描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302458951丛书名: 高等学校电子信息类创新与应用型规划教材
全书共分5章。第1章电子技术工艺基础，主要包括常用电子元器件的识别与测量、焊接技术、电子装配工艺及综合技能实训等内容。第2章电工电子电路的设计与制作，主要包括电子电路识图与分析方法、Protel DXP操作与应用、调光台灯、流水灯和八路抢答器的制作。第3章模电课程设计，主要学习音频功放电路的设计与制作。第4章数电课程设计，主要介绍怎样在QuartusⅡ软件中用VHDL语言设计数字电路。第5章高频电子线路课程设计，主要介绍FM收音机电路的设计与制作。
本书适合作为应用型高等院校电子、通信和自动化等电类专业低年级本科生的实践教材，同时可作为机械类工科各专业本科生的实践基础教材，也可作为学生电子技术课外实践、毕业设计环节的实用指导书，还可供职业教育、其他相关技术人员参考。
目录
第1章电子技术工艺基础/
1.1常用电子元器件的识别与测量/
1.1.1电阻器的识别与测量/
1.1.2电容器的识别与测量/
1.1.3电感器的识别与测量/
1.1.4二极管的识别与测量/
1.1.5晶体三极管的识别与测量/
1.1.6集成电路的识别与检测/
1.1.7其他电子元器件/
1.1.8实训1： 常用电子元器件的识别与检测/
1.2焊接技术/
1.2.1焊接工艺/
1.2.2焊接的基本知识/
1.2.3焊料与焊剂的选用/
1.2.4电烙铁的选用/
1.2.5手工焊接/
1.2.6实训2： 手工焊接技术/
1.3电子装配工艺/
1.3.1工艺文件/
1.3.2电子设备组装工艺/
1.3.3印制电路板的插装/
1.3.4连接工艺与整机总装/
1.4综合技能与实训案例/
1.4.1可调直流稳压电源的制作/
1.4.2声光控开关的制作/
1.5本章小结/
第2章电工电子电路的设计与制作/
2.1电子电路识图与分析方法/
2.1.1整机电路图和电路分析/
2.1.2方框图知识点及电路图分析/
2.1.3单元电路图和电路分析/
2.1.4印刷电路图及分析/
2.2Protel DXP操作与应用/
2.2.1原理图绘制/
2.2.2PCB文件设计/
2.3调光台灯的制作/
2.4流水灯的制作/
2.5八路抢答器的制作/
2.6本章小结/
第3章模电课程设计/
3.1课程设计任务与要求/
3.2音频功放电路的工作原理/
3.3音频功放电路各模块分析/
3.3.1前置放大级/
3.3.2音调控制电路/
3.3.3音频功率放大器/
3.4音频功放电路安装前的器件检测/
3.5安装调试/
3.5.1安装/
3.5.2调试/
3.6实验报告要求/
第4章数电课程设计/
4.1Quartus Ⅱ软件的基本操作/
4.1.1新建工程文件/
4.1.2设计文件输入/
4.1.3电路编译及下载/
4.1.4电路仿真/
4.1.5电路连线/
4.2VHDL语言入门/
4.2.1VHDL语言的程序结构/
4.2.2VHDL语言基本语句/
4.2.3VHDL 基本数据类型/
4.2.4元件例化/
4.2.5有限状态机/
4.3EDA设计实例/
4.3.1EDA设计的形式和实现方法/
4.3.2基本单元电路的设计/
4.3.3移位相加8位硬件乘法器电路设计/
4.3.4交通灯控制器的设计/
4.4EDA设计实践课题/
4.4.1扫描显示电路的设计/
4.4.2数字钟的设计/
4.4.3数字频率计的设计与分析/
4.5EDAVI实验箱简介/
4.6USB下载线驱动安装/
4.7本章小结/
第5章高频电子线路课程设计/
5.1设计任务与要求/
5.2FM收音机工作原理/
5.3FM收音机各模块分析/
5.3.1电路图/
5.3.2收音机（或接收）部分原理/
5.3.3对讲发射原理/
5.4FM收音机安装前器件检测/
5.5安装调试/
5.5.1元件的安装/
5.5.2调试/
5.6实验报告要求/
参考文献/
电工电子实践基础课程是自动化专业、通信工程专业、电子信息专业的专业基础课程，通过本课程一系列实践项目的学习，既巩固了相关理论知识、培养了学生的动手能力和综合运用能力，又培养了学生的分析问题和解决问题的能力，为学生学习专业课程与毕业实习工作奠定了坚实的基础。本教材以电工电子技术理论为依据，实践项目的设计可操作性强，内容具有基础性、广泛性和系统性，是一本集应用性、创造性及实践性于一体的实践教材。本书共分为5章。第1章电子技术工艺基础，主要包括常用电子元器件的识别与测量、焊接基本知识与手工焊接技术、电子装配工艺及综合技能实训等内容。第2章电工电子电路的设计与制作，主要包括电子电路识图与分析方法、Protel DXP操作与应用、调光台灯的设计与制作、流水灯的设计与制作、八路抢答器的设计与制作。第3章模电课程设计，主要包括课程设计任务与要求、音频功放电路的工作原理及各组成模块分析、电路的安装调试、实验报告要求。第4章数电课程设计，主要包括学习目标、QuartusⅡ软件的基本操作、VHDL语言入门、EDA设计实例、EDA设计实践课题、EDAVI实验箱简介、USB下载线驱动安装。第5章高频电子线路课程设计，主要包括课程设计任务与要求、FM收音机电路的工作原理及各组成模块分析、电路的安装调试、实验报告要求。教材建设遵循三本院校培养，应用型专业技术人才的目标，以重视学生动手实践能力培养为方向，以注重理论知识的实际应用为根本，把电工、电子技术基础所涉及的实践制作内容组织在一起，具有很好的连贯性和系统性。
教材建设中吸收国内同类教材的优点并加以消化，以达到由电路原理分析，到电路仿真设计，到PCB板的设计，再到实施制作； 由简单到复杂，由单个知识点到各知识点的整合应用，由一门课到整个电类基础知识的综合应用。本书和现有教材相比主要特色有以下几点。(1) 重系统性，符合认知规律。本教材结构严谨，章节划分合理，层次分明。对每一门实践课程单独列一章，以醒目的标题标识本章内容教学目标，按教学计划中相应理论课程接触学习的先后顺序来安排章节，体现了系统性，本书中的实践项目从简单的验证到设计仿真再到实施，循序渐进，逐步介绍电子设计制作的全过程，各章节间有递进、平行关系，符合学生的认知规律。(2) 重实用性，体现求真意识。在各课实践项目设置时，考虑了学科知识点在实际生活、学习与工作中的具体应用，以此来安排对应的项目，体现了知识来源于实践，又服务于实践的理念。使学生在学习时 “知其然”也“知其所以然”，有利于提高学生的学习兴趣，易入门，从而改进学生被动接受知识的习惯，养成主动学习的意识。(3) 重适用性，提高实践能力。本教材既适用于课时较多的自动化、通信、电子专业，也适用于少课时的机电、测控专业，在学时分配上既可每章节安排一周时间集中学习，也可安排在学期中分散课时学习。通过本教材的一系列实践项目的锻炼，可以使学生打下良好的专业基础技能与良好的动手能力。(4) 重开放性，培养学科兴趣。通过本课程一系列的实践项目的制作锻炼，为学生的课外科技立项、参加电子设计竞赛、独立的电子产品制作打开了大门。本教材可一直陪伴学生左右，作为基本工具书，提高了学生的学习兴趣与积极性。
本书由朱新芬、施竞文、黄文彪、郑利君共同编写。其中朱新芬编写了第1章并统稿，施竞文编写了第4章，黄文彪编写了第2章，郑利君编写了第3和第5章。蔡菲娜、王洁、王荃、林荣华、寿平光老师参与了内容的选择与指导工作。在编写过程中得到了我校领导、同事及兄弟院校老师的支持和帮助，在此表示由衷的感谢。本书在编写过程中，参阅了相关同类教材和资料，在此向其编者表示谢意。本书在出版过程中，得到了张聚教授和赵端阳副教授的支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。由于作者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请各位专家、同仁和读者不吝赐教。编者
2017年1月
本章学习目标 掌握通信电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 结合高频电子线路课程内容，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。 掌握基本的调频接收机电路及发射电路的设计及其原理。
5.1设计任务与要求设计一个具有对讲功能的无线调频收音机。收音机的参数： 调频波段 88~108MHz； 工作电源电压范围2.5~5V； 静态电流13.5mA； 信噪比大于80dB； 谐波失真小于0.8%； 输出功率不小于350mA。发射机工作电流为18mA,对讲距离为50~100m。5.2FM收音机工作原理具有对讲功能的调频收音机，既要具有发射功能也要具备接收功能，结合通信电路原理框图如图51所示。
图51原理框图
系统由两大部分组成。发射电路包括话筒音频放大、调制、缓冲放大、选频、发射功放等部分。接收电路包括高放、混频、中放、鉴频、低放等部分。发射时，话音经过话筒，将声音信号转换为电信号，然后经过音频放大器将其放大，再用其进行调频，使载波信号的频率按调制信号规律变化。之后已调信号经过缓冲放大器，进入选频电路，选出所需要的谐波信号。后经过高频放大器进行信号放大后由天线发射出去。接收时，由天线接收所需信号，先经过高频放大，再进行混频，产生中频信号，中频信号经过中频放大器后，送入鉴频器进行解调，解调出音频信号。音频信号经过音频功率放大器放大后，获得所需的推动功率推动扬声器发出声响。5.3FM收音机各模块分析5.3.1电路图
具有对讲功能收音机的电路如图52所示。5.3.2收音机（或接收）部分原理接收机原理如图53所示。而在电路中这部分功能主要是由芯片UTC1800(或D1800)作为收音接收专用集成电路，功放部分选用D2822。如图51所示，在接收部分，调频信号由天线接收，经C9耦合到芯片内的混频电路，IC1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐电路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容，此时，中频信号频率仍是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，次功率放大后音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器的发声。1. D1800芯片功能介绍D1800为单片FM/AM 收音机电路，FM 部分包含混频、本振中放、鉴频、静噪、低通滤波器等； AM 部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，用一块D1800电路和少数外围元件，可制作完整的收音机。该电路工作电源电压范围为2.5~5V。D1800各引脚功能如图54所示。
图53接收机原理
图54D1800各引脚功能
2. D2822芯片功能介绍D2822用于携式录音机或者收音机作音频功率放大器。主要特点： 电压降到1.8V时依旧能正常工作； 交越失真小； 静态电流小，可作桥式或立体式功放应用； 外围元件少； 通道分离度高； 开机和关机无冲击噪声； 软限幅等特点。D2822各引脚功能如图55所示。
图55D1800各引脚功能
5.3.3对讲发射原理对讲机如图52所示。变化着的声波被驻极体转化为变化着的电信号，经过R1、R2、C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极之间的结电容构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当信号变化时，相应的结电容也会有变化，这样频率就会变化，就达到调频的目的，经过VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2通过天线、C7向外发射调频信号。接收部分为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，在经过带通滤波器进入混频，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的本振信号在混频器处混频并生成中频信号。中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过一个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。5.4FM收音机安装前器件检测根据表51所列元器件清单，核对元器件数量。接下来对器件进行检测。
表51元器件清单
元件型号数量位号元件型号数量位号
集成电路CD04291IC1电阻10K1R1集成电路CD28221IC2电阻200K1R8三极管90181BG1瓷片电容30P1C1波段开关2T3P1K1瓷片电容1011C22耳机插座ST3.5mm1CK1瓷片电容1031C19电池极片AA正负1套瓷片电容1047C6、C11、C13、C17、C20、C21电位器F12N 10K1RV1瓷片电容1521C9喇叭40~16Ω32Ω2瓷片电容2211C2双联可变CBM2221CA瓷片电容2222C3、C16钢片顶带2瓷片电容2231C4顶带套管2瓷片电容4721C7四芯过线550mm1瓷片电容4732C10、C12尼龙托带2×952瓷片电容8211C8钢丝架2电解电容470μF1C5电池仓盒外壳1电解电容100μF1C15电池仓盒喇叭壳1电解电容10μF1C18电池盒盖1银白色单芯连接线1×90mm2小耳套架2弹簧天线5×2251线路板盒外壳1跳线1×30mm2用在双联附近1kΩ电阻位置线路板盒喇叭壳1螺钉镍PM2×121线路板盖无数显窗1银白色螺母镍M21海绵耳套2自攻螺钉PA2×54透视猫眼1自攻螺钉黑PM2.6×66双联拨盘有机透明1不干胶字符△KA2×64调谐拨盘1自攻螺钉黑PM2.8×84电位器拨盘1螺钉PM1.7×41线圈6T1L1PM 1.7×3 1线圈8T1L2上夹片2线圈12T1L3下夹片2电阻4.7Ω2R3、R4电路板1主板电阻100Ω2R5发光管φ51电阻150Ω1R7波段转接头1电阻1.5kΩ1R6波段拔钮1(1) 电阻的识别与测量。利用色标法或测量法对电阻进行测量，其中电位器的测量检查时要测试一下开关的通断情况及旋转时阻值的变化情况。(2) 电容器辨识。瓷片电容： 无极性，读数方法： 第1、2位为有效读数，第3位为倍数(即10n)，万用表测试好坏； 涤纶电容： 无极性，读数方法同上，万用表测试好坏； 电解电容： 有正、负极性不能接错，长脚为正，短脚为负，电容上标有容量值，可用万用表测试好坏； 双联可变电容器： 天线连、振荡连同轴相连，并且在天线连、振荡连上分别并有微调电容。(3) 线圈与变压器。天线线圈B1： 圈数多的为初级，圈数少的为次级； 振荡线圈： B2（黑色磁芯）不搞清原理不要随便旋动； 中频变压器B3（白色）和B4（绿色）均包含谐振电容，出厂时已经校正到465kHz，不要随便旋动； 输入变压器B5，蓝色。输出变压器B6，黄色，不能搞错。检查时可测量线圈通断情况和线圈电阻，输入变压器线圈电阻大，输出变压器线圈电阻小。(4) 晶体管。二极管： BG5（1N4148）用万用表测其正、反向电阻来判别好坏； 三极管： 先判别管脚的排列，找出E、B、C，再测β，看其是否有放大作用。(5) 扬声器与耳机。用万用表电阻挡碰触两接线端应通，并发出轻微声音，就算好的。
5.5安装调试5.5.1元件的安装
安装顺序一般先装低矮、耐热的元件，后装集成电路。应按以下步骤进行焊接。(1) 清查元器件的质量，并及时更换不合格的元件。(2) 确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板。(3) 将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除R12外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右、从上到下，以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接。(4) 插装。应对照电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等。(5) 焊接。各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏。(6) 焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，确认无误后方可通电。可以参照以下步骤。(1) 将电烙铁检查一下，烙铁头处理干净，必要时用锉刀锉一下，并上锡。(2) 先装双联可变电容和磁棒的塑料支架（先不装磁棒和线圈）。(3) 装带开关的电位器，注意所有焊点焊锡不能太多，焊点不能太高。(4) 装振荡线圈B2和中频变压器B3、B4。注意位置不要装错。(5) 装输入变压器B5和输出变压器B6。注意位置不要装错。(6) 装三极管BG1（3DG201带绿点），再装BG2、BG3（均为3DG201）。注意E、B、C管脚不要装错。再装二极管BG5（1N4148）。注意正、负极性不要装错。(7) 装电阻R1~R8，注意根据色标阻值不要装错，高度不超过中周。焊点焊锡不能太多，焊点不能太高。(8) 装电容C1~C11。注意容量不要装错，高度不超过中周。焊点焊锡不能太多，焊点不能太高。(9) 装上磁棒和线圈。注意线头不要焊错。(10) 装电池插片。注意先装上弹簧，焊上导线再插进去。(11) 装耳机插孔。注意先焊上导线再装到机壳上去，放上平垫片后拧上螺帽。(12) 根据接线图接线。安装时要注意发光二极管应焊在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接； 由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短； 焊接前应先将双联用螺钉上好，并剪去双联拨盘圆周内多余高出的引脚再焊接； J1可以用剪下的多余元件脚代替，J2的引线用黄色导线连接，TX的引线用略粗黄色导线连接； 插装集成电路时一定要注意方向，保证集成电路的缺口与电路板上IC符号的缺口一一对应； 耳机插座上的脚要插好，否则后盖可能会盖不紧； 按钮开关K1外壳上端的脚要焊接起来，以保证外壳与电源负极连通； 电路板上的VD是多余的，可不焊接。5.5.2调试元器件以及连接导线全部焊接完后，经过认真仔细检查后即可通电调试。注意好不要用充电电池，因为电压太低使发射距离缩短。(1) 收音（或接收）部分的调整。首先用万用表100mA电流挡（其他挡也行，只要不小于50mA即可）的正、负表笔分别跨接在地和K之间，这时的读数应在10~15mA内，这时打开电源开关K，并将音量开至，细调双联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印制电路板有没有短路或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，本机只要装配无误可实现一装响。排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个电台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机也能收到这两个电台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应增加L4的匝数，在高端收不到这个电台，说明应减少L4的匝数，直至这两个电台都能收到为止。调整时注意请用无感起子或牙签、牙刷柄（处理后）拨动L4的松紧度。当L4拨松时，这时的频率就增高，反之则降低。注意调整前请将频率指示标牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见（旋转调台拨盘）。(2) 发射（或对讲）部分的调整。首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在100MHz左右，然后将被调的发射部分的开关K1按下，并调节L1的松紧度，使标准收音机有啸叫，若没有啸叫则可将距离拉开0.2~0.5m，直到有啸叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，若有失真，则可调整标准收音机的调台旋钮，直到消除失真，还可以调整L2和L3的松紧度，使距离拉得更开、信号更稳定。若要实现对讲，请再装一台本套件并按同样的方法进行调整，对讲频率可以自己定，如88MHz、98MHz、108MHz等，这样可以实现互相保密也不致相互干扰。这样一台自己亲自动手制作的对讲机就实现了，通过本次的实践，使自己的动手能力和理论水平大大提高，它将是一个比较有乐趣的事情。根据不同的故障现象，下面介绍几种故障检修方法。1. 完全无声现象首先观察电源线是否断脱，电池是否装反，电源极板接触是否良好，外接耳机插孔的接触点是否良好，电源到印制板上的焊点是否焊好。若整机电流有几百mA，可判定故障点在R6以后，有可能是输出变压器初级线圈短路，功放管c、e间击穿，功放管管脚位置放错或功放管反馈电容击穿。若整机电流为几十mA，故障点可能是滤波电容C7击穿，低放管BG4击穿或管脚位置放错，输入变压器初级短路，或高频部分有短路。整机电流在10mA左右，说明直流电路基本正常，故障可能是由喇叭音圈断路，输出变压器次级断路等引起。以上故障点还可以通过人为加入信号的检修方法，即干扰法来逐级检查。2. 只有“沙沙”声收不到电台 这种情况说明低放部分工作基本正常，故障一般在低频耦合电容C8之前，可采用干扰法来确定故障点。先把音量电位器旋到音量位置，用手捏小螺丝刀金属部分，轻触电位器动臂（中间脚），若扬声器没有“咯咯”声，故障可能是耦合电容C8断路或C5击穿； 若发出较响亮的“咯咯”声，说明低放部分正常，故障在高频部分，从后级往前逐级检查，看能否发出“咯咯”声，哪级无声，问题就在哪级。如一直查到变频级都正常，问题可能就在天线线圈上，检查线圈的4个端子是否焊错位置、端子外面的绝缘漆是否刮净、焊接是否良好。3. 声音失真这种故障一般发生在功放级，如BG6、BG7其中一只损坏，输出变压器初级或输入变压器次级有一组断路或短路（造成信号只有半周放大、输出）。4. 收台少（灵敏度低） 有的收音机只能收到本地强台，而远地台、弱台收不到或声音很小。检修这种故障应先检查电源电压，若电源电压低，可更换新电池试听。如收音机恢复正常，说明电路无故障。如电源电压正常，可采用调试法，看看是否可将收音机灵敏度提高。5. 声音微弱收音机灵敏度正常但音量小（包括接收本地强台）。这种故障一般在检波级之后的电路。这时可采用干扰法查找故障。例如，检查喇叭发出的“咯咯”声是否小，如小应检查喇叭是否有问题。如在功放级采用干扰法检查，发出的“咯咯”声轻，可能是由输入、输出变压器初级或次级局部短路，功放管放大能力下降等因素引起的。6. 杂音这里所指的杂音，包括“汽船声”、“哨叫声”、“噪声”等。“汽船声”，就是喇叭发出与调谐无关的“卜、卜”的声音。“哨叫声”一般是自激振荡引起的，故又称自激哨叫，即喇叭发出“呼呼声”、“哧哧声”。“噪声”是指喇叭发出较响的“咝咝”声。杂声是指喇叭发出“咔啦”、“轧轧”等声音，产生这些故障的原因比较复杂，既可能是由电路元器件损坏引起的，也可能是由外界干扰引起的，还可能是由人为因素造成的。若出现“汽船声”，可检查电池电压是否太低，电源滤波电容C7是否失效。若出现“哨叫声”，可采用从前级往后级逐级将三极管基极对地瞬时短接，若哨叫消失，说明问题就在这一级，可能是电容失效、电阻短路等因素引起的。5.6实验报告要求 课题的任务和要求。 课题的不同方案设计和比较，说明所选方案的理由。 电路各部分原理分析和参数计算。 测试结果及分析。 实测各关键点的电压、电流参数，分析设计值和实测值误差的来源。 画出示波器观测到的各级输出波形，并进行分析； 若波形有失真，讨论失真产生的原因和消除的方法。 课题总结。
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