證安全、穩固的前提下,應滿足觀測順橋向兩側索導管及索導管上下端視線通視、可視(全站儀高度角的限制)的要求。測量平臺至少建立兩個,順橋向兩側各一個。勁性骨架上建立測量平臺如圖2所示。
索導管粗定位:定位調節裝置焊接完成后,根據定位點和其偏移值調節索導管位置,將索導管調節就位完成粗定位。索導管粗定位如圖3所示。
圖2 勁性骨架上建立
測量平臺 圖3 索導管粗定位
3.2 索導管精定位
索導管精定位的關鍵技術是采用圓套管標志件標出錨墊板(管頂)中心和管口中心(不要求精確在索導管中軸線出塔點截面處),也就是索導管中軸線上(截面圓心)的坐標。由測量平臺上的全站儀直接測量其圓心坐標。根據實測標高計算與之對應的縱橫坐標X、Y和其與實測偏差值,對索導管位置進行調整。
具體技術步驟包括:
索導管與勁性骨架一同安裝完畢后,在測量平臺上安置儀器,相互后視定向。測量并調整索導管管尖標高、測量并調整索導管出塔點處的管面與模板面(即砼面)平齊。索導管底口定位如圖4所示:
圖4 定位索導管底口 圖5 定位索導管頂口
采用圓套管標志件標出錨墊板(管頂)中心和管口中心(不要求精確在索導管中軸線出塔點截面處)。由測量平臺上的全站儀直接測量其圓心坐標。根據實測標高計算與之對應的縱橫坐標X、Y和其與實測坐標X、Y的偏差值。并根據計算值對索導管位置進行調整。索導管頂口定位如圖5所示。
索導管精確定位工作完成后,需由岸上控制點對索導管的位置進行直接測量,以進行必要的檢查復核。
4 環向預應力施工技術
斜拉索錨固區預應力采用3566束φ32mm精軋螺紋粗鋼筋,成環向布置,豎向間距由底部間隔1.0m一道加密至頂部0.2m一道。
具體施工技術:
預應力管道采用1.5mm厚度、內徑為φ50mm的高頻焊管。在勁性骨架安裝前,在預拼場將塔身單獨的環向預應力、高頻焊管及其定位筋安置在勁性骨架上,勁性骨架安裝時整體吊裝就位。預應力管道采用鋼筋支撐定位,定位鋼筋按照1米間距布置。預應力粗鋼筋在船上穿入高頻焊管中,并將固定端錨墊板與高頻焊管焊接以防止漏漿。
上塔柱勁性骨架共分11節,各節段在地面平臺上加工,各索導管初步定位后,臨時固定,各鞍板與定位架橫桿及導管之間亦臨時點焊,在較高支點導管底部焊接阻擋角鋼,直接抄墊掛靠在橫桿上以防滑落,待定位架安裝就位且各索導管精確定位后,再焊接牢固,以防砼澆注時導管上浮。
預應力筋施工注意事項:
錨固區預應力筋與勁性附加支架斜桿不能避開時,可將部分斜桿切除,待導管精確定位并焊接牢固后,應把切除的斜桿補上。環向預應力筋在勁性骨架地面安裝如圖6所示:
圖6 環向預應力筋在勁性骨架地面安裝圖
5 結語
索塔錨固區是斜拉橋的關鍵部位,受力十分復雜。通過對斜拉橋索塔錨固區索導管定位、環向預應力筋施工工藝的改進,為二七長江大橋高效、快速地完成上塔柱施工奠定了基礎,為此類項目施工提供行之有效地施工方法和經驗。
參考文獻
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【關鍵詞】場效應管;高頻電路;設備應用
1、場效應管在高頻電路中應用中的突出性能
1.1低噪
高頻電路中噪音會被放大,而場效應管以其低噪性能頗受關注。關于場效應管的噪音機制的研究由來已久,主要有以下幾個方面的來源: 溝道電阻產生的熱噪聲,溝道熱噪聲通過溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應噪聲,閃爍噪聲。不同的場效應管其噪音性質也有所不同,我們比較了一下共源、共柵和共漏場效應管的噪音性質,其模型如下
圖1 場效應管高頻等效電路
圖2 共柵場效應管噪聲模型
圖3 共漏場效應管噪聲模型
綜合起來主要表現為共柵最好,共源次之,共漏最差,所以場效應管在高頻電路中應用優先使用共柵作為低噪輸入級效果更好。
1.2自動增益控制特性
自動增益控制(ACG)經常應用于高頻電路,場效應管在自動增益控制電路中的應用也很重要,AGC有兩種控制方式:一種是利用增加AGC電壓的方式來減小增益的方式叫正向AGC,反之叫反向AGC .正向AGC 控制能力強,所需控制功率大,被控放大級工作點變動范圍大,放大器兩端阻抗變化也大;反向AGC所需控制功率小,控制范圍也小。利用場效應管的特性,改變其柵極的電壓,從而改變其漏極和源極之間的電阻,可以改變放大器的增益,達到自動增益控制的目的。由于原理簡單且性能優良,自動增益控制效果也比較穩定。
1.3功率增益
場效應管是一種電壓控制器件,其特性更象電子管,它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益。在高頻電路高頻晶體管有兩大類型:一類是作小信號放大的高頻小功率管,對它們的主要要求是高增益和低噪聲;另一類為高頻功率管,其在高頻工作時允許有較大管耗,且輸出功率較大,場效應管顯然能夠很好的滿足高頻電路的需要。
2、場效應管在高頻電路中的具體應用
現在越來越多的電子電路都在使用場效應管,以音響領域為例,場效應管的失真度低于晶體管且多為偶次諧波失真,聽感好,高中低頻能量分配適當,聲音有密度感,音場較穩,透明感適中,層次感、解析力和定位感均有較好表現,對音樂細節有很好表現。
場效應管的在音響領域選用應注意以下幾點。
場效應管的ID的參數按電路要求選取,能滿足功耗要求并略有余量即可,不要認為越大越好,ID越大,CGS也越大,對電路的高頻響應及失真不利,如ID為2A的管子,CGS約為80pF;ID為10A的管子,CGS約為1000pF。使用的可靠性可通過合理的散熱設計來保證。
選用VMOS管的源漏極耐壓BVDSS不要過高,能達到要求即可。因為BVDSS大的管子飽和壓降也大,會影響效率。結型場效應管則要盡可能高些,因為他們本來就不高,一般BVDSS為30~50V,BVGSS為20V。
VMOS管的BVGSS盡可能高些,因為VMOS管子柵極很容易被擊穿,儲存或操作要慎之又慎,防止帶靜電的物體接觸管腳。在儲存中要將引出腳短路,并用金屬盒屏蔽包裝,以防止外來感應電勢將柵極擊穿,尤其要注意不能將管子放入塑料盒子或塑料袋中。為了防止柵極感應擊穿,在安裝調試中要求一切儀器儀表、電烙鐵、電路板以及人體等都必須具有良好的接地效果,在管子接入電路之前,管子的全部引腳都必須保持短接狀態,焊接完畢后方可把短接材料拆除。
配對管 要求用同廠同批號的,這樣參數一致性好。盡量選用孿生配對管,使管子的夾斷電壓和跨導盡可能保持一致,使配對誤差分別小于3%和5%。
盡可能選用音響專用管,這樣更能適合音頻放大電路的要求。
在安裝場效應管時,位置要避免靠近發熱元件。為了防止管子振動,要將管子緊固起來,管腳引線在彎曲時,應當大于根部距離5mm處進行彎曲,以防止彎曲時拆斷管腳或引起漏氣而損壞管子。管子要有良好的散熱條件,必須配置足夠的散熱器,保證管子溫度不超過額定值,確保長期穩定可靠工作。
結論
通過對場效應管在高頻電路中應用的分析,本文著重介紹了場效應管的突出性能及其在生活中的高頻電路的具體應用,發現場效應管的潛力巨大,可應用面廣。希望通過本文能夠讓場效應管被人們更好的認識并運用從而使人們生活更加方便。
關鍵詞:印制電路板(PCB)焊接布線裝配
1.印制電路板
1.1 印制電路板簡介
印制電路板可實現集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣,提供所要求的電氣特性,為自動焊接提供阻焊圖形,為元件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。
12設計印制電路板的大體步驟
在設計電路板時,首先應對電子制作中的所有元件的引腳尺寸、結構封狀形式標注詳細真實的具體數字,應注意的是有時同一型號的元件會因生產廠家不同在數值及引腳排列上有所差異;其次,根據所設計的電原理圖,模擬出元件總體方框圖:最后,根據方框圖及電性要求,畫出電路板草圖。在畫各元件的詳細引腳及其在電路板上的位置時,應注意處理好元器件體積大小及相互之間的距離、周邊元件距邊緣的尺寸,輸入、輸出、接地及電源線,高頻電路、易輻射、易干擾的信號線等。
2.印制電路板設計遵循的原則
2,1 元件布局
首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,了解各個元件的屬性信息,包括電氣性能、外形尺寸、引腳距離等,再確定元件的位置。最后,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局,需要注意以下幾個方面:
1)元件排列一般按信號流向,從輸入級開始,到輸出級終止。每個單元電路相對集中,并以核心器件為中心,圍繞它進行布局。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。對于可調元件布置時,要考慮到調節方便。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。
2)對稱式的電路,如推挽功放、差分放大器、橋式電路等,應注意元件的對稱性。盡可能使分布參數一致,有鐵芯的電感線圈,應盡量相互垂直放置,且遠離,以減小相互間的耦合。
3)對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節,應放在印制板上方便于調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。
4)元件排列均勻、整齊、緊湊,密度一致,盡量做到橫平豎直,不能將元器件斜排或交叉重排。單元電路之間的引線應盡可能短,引出線數目盡可能少。
5)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。各元件外殼之間的距離,應根據它們之間的電壓來確定,不應小于0.5 mm。
2.2布線
元件布局確定后,就可開始實施布線,印制電路板布線時應注意以下幾點:
1)布線要短,尤其是晶體管的基極、高頻引線、高低電位差比較大而又相鄰的引線,要盡可能的短,間距要盡量大,拐彎要圓,輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。 2)-般公共地線布置在邊緣部位,便于將印制電路板排在機殼上。
3)印制電路板同一層上不應連接的印制導線不能交叉。印制攝導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路,通常選0.02~ 0.3mm導線寬度。
4)印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發性氣體。
2.3焊盤
焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D-般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數字電路,焊盤最小直徑可取(d+l.O)mm。
3.印制電路板的裝配
3.1 元器件引線成型
為使元件在印制電路板上排列整齊、美觀,避免虛焊,將元器件引線成型也是非常重要的一步。一般用尖嘴鉗或鑷子成型。元器件引線成型有多種,基本成型方法、打彎式成型方法,垂直插裝成型方法、集成電路成型方法等。
3.2元器件引線及導線端頭焊前處理
為保證焊接質量,元件在焊接前,必須去掉引線上的雜質,并作浸錫處理。帶絕緣層的導線按所需長度截斷導線,按導線的連接方式決定剝頭長度并剝頭,多股導線捻頭處理并上錫,這樣可保證引線介接入電路后裝接可導電良好且能承受一定拉力而不致產生斷頭。
3,3元器件的插裝方法
電阻器、電容器、半導體器件等軸向對稱元件常用臥式和立時兩種方法,采用哪種插裝方法與電路板的設計有關,看具體的要求。元件插裝到電路板上后,其引線穿過焊盤后應保留一定的長度,一般l-2mm左右,直插式的,引腳穿過焊盤后不彎曲,拆焊方便,半打彎式將引腳彎成45度,具有一定的機械強度,全打彎式,引腳彎成90度左右,具有很高的機械強度,要注意焊盤中引線彎曲的方向。
3.4元器件的焊接
在焊接電路時,將印制電路板按單元電路區分,一般從信號輸入端開始,依次焊接,先焊小元件,后焊大元件。焊接電阻時,使電阻器的高低一致,電容要注意“+”,“一”極性不能接錯,二極管的陰陽極性不能接錯,三極管在焊接時焊接的時間盡可能短,用鑷子夾住引線腳,以利散熱。集成電路線焊接對角的兩只引腳,然后再從左到右自上而下逐個焊接,焊接時,烙鐵頭一次粘錫量以能焊2-3只引腳為宜,烙鐵頭先接觸印制電路板上的銅箔,待焊錫進入集成電路引腳底部時,烙鐵頭再接觸引腳,接觸時不宜超過3S,且要使焊錫均勻包住引腳,焊后要檢查是否漏焊、碰焊、虛焊,并清理焊點處焊料。
3.5 焊接質量檢驗
1)目測檢查
從外觀上檢查焊接質量是否合格,是否漏焊,焊點周圍是否殘留焊劑,有無連焊、橋焊,焊盤有無裂紋,焊點是否光滑,有無拉尖現象等。
2)手觸檢查
用手觸摸元器件,有無松動、焊接不牢的現象,用鑷子夾住元器件引線輕輕拉動,有無松動現象,焊點在搖動時,上面的焊錫是否有脫落現象。
4.結束語
電子產品與我們的生產生活息息相關,我們在進行印制電路板的設計與制作時,上述的設計制作技巧,可使電路原理圖的設計進一步規范化,質量檢測對產品的性能、可靠性、安全性有更一步的保障。
參考文獻:
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摘要:高頻電路實驗作為一門理論與實踐緊密結合的專業基礎課程,傳統教學模式的效果很不理想。本文結合高頻電路實驗的教學現狀和自身的教學經驗,針對該課程難教難學的特點,從五個方面提出了改革方案并運用到實踐教學中,力求提高學生的學習興趣,培養學生的創新思維能力和實際應用能力,取得了教學質量提高的效果。
關鍵詞:高頻電路;教學改革;實驗;興趣
1引言
高頻電路是電子信息、通信類專業的一門實踐性極強的必修課。該課程講述了通信系統中的高頻單元電路的基本知識,以非線性分析方法為主,分析電路中輸入與輸出信號對應的關系,內容豐富,應用廣泛,為后續專業課程奠定理論和實踐基礎,在專業體系中處于承上啟下的作用。實踐教學是高等教育中的重要環節之一,而實驗教學是實踐教學的主要內容,是高校培養學生不可或缺的組成部分。電子信息與通信類都是實踐性很強的專業,高頻電路實驗作為電子信息與通信類專業的重要專業實驗課,在此類專業中的地位尤其顯得舉足輕重。設計創新能力必須同時有理論知識和實踐能力作為基礎。高頻理論課程知識僅為學好該課程提供必要的基礎,而實際線路的組成、測量方法和儀器設備的使用等技能,還必須在實踐中學習和提高。學習高頻實驗課程不僅可以提高學生對本課程中有關理論知識的理解,還可以加深對“模擬電子技術”、“電路原理”等先修理論課的理解,使學生的理論與實踐結合得更加緊密,用理論知識去分析并解決實際的工程問題,提升實際操作能力和動手能力,充分發揮學生的創新精神,增強學生的綜合素質,為將來走上社會做好充分的準備。目前,高頻電路實驗存在實驗結果不穩定、學生興趣不高、主觀能動性較差、以驗證性實驗為主、學生理論不扎實等問題,給高頻實驗教學帶來很大困難。可見,對高頻電路實驗課程進行改革是刻不容緩的。為了充分發揮高頻實踐教學環節的作用,真正提高學生做實驗的積極性,針對高頻實驗教學中出現的問題,可以從以下幾個方面進行改革。
2高頻實驗教學中的改革方法嘗試
2.1在實驗教學中引入仿真。高頻電路對儀器設備精度要求高,實驗電路容易受到外界環境的干擾和電路板布線的影響,分布電容、寄生電感、集膚效應的存在均會導致實驗結果不準確,以至于部分高頻實驗調試較難,效果不理想,導致學生信心不足,對高頻實驗產生畏難情緒,影響了學生做實驗的興趣。針對高頻實驗現象不穩定的狀況,教師可以將仿真技術引入到教學中,采用EDA(電子設計自動化)軟件對高頻電路進行仿真分析。目前常用的EDA軟件包括Protel、Orcad、Pspice、Matlab、Mutisim[1]。這些軟件通過實驗平臺的搭建和仿真,將實驗結果生動地以數值、圖像、波形等多種方式展示。教師可以根據具體的問題采用適當的仿真軟件作為輔助實驗教學的工具,在教學中形象直觀地演示實驗內容,完善實驗方法。比如,LC振蕩電路實驗,如果單用實驗電路來驗證振蕩器的起振原理,由于起振過程很短暫,通過實驗儀器很難觀察此過程。若引入仿真,學生可以清晰地體會到LC振蕩器的起振過程,從而留下深刻印象。學生回憶起起振理論,隨著輸入電壓的增加,放大器從甲類工作狀態向甲乙類、乙類或丙類過渡直到進入平衡狀態。通過實驗電路的仿真演示使抽象的高頻概念變得形象化,幫助學生深入理解理論知識。學生可以將仿真實驗和傳統實驗結合起來,在實驗前完成仿真,在實驗時候進行驗證,與仿真結果形成對比,提高做實驗的效率,增強實驗效果。把仿真引入實驗環節的另一個優點是可以利用多種多樣的虛擬儀器來彌補實驗室硬件條件的不足,某些在實驗室里不具備硬件條件的高頻實驗可以通過仿真形式進行設計實現和分析驗證,增加學生做實驗的興趣,提高分析問題和解決問題的能力,開拓創新思維。2.2增加高頻實驗的趣味性。由于每次做的實驗都是無線電收發系統中的一個單元模塊電路,如高頻小信號諧振放大器、三點式正弦波振蕩器等,學生會因為看不到整個發射機或接收機而覺得實驗課缺乏吸引力。教師在實驗教學中可以按照先整體后局部的順序去調動學生的興趣,提高教學效果[2]。為了建立無線電通信系統的整機概念,筆者在教學中進行的第一個實驗為“半雙工調頻無線對講機”。由兩個實驗箱分別充當發射機和接收機的功能,通過插入話筒,實現兩臺實驗箱人聲對講。讓學生體會到各個單元電路連接在一起后形成的通信系統的功效,對信號發射和接收的過程產生直觀感受。通過實驗演示激發學生的興趣,然后再告訴學生無線電發射機和接收機就是高頻電路這門課程的研究對象,比如調頻發射機由音源、音頻放大、調頻、上變頻、高頻功放等部分組成,調頻接收機則由高放、下變頻、中頻放大、鑒頻、音頻功放、耳機等構成,以及后續實驗課涉及到的項目都是構成無線電發射機和接收機的各個模塊電路。這種由整體到局部的思想讓學生明白學習高頻電路的用途,了解整機的組成原理,建立系統的概念。此外,還可以通過更新實驗內容的方式來提高學生的興趣,除了經典的高頻小信號調諧放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器等實驗外,加入一些與新技術相關的實驗,如正交鑒頻及鎖相鑒頻實驗,以適應現代電子技術發展。2.3提高學生的主觀能動性。高頻實驗內容都是教學大綱提前設計好的。按照傳統的實驗教學方法,先由教師給學生講解實驗原理和步驟,并當場對實驗過程做出演示,然后再由學生進行實驗操作。很多學生自主意識不強,只會模仿老師,按照實驗指導書的步驟去連接電路和調試儀器[3]。遇到問題通常不是學著自己去尋找產生問題的原因,而總是習慣請老師來幫忙,難以靠自己排除故障。這種被動的實驗方法讓學生收獲甚微,不能有效地培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。針對學生在做實驗過程中發現的問題,教師可以采用啟發式教學方式,啟發學生獨立思考并積極引導,但不代替學生進行操作。由于學生能力差異比較大,這些問題首先讓全班同學討論,學生可在課堂上積極提出自己的看法。對于一些有代表性或有爭議性的問題,由教師予以解答。實驗出現的問題解決后,再由學生獨立完成實驗。例如在做包絡檢波器實驗時,學生不理解示波器出現的梯形波形,這時可以讓大家一起討論產生這種現象的原因,并在實驗報告中闡述,教師在下一次實驗課時做出解答,讓學生深刻理解負峰切割失真。另外,學生對實驗儀器的使用有不明白的地方或者調試中出現故障,先讓他們自己看實驗指導書或者請教其他同學,力爭能夠通過自身的努力排除故障,這樣學生對實驗原理和儀器設備的使用有了進一步認識。啟發式教學可以使學生運用已有的知識和技能自覺獨立地去探索新知識并掌握新技術,充分發揮主觀能動性和創新精神,逐步培養自主分析問題和解決問題的能力。2.4加大綜合設計性實驗的比例。目前,大部分高頻實驗都是以實驗箱為基礎的驗證性實驗,教學大綱已經提前定好實驗內容,教學方法單一。學生只需要按照實驗指導書里面的給出的實驗方法和步驟操作,側重訓練調試能力。學生并不熟悉實驗箱內部電路,忘記了元器件的選擇方法,這種被動的實驗方式通常讓學生不感興趣,不能提高主動性和創造性。因此,合理調整實驗內容,加大綜合性設計性實驗所占的比例。可以由實驗教師給出設計題目、技術指標和要求,學生利用實驗室現有的硬件設備完成設計任務。根據所學的高頻理論知識,自行查閱資料,構思并設計實驗方案,推導相關參數,待電路設計完成后進行實驗數據的測試,觀察并分析實驗現象。還可以讓學生綜合運用高頻基本理論和設計方案構建無線電通信系統的發射機和接收機,把各個章節的內容聯系起來并整合在一起,完成由局部再到整體的回歸。通過開設綜合設計性實驗,不僅可以鞏固所學高頻和前修課程的理論知識,還可以學到高頻電路設計的基本知識,進而能初步調試與設計基本高頻電路,培養學生獨立思考的精神,鍛煉自學能力、動手能力和創新能力。另外,可以在實驗課程結束之后增加收音機或無線對講機的電子工藝實訓,比如我校電子信息和通信類的專業開設了一周的組裝收音機的電工實訓。通過電工實訓,練習使用烙鐵,按照圖紙焊接電路板,組裝收音機,焊接完成后進行調試。這類實訓為加深學生對高頻實驗課程的理解提供了條件。此外,還可以組織學生參加與高頻電路相關的實習、電子設計競賽和大學生創新訓練計劃等活動,增加學生的學習興趣,提高學以致用的能力。2.5加強理論與實踐的聯系。高頻理論課的內容比較抽象,數學公式多且推導過程繁瑣,電路復雜,不易理解,很多學生都對該課程有較深的畏難情緒,造成相關理論知識掌握不好。高頻實驗課以驗證性為主,由于缺乏理論基礎作指導,在做實驗時只能按照實驗指導書的步驟按部就班地連線測數據,不能深入體會實驗的本質。如果示波器上出現與常規不同的波形或測得不符合要求的數據,學生不知道從哪里入手去分析問題,到底是實驗箱元器件的問題還是自己操作不規范造成的。即使能勉強測試出數據或調試出波形,實驗數據的分析處理常常不恰當,實驗結果的總結不夠好,思考題的回答也不正確。這種理論課和實驗課的相脫節的狀況造成學生的學習興趣不高,影響教學效果。理論來自于實踐,同時又指導實踐。理論教學與實踐教學既不能分離,也不能簡單拼合,這兩者是相互獨立、又相互依存、相互促進的教學體系[4]。因此,教師要恰當處理理論教學與實踐教學的關系。一方面,理論課教師和實驗課教師應相互溝通,加強理論和實踐的聯系,改革理論課教學內容和方法,夯實理論知識教學,努力提升教學質量。另一方面,由于我校實驗課是在理論課全部結束后才開始,造成大部分同學在做實驗時已經遺忘了相應的理論知識。因此,適當調整實驗順序,和理論課保持一致。教師在每一次實驗課開始前講解相應的理論知識,在最后一次理論課和每一節實驗課快結束時簡要介紹下一個要進行的實驗的原理和內容,并利用仿真軟件給學生演示。同時要求學生預習下一次實驗,并在實驗課時上交預習報告,使學生大致了解即將做的實驗項目,克服他們的緊張和畏難情緒,增加動手操作的信心,學會用理論來分析實驗現象,也通過實驗加深對理論的理解。
3結語
本文中,筆者結合自身的教學經驗,對高頻電路實驗教學進行了研究,為教學改革提供了一定的思路。為了進一步提升高頻電路實驗的教學質量,促進實驗教學的發展,教師應在教學中不斷改革創新并總結經驗,探索本課程有效的教學模式。通過實驗教學,開拓學生的視野,激發學習興趣,提高實踐動手能力,為他們后續課程的學習和將來的工作打下堅實基礎。