3009204020彭于航 电子工艺实习总结报告 - 图文

电子工艺实习总结报告

学 院 电子信息工程学院 专 业 电子科学与技术 课程名称 电子工艺实习 班 级 电子科学与技术1班 学 号 3009204020 姓 名 彭于航

2011年 11 月 18

日

自主实习题目、任务要求、技术指标 题目：音乐彩灯控制器 设计任务与要求： 1.设计一个音乐声响与彩灯灯光相互组合的彩灯控制电路。 2.有三路不同控制方法的彩灯，用不同颜色的LED表示。 3.第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 4.第二路按音乐大小控制彩灯，音量大时，彩灯亮度加大，反之亦然。 5.第三路按音调高低控制彩。 元器件测试 序号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名称 变压器 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 瓷片电容 瓷片电容 瓷片电容 瓷片电容 瓷片电容 电解电容 电解电容 电解电容 三极管 标称值 220V/12V 494 5K 680 10K 1K 32K 100K 16K 0.1uF 1uF 4.7uF 0.47uF 0.033uF 25V/10uF 25V/100uF 9014 实测值 12.5V 490 149K 5.1K 678 10.1K 1.02K 33K 101K 16.1K 0.1uF 1.1uF 4.68uF 0.46uF 0.032uF 序号 21 22 23 24 25 名称 555定时器 十进制计数器 运算放大器 三端稳压 小彩灯 标称值 NE555 CD4017 LM358 7812 3V/30mA 实测值 滑动变阻器 150K 25V/1000uF 整流二极管 1B4B42 设计电路的工作原理 音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而形成。音乐的大小就表现为是演唱者的声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在他达到波峰时说明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一个触发电路使他在音量大的时候就彩灯发光，音量小的时候灯灭。综合考虑：选择了NE555够成的单稳态电路，由于单稳态电路是低电平触发所以还需要一个反相放大器。 音乐的节奏往往是由乐队的鼓点来体现，实质上是具有一定时间间隔的脉冲信号。根据设计要求，彩灯要随着节奏闪亮，需要一个触发电路来检测脉冲信号并产生计数脉冲。根据要求选择了NE555构成的无稳态触发器，由于触发器的触发电压比音频信号的高就还需要一个放大电路，有触发信号后就还需要计数器和译码器来使彩灯闪亮。 音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升，所以应用滤波器滤出高频、低频。以方便驱动彩灯发光。 信号源经放大器放大后输出分别送往： （1）单稳态触发器，输出脉冲信号通过驱动电路来驱使彩灯发光； （2）多谐振荡器脉冲输出到计数器，计数脉冲通过计数和译码驱使彩灯发光； （3）送往高低通电路，取出所需要频段信号后驱动彩灯发光 电路原理图 电路印制版图 双层电路板PCB

焊装、测试分析 硬件PCB的制作： 在画好PCB图时,用复写纸将布线图复制到复铜墙铁壁板上：复制前应先用锉刀将复铜板四周边缘锉至平直整齐，而且尺寸尽量与设计图纸尺寸相符，并将复写纸裁成与复铜板一样的尺寸，为了防止在复制过程中产生图纸移动，故要求用胶纸将图纸左右两端与印刷板贴紧先用钻床将元件插孔钻好—一般插孔直径为0.9-1mm左右，可采用直径为1mm的钻头较适中,如果钻孔太大将影响焊点质量,但对于少数元件脚较粗的插孔,例如电位器脚孔,则需用直径为1.2mm以上的钻头钻孔。贴胶纸：先用刀片将封箱胶纸切成多种宽度的胶纸条后再进行贴胶，贴胶时应根据线条所通过的电流大小及线条间的间隙来适当选择线条的宽容。一般只需采用2-3种宽度即可，为了保证制作工艺水平，尽可能不要采用过宽或过窄，如需要钻孔的线条其宽度应在1.5mm以上，才不致于在钻孔时将线条钻断，贴胶时还应注意控制各相邻线条的间隙不要太小，否则容易造成线条间短接，贴胶时一定超过钻孔1mm左右，这样才能保证焊眯质量。 元件的安装： 根据原理图在印制板上进行元件的安装，一定要找准相应的元件位置再进行焊接，在焊接的时候要小心注意焊接的时间，有时候焊接时间过长会损坏元件，因此要把握焊接是的时间。在焊接的时候焊点要合适，不宜过大也不宜过小，也不要出现挂焊或虚焊。否则会造成电路故障。 电路的调试: 安装完成后，通电并加入信号。发现彩灯常亮，检修思路：检测电源是否正常，用万用表检测时发现电源电压只有8V，正常应当在12V。然后判断故障是在电源电路是在电源还是负载，断开负载发现电源恢复到12V。证明故障在负载，为了方便检修，把三个负载电路分别断开，分别通电检测。 故障1：音乐大小电路，通电检测电压时发现点要只有8V。 分析: 证明电路有轻微短路，用电阻发检测各个焊点间无短路状况，证明短路在原件，由以前的经验。电阻坏是不可能是阻值变小，只可能变大。分析电路发现只有一个三极管和一个电容，除了就是NE555有可能坏. 解决：分别取下电容和三极管检测，发现三极管的ce极的电阻为0，证明三极管坏，换上新的三极管后，电压正常，彩灯依旧常亮。 故障2：检测NE555的输出端，发现电压为7V，有电压跳变。但跳变时间很短，要仔细才能分辨。 分析：有可能使暂态时间过短，或限流电阻过大。 解决：检测2脚调谐端，电压为交流-3V,证明各端电压正常在工作。但单稳态电路暂态时间过短，导致我们不能识别。根据T=1.1RC可知增大电阻或电容都能使时间变大，所以就把电容改为0.1uF.再检测电路，正常。 设计收获、体会和建议 这次电路设计经历了一个完整的过程，从最开始的查找相关资料，构想电路框图，到最后设计各个电路模块，画出完整电路图，在Multisim 11 上面仿真实验，确实对整个设计过程有了一定了解。特别是尝试做仿真实验的过程中学会了一些MultisimD的使用技巧，收获不小。 实际电路从某种意义上来说就像是程序设计中的模块话，每个部分起到自己的作用，然后整合在一起形成一个可以被用户利用的程序。而电路设计中，例如这次的彩灯控制器亦是如此，彩灯控制器分为三路，既是音量、音调、节奏三个部分，分别用不同的电路来实现。然后坐在一张电路板上就可以用来控制输入声音的各个部分。因此要学会将设计题目分解成模块再用相应的控制电路趋势线可以使整个设计变得有条不紊。 另外，对于模电、数电知识中几个部分有了深入的认识。例如用BJT实现共基集、共射极放大电路。用计数器和译码器来实现脉冲控制的功能。通过这个设计更加深入了解他们在实际应用中的作用。 因此，多那仿真软件来做实验研究各个电路的特性有利于自己读他们掌握的更加深刻，运用的如鱼得水。 意见：实际上这次设计的电路还有相当一部分可以改进的地方。 1. 可以在音调这一路上面使用更多的带通滤波器，而不仅仅是将高频和低频部分过滤出来，而且可以根据自己的分配选出任意频带的信号，以驱动更多不同通路得灯，想必可以制造更加炫目的效果。 2. 在音乐中没中越器都有自己频率，可以通过频带选择与相应乐器控件感想适应，这样看起来就像是来自相应的才灯法出的声音，显得有动感。 3. 对于节奏部分，可以用滤波器将鼓和BASS部分的低频信号过滤出来，再将它放大，然后经过单稳态触发器将其波峰对应的部分产生高电平驱动后极电路。这样听起来就像是随着鼓的敲击而闪光，更加有节奏感。 建议:最好使用Altium Designer设计电路图，它比Protel99 功能更强大，使用更简单，也适合于win7系统，方便同学们自己回宿舍使用

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