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電子工藝理論基礎 版權信息
- ISBN:9787030729637
- 條形碼:9787030729637 ; 978-7-03-072963-7
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
電子工藝理論基礎 內容簡介
《電子工藝理論基礎》是“電子工藝實習”課程的指導書,“電子工藝實習”課程教學目標是:熟悉電子元器件的使用與基本測試、印制電路板設計與制作的要領;掌握電子產品安裝焊接的基本技能和電路調試的基本方法;使學生了解電子產品生產的基本工藝過程,培養學生的電子線路工程設計與實際操作能力,提高解決實際問題的素質,培養學生創新意識和嚴謹的工作作風。
電子工藝理論基礎 目錄
前言
第〇章 預備知識—安全用電常識 1
參考文獻 6
第1章 常用電子元器件 7
1.1 電阻 7
1.1.1 電阻及電位器的型號命名方法 8
1.1.2 固定電阻 9
1.1.3 可調電阻 16
1.1.4 敏感電阻 19
1.2 電容器 21
1.2.1 電容器的型號命名方法 21
1.2.2 固定電容器的類型 22
1.2.3 電容器標稱值及其允許誤差 25
1.2.4 額定電壓和漏電流 26
1.2.5 常用固定電容器的特性 26
1.2.6 固定電容器的標示方法 27
1.2.7 固定電容器測試 29
1.2.8 可調電容器 30
1.3 電感器和變壓器 30
1.3.1 電感器 30
1.3.2 變壓器 35
1.4 石英晶振 39
1.4.1 晶振的基本電路 39
1.4.2 常見晶振封裝 41
1.4.3 晶振型號命名方法 41
1.4.4 晶振的主要參數 42
1.4.5 晶振的性能檢測 43
1.5 半導體分立元器件 44
1.5.1 二極管 44
1.5.2 三極管 53
1.5.3 場效應管(FET) 58
1.5.4 可控硅整流器(晶閘管) 63
1.6 集成電路(IC) 69
1.6.1 集成電路的命名規則 69
1.6.2 集成電路引腳編號標準 71
1.6.3 集成電路的封裝 71
1.6.4 一些常用集成電路介紹 74
參考文獻 78
第2章 印制電路板的設計 80
2.1 印制電路板概述及電路方案實驗 80
2.1.1 印制電路板的概念 80
2.1.2 印制電路板的作用 80
2.1.3 電路方案實驗與實驗板的選擇 81
2.1.4 確定印制電路板的板層、形狀、尺寸 84
2.1.5 分析原理圖 85
2.2 印制電路板設計中的抗干擾措施 85
2.2.1 接地技術 85
2.2.2 防止電磁干擾的措施 87
2.2.3 抑制熱干擾的措施 88
2.2.4 增加機械強度 88
2.3 印制電路板圖設計 89
2.3.1 元器件布局 89
2.3.2 布線 92
2.3.3 焊盤設計 94
2.3.4 多層印制板設計 96
2.4 基于Altium Designer計算機輔助設計 98
2.4.1 概述 99
2.4.2 原理圖計算機輔助設計 104
2.4.3 印制板圖計算機輔助設計 110
參考文獻 116
第3章 印制電路板的制作 117
3.1 印制電路板的類型和特點 117
3.1.1 單面印制板、雙面印制板和多層印制板 117
3.1.2 撓性印制板和剛性印制板 118
3.2 覆銅板 119
3.3 制板關鍵工藝流程及其機理 121
3.4 印制電路板實驗室制作 130
3.4.1 制板常用方法 130
3.4.2 制板常見問題 141
3.5 工廠制造印制電路板的工藝流程 141
3.6 印制電路板生產污染分析及清潔生產 144
參考文獻 147
第4章 焊接技術 148
4.1 焊接基礎 148
4.1.1 焊接的概念 148
4.1.2 焊接的分類 148
4.2 錫焊 152
4.2.1 錫焊的概念 152
4.2.2 錫焊的機理 152
4.2.3 錫焊的工藝要素 154
4.3 焊接材料 155
4.3.1 釬料 155
4.3.2 釬劑 161
4.4 焊接工具 165
4.4.1 電烙鐵 165
4.4.2 其他常用工具 170
4.5 手工焊接工藝 171
4.5.1 THT手工焊接 172
4.5.2 SMT手工焊接 181
4.6 焊接質量要求及分析 185
4.6.1 焊接質量要求 185
4.6.2 焊點缺陷檢查 186
4.6.3 常見焊點缺陷及分析 187
4.6.4 焊點失效分析 190
4.7 表面貼裝技術 191
4.7.1 概述 191
4.7.2 SMT工藝材料 196
4.7.3 SMT工藝流程 201
4.7.4 SMT工藝技術與設備 203
參考文獻 218
第5章 調試與檢測 219
5.1 常用電子產品測試儀器 219
5.1.1 數字萬用表(臺式) 220
5.1.2 數字示波器 224
5.1.3 信號發生器 226
5.2 電子產品調試 229
5.2.1 調試前的準備工作 230
5.2.2 通電前檢查 230
5.2.3 通電測試 231
5.3 電子產品調試實例 239
5.3.1 直流可調穩壓電源的調試 239
5.3.2 防盜報警器的調試 243
第6章 電子產品的整機總裝及生產線 247
6.1 電子產品的整機總裝 247
6.1.1 電子產品整機結構的組成 247
6.1.2 電子產品的整機結構設計 248
6.1.3 電子產品的整機總裝工藝 257
6.2 電子產品的生產線 260
6.2.1 電子產品的生產線簡介 260
6.2.2 SMT生產線 261
6.2.3 智能制造生產線 266
參考文獻 272
第7章 基本電子工程圖表 273
7.1 工藝質量標準及標準化 273
7.1.1 標準及標準化概況 273
7.1.2 工藝標準化 275
7.1.3 電子工藝國內外標準 276
7.2 電子技術文件 279
7.2.1 電子技術文件特點 280
7.2.2 設計文件 282
7.2.3 工藝文件 283
7.3 電子工程圖表 285
7.3.1 電子工程圖表分類 285
7.3.2 原理圖表簡介 286
7.3.3 工藝圖表 297
參考文獻 303
第8章 實用電路制作 304
8.1 具有過流保護的直流可調穩壓電源 304
8.2 充電器 310
8.2.1 電流脈沖可調且恒流充電器(A型) 310
8.2.2 電流脈沖可調且恒流充電器(B型) 313
8.3 燈光控制電路 315
8.3.1 聲-光控制照明開關 315
8.3.2 聲-光控及調光臺燈電路 318
8.3.3 具聲、光、觸摸一體的延時節電開關 321
8.4 單片機控制電路 323
8.4.1 單片機控制LED流動顯示電路 323
8.4.2 電子時鐘電路 326
8.5 防盜報警器 329
8.6 保護器 331
8.6.1 通用家電保護器 331
8.6.2 過壓過流保護器 335
8.7 循環定時器 336
8.8 自制三位半數字電壓表 338
8.9 數字式溫度計 341
8.10 模擬電子開關電路 343
8.11 模擬自然風裝置 346
8.12 經典的多諧振蕩器 347
8.13 振蕩頻率和占空比可調的方波發生器 347
8.14 遙控器簡易檢測器 348
參考文獻 349
第9章 設計性實驗 350
9.1 智能小車類 350
9.1.1 遙控小車測溫度 350
9.1.2 綜合智能小車 350
9.1.3 智能避障小車 352
9.1.4 光電循跡智能車 354
9.1.5 基于無線充電的電磁巡線小車 355
9.1.6 基于卡爾曼濾波的平衡小車 357
9.1.7 無線滅火消防車 358
9.2 智能家居類 360
9.2.1 智能家庭燈光 360
9.2.2 基于APP的家用電器開關控制及電量計量 360
9.2.3 基于安卓APP遠程控制的智能家電開關 361
9.2.4 掃地機器人 362
9.3 溫濕度測控類 364
9.3.1 溫濕控制節能浴霸 364
9.3.2 可視化多功能電子溫濕度計 366
9.3.3 可視化多功能溫濕度檢測儀 366
9.3.4 智能化變電房溫度濕度控制器 367
9.3.5 智能溫室調控系統 369
9.3.6 帶可視化菜單的多功能電子溫濕度計 370
9.3.7 智能浴室調控系統 371
9.4 基于STM32的全彩旋轉LED顯示屏的設計 372
9.5 移動電源 373
9.6 基于單片機的智能視力保護裝置 374
9.7 基于無線通信的應急燈自檢系統的設計 375
9.8 基于機器視覺的工藝品輪廓缺陷檢測系統 376
9.9 智能教室區域化控制系統及其手機APP 378
9.10 脈搏測試儀 378
9.11 基于藍牙的體溫監測耳機系統設計 379
9.12 智能人數統計系統 382
9.13 基于單片機的電子秤設計 383
9.14 基于STM32的自動酸奶機設計 385
9.15 無線智能門禁系統 389
9.16 基于STC89C52單片機的電子琴設計 390
9.17 基于FPGA的信號發生器 392
9.18 基于STM32單片機的番茄鐘系統 394
附錄 常用電路模塊 396
參考文獻 414
電子工藝理論基礎 節選
第〇章 預備知識—安全用電常識 本章主要介紹單相觸電的危害、安全用電措施的有關知識。 1.單相觸電的危害 當人體的某一部位接觸帶電物體并接地,使人的一部分因此產生電流時,可能發生觸電現象。由圖0-1可知,電流由相線經人體流入大地回到中性點形成閉合回路,人體承受相電壓。絕大多數發生在電子工藝實習室中的觸電事故都屬于這種形式。 觸電時,電流會使細胞過熱,導致細胞內部和外部燒傷。對這種效應*敏感的器官是肺、腦和心臟。受傷的程度取決于幾個因素,如電流大小、電壓高低、人體電阻大小、電流路徑、觸電持續時間及電流頻率。 (1)電流因素 與普遍的看法相反,是電流而不是電壓導致死亡。通過組織的電流產生的熱量與電流平方成正比。電流會干擾心臟和肺的正常工作,導致心臟跳動不規律。表0-1為男性和女性在不同觸電電流[直流電和交流電]下的反應。 一般而言,女性比男性對電流更敏感。 (2)電壓因素 在實習室,大多數電擊發生在100~400V,顯而易見,它產生的強電流能使肌肉強烈收縮而不能擺脫帶電物體。 (3)人體電阻因素 人體電阻越高,流經人體的電流越低。人體電阻是高度非線性的,與皮膚狀況和脂肪含量等多種因素有關。例如,手掌電阻的范圍為100Ω~1MΩ。干性皮膚的人具有更高的人體電阻,而汗水往往會降低人體電阻。表0-2顯示了人體手與手之間、手與腳之間在不同環境下的電阻情況。 (4)電流路徑因素 電流通過人體不同的部位對人體造成的傷害是不同的。通過皮膚的電流不像通過重要器官的電流那樣有害。致命電流通過心臟、肺和大腦時,對人體的傷害*大。僅10μA電流直接通過心臟即可導致心臟驟停。在較低的電流下,心肌可能會跳動不規律,導致全身血液泵送不足。脊髓中的電流也可能改變呼吸控制機制。 (5)觸電持續時間因素 觸電持續時間越長,死亡的可能性越高。這是因為心臟和肺等敏感器官*終會失去功能,熱量會永久性地損害肌肉。尤其是,當電流高于肌肉失去控制的閾值時,觸電人員無法松開導線,因此觸電持續時間較長。 例如,如果電流約為80mA,大約需要4s就會讓超過70kg的人死亡,而體重低于70kg的人可能僅2s就死亡。 一般以觸電電流與觸電持續時間的乘積為30mA s作為安全界限。 (6)電流頻率因素 從實習室電氣安全的角度來看,我們在此只討論低頻電流。在50~60Hz的頻率下,人體非常容易受到觸電傷害。在直流電(0Hz)或高頻范圍(3~10kHz),人體對觸電的耐受力相對較高。 由表0-3可知,男性的感知閾值在60Hz時為1.1mA,而在10kHz時為12mA(超過10倍);男性在60Hz時的釋放閾值為16mA,而在10kHz時為75mA(幾乎是5倍)。這就是為什么在一些罕見的情況下,有人可以在雷擊中幸存下來。 2.安全用電措施 實習室內應正確安裝線路、插座,特別是開關要接在相線上。電線絕緣必須良好,插座、開關等帶電部分絕對不能外露。用電功率應該足夠大,不得超負荷用電。儀器儀表必須按照規定接地,以防發生漏電、觸電事故。 人體若通過50Hz、25mA以上交流電時會呼吸困難,100mA以上則會致死。因此,安全用電非常重要。為保證師生的人身安全,實習室內應使用分段開關并配備單相漏電保護電源,供電電源應采用隔離變壓器,實習操作臺應采用防靜電工作臺。 (1)單相漏電保護電源 電子工藝實習采用學生獨立完成的教學模式,一般來說,每個實習室需要配置30~60張實習操作臺。此外,根據實習項目的需要,每張實習操作臺上必須設置若干插座以滿足臺上儀器儀表的用電要求。因此,為了讓實習有序地進行,盡可能做到每一張實習操作臺配備一個單相漏電開關,每一臺儀器的插座配備一個分段開關(圖0-2)。 常用的單相漏電開關,主要由主開關、電流互感器、漏電脫扣器等部件組成。單相漏電開關的工作原理如圖0-3(b)所示,當無漏電流時,即IL(相線電流)=IN(零線電流),電流互感器的電流矢量和為零,脫扣線圈無感應電流輸出,脫扣器不動作,電源正常向負載供電。當被保護電路漏電或人身觸電時,通過電流互感器的電流矢量和不為零,即IL(相線電流)=IN(零線電流)+IF(漏電流),脫扣線圈產生感應電流,脫扣器動作,切斷電源,從而起到了保護作用。 漏電開關對漏電流極為敏感,當漏電流達到10~30mA,就能使漏電開關在極短的時間(如0.1s)內跳閘,切斷電源。 (2)隔離變壓器 我國供電系統一般采取三相四線制,中性線接地,在供給低壓用戶時,一根是相線,另一根是零線,零線是和大地同地位。當人體觸及帶電體時,電流就會通過人體和大地構成回路,造成觸電危害。 隔離變壓器的工作原理如圖0-4所示。采用隔離變壓器供電,它的(輸出端)次級不和地相連,它的任意兩線與大地之間沒有電位差,人接觸任意一條線都不會發生觸電,這樣就比較安全。即使供電電源發生帶電故障,由于接地故障,不會形成電流回路,這樣就能保證用電安全。另外,在供電范圍較小、線路較短的場合,此時系統的對地電流小得不足以對人體造成傷害。 (3)防靜電工作臺 在電子工藝實習過程中,干燥的空氣與絕緣體表面磨擦會產生高壓靜電。靜電可通過印制電路板或電子元器件釋放,從而可能損壞敏感電子元器件。表0-4給出部分電子元器件的擊穿電壓。在這種環境下測試或者焊接電子元器件,比如MOSFET,當表筆金屬部分接觸電子元器件時,在電路內部,靜電擊穿氧化層或連接點,從而對電子元器件造成永久性的破壞。防靜電工作臺能將產生的高壓靜電進行釋放,對電子元器件起到保護作用,從而提高電子元器件裝配的安全性。 防靜電工作臺的組成如圖0-5所示,防靜電工作臺面點對點電阻測試應符合國家電子行業標準SJ/T10694—2006《電子產品制造與應用系統防靜電檢測通用規范》的規定。它有一個導電或防靜電工作臺面,接地點與臺墊接觸良好,腕帶與工作臺的接地線連接。為防止人員與帶電物體接觸時發生電擊,腕帶的*小電阻為500kΩ。
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