电子信息系统综合实验报告

一、实验目的：

1、熟悉电路板的制作过程；

2、掌握protel 99的使用

3、对一般常用电子器件的识别和测量；

4、掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺；

5、掌握电路图的分析方法

6、掌握简单电子线路的调试技巧和方法。

二、实验设备及器材

手电钻，电烙铁，曝光机，斜口钳，感光敷铜板，显影剂氯化铁溶液，焊锡电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。

三、实验内容

3.1 protel学习

1、protel简介

PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。

Protel 99 共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。

⑴、Protel软件的功能及特色

l  可生成30多种格式的电气连接网络表；

l  强大的全局编辑功能；

l  在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；

l  同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络

l  既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；

l  满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）； * 方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）；

l  支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件； * PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；

l  强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；

l  智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；

l  提供大量的工业化标准电路板做为设计模版；

l  放置汉字功能；

l  可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；

l  智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；

l  方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；

l  独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；

l  强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等

l  经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；

l  专家导航帮您解决信号完整性问题。

l  反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合；

2、protel的原理图绘制

设计图纸大小

设置protel 99 se/Schematic设计环境
旋转零件
原理图布线

调整线路

报表输出
原理图打印

⑴、快捷键操作

enter——选取或启动

esc——放弃或取消

f1——启动在线帮助窗口

tab——启动浮动图件的属性窗口

pgup——放大窗口显示比例

pgdn——缩小窗口显示比例

end——刷新屏幕

del——删除点取的元件（1个）

ctrl+del——删除选取的元件（2个或2个以上）

x+a——取消所有被选取图件的选取状态

x——将浮动图件左右翻转

y——将浮动图件上下翻转

space——将浮动图件旋转90度

crtl+ins——将选取图件复制到编辑区里

shift+ins——将剪贴板里的图件贴到编辑区里

shift+del——将选取图件剪切放入剪贴板里

alt+backspace——恢复前一次的操作

ctrl+backspace——取消前一次的恢复

crtl+g——跳转到指定的位置

crtl+f——寻找指定的文字

alt+f4——关闭protel

spacebar——绘制导线，直线或总线时，改变走线模式

v+d——缩放视图，以显示整张电路图

v+f——缩放视图，以显示所有电路部件

home——以光标位置为中心，刷新屏幕

esc——终止当前正在进行的操作，返回待命状态

backspace——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点

delete——放置导线或多边形时，删除最末一个顶点

ctrl+tab——在打开的各个设计文件文档之间切换

alt+tab——在打开的各个应用程序之间切换

左箭头——光标左移1个电气栅格

shift+左箭头——光标左移10个电气栅格

右箭头——光标右移1个电气栅格

shift+右箭头——光标右移10个电气栅格

上箭头——光标上移1个电气栅格

shift+上箭头——光标上移10个电气栅格

下箭头——光标下移1个电气栅格

shift+下箭头——光标下移10个电气栅格 

ctrl+g——查找替换字符

ctrl+b——将选定对象以下边缘为基准，底部对齐

ctrl+t——将选定对象以上边缘为基准，顶部对齐

ctrl+l——将选定对象以左边缘为基准，*左对齐

ctrl+r——将选定对象以右边缘为基准，*右对齐

ctrl+h——将选定对象以左右边缘的中心线为基准，水平居中排列

ctrl+v——将选定对象以上下边缘的中心线为基准，垂直居中排列

ctrl+shift+h——将选定对象在左右边缘之间，水平均布

ctrl+shift+v——将选定对象在上下边缘之间，垂直均布

f3——查找下一个匹配字符

shift+f4——将打开的所有文档窗口平铺显示

shift+f5——将打开的所有文档窗口层叠显示

shift+单左鼠——选定单个对象

crtl+单左鼠，再释放crtl——拖动单个对象

shift+ctrl+左鼠——移动单个对象

按ctrl后移动或拖动——移动对象时，不受电器格点限制

按alt后移动或拖动——移动对象时，保持垂直方向

按shift+alt后移动或拖动——移动对象时，保持水平方向

Q：公制/英制尺寸单位切换。

G：锁定栅格大小的输入位置。

CTRL+G：锁定栅格大小的输入位置。

P/E：放置边缘弧。

P/C：放置元件。

P/O：放置坐标。

P/D：放置尺寸标注。

P/P放置焊盘。

P/V：放置过孔。

P/T：放置导线。

⑵、添加库操作

⑶、生成网络表

绘制原理图是绘制PCB板图的前提，网络表格是连接原理图和PCB板图的中介，所以再绘制PCB电路板之前一定要先得到正确的原理图和网络表。另外，我们可以通过手工改造网络表，将一些原件的固定接脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。

3、protel的PCB图绘制

（1）进入protel 99SE的设计管理器

（2）进入Pcb设计编辑器

（3）定义印制板边框尺寸

（4）修改捕捉栅格的间隔

（5）放置定位孔

（6）放置元器件

（7）布线

（8）检查线路是否正确

（9）保存文件

（10）打印文件

3.2、电路板的制作

1、热转印法原理

利用激光打印机的“碳粉”(含黑色塑料微粒)受激光打印机的硒鼓静电吸引，在硒鼓上排列出精度极高的图形及文字，在消除静电后，转移于经过特殊处理的专用热转印纸上，并经高温熔化热压固定,形成热转印纸版，再将该热转印纸覆盖在敷铜板上,由于热转印纸是经过特殊处理的,通过高分子技术在它的表面覆盖了数层特殊材料的涂层，使热转印纸具有耐高温不粘连的特性,当温度达到180.5℃时，在高温和压力的作用下，热转印纸对融化的墨粉吸附力急剧下降，使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上,敷铜板冷却后,形成紧固的有图形的保护层,经过腐蚀后即可形成做工精美的印制电路板。

2、制作流程及注意事项

⑴锯板：根据打印好的胶片量出需要的模板大小（比胶片稍大点为宜）

⑵磨边：裁好所需模板后，将边缘突起的毛刺用砂纸或砂轮打磨光滑，最好是倒一点边

⑶热转印：把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注意安全！

⑷腐蚀：先检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。

⑸清除碳粉：腐蚀完成后，用清水将多余碳粉及腐蚀液冲洗干净，注意不要损坏电路板。

⑹钻孔：线路板上是要插入电子元件的，所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳，钻机速度不能开的过慢，操作钻机还是比较简单的，只要细心就能完成得很好。

注意事项：用矿泉水依比例先调制显像液，随时可倒出使用，但是用过的显像液不能倒回瓶内；显像液越浓，显像过程越快，气泡多的地方显像相对较快；严防金属物划伤膜面。

3.3、      工艺安装

1、元件识别

按照原理图找到各元件的焊接点，找到跳线的地方，将跳线处用导线连接。

电子元器件被用来改变电流方向，它们的形状和尺寸各不相同，用途也多种多样。电路中实现的功能分类：电阻、电容、电感器、变压器、机电组件、半导体分立组件、集成电路。

当把元器件安装在PCB上时，有2种主要封装形式的元件，通孔元件（THT）和表面贴装元件（SMT）。

l  通孔元件，它有引脚穿过PCB，然后焊接。

l  表面安装元件被直接焊到PCB表面上被称作焊盘的金属上。

l  通孔元件的形式很多，有轴向、径向两种。

l  轴向元件：元件引脚从身体两端引出的称为轴向元件。（例如：电容、二极管、电阻）

l  径向元件：元件的两个或多个引脚从同一个方向伸出。（例如：晶体管、电容、二极管、滤波器和晶振）

l  电抗元件：电阻、电容、电感

l  半导体分离器件：二极管、三极管

l  集成电路：音/视频电路、数字电路微处理器、存储器等

l  机电组件：开关、继电器、连接器

2、手工焊接的基本操作及要领

⑴、基本操作

a.准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具，将电烙铁及焊件搪锡，左手握焊料，右手握电烙铁，保持随时可焊状态；

b.用烙铁加热备焊件；

c.送入焊料，熔化适量焊料；

d.移开焊料；

⑵、要领

元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。

焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松香刚刚冒烟为好。焊接时间太短，焊点的温度过低，焊点融化不充分，焊点粗糙容易造成虚焊，反之焊接时间过长，焊锡容易流淌，且容易使元件过热损坏元件。

焊接点上的焊锡数量不能太少，太少了焊接不牢，机械强度也太差。而太多容易造成外观一大堆而内部未接通。焊锡应该刚好将焊接点上的元件引脚全部浸没，轮廓隐约可见为好。

3、安装成型

4、插装步骤要求

当对线路板做敷形涂层时，不需要涂层的部分应在工程设计时在图上标注出来。设计时应考虑涂层对线间电容的影响。对于通孔来说，为了保证焊接效果最佳，引脚与孔径的缝隙应在0.25mm到0.70mm之间。较大的孔径对机器插装有利，而想要得到好的毛细效果则要求有较小的孔径，因此需要在这两者之间取得一个平衡。应选用根据工业标准进行过预处理的元件。元件准备是生产过程中效率最低的部分之一，除了增添额外的工序(相应带来了静电损坏风险并使交货期延长)，它还增加了出错的机会。应对购买的大多数手工插装元件定出规格，使线路板焊接面上的引线伸出长度不超过1.5mm。这样可减少元件准备和引脚修整的工作量，而且板子也能更好地通过波峰焊设备。

5、焊点检查

在焊接过程中，由于电路板上没有元器件的标注，故我在一开始找不同阻值的电阻对应的位置时出现了错误，把电阻的位置焊反了，后来老师把原理图打印出来后，我按照原理图上的标注准确的找到各电阻的位置并焊接上去。还有在焊接过程中，由于各个元器件非常小，所以在焊接中很难焊上去，但经过我的不懈努力，我准确的把每一个元件焊上去。

3.4、阐述电路原理

输出级是准互补电路，T18和T19复合而成的PNP型管与NPN型管的T14构成互补形式，为了弥补它们的非对称性，在发射极加了两个阻值不同的电阻R9和R10.R7、R8和T15构成Ube倍增电路，为了输出级设置合适的静态工作点，以消除交越失真。

电容C的作用是相位补偿，外接电位器Rw起调零作用，改变其滑动端，可改变T5和T6的发射极电阻，以调整输入级的对称程度。

3.5、记录测试波形

四、总结

经过几个月来的学习，已经大致掌握protel程序的用法与操作步骤。并且通过多次上机操作，能够独立并熟练的画出想要的电路图。

制作PCB图是个考验耐力的活，想要做出即准确又好看整齐的电路板就更需要耐心与细心的完美结合。这对于平时做事毛手毛脚的我无非是个考验。第一次一时粗心没看清电路原理图，完以至于成的电路图竟然还忘了跳线，还好老师及时发现。在本组的腐蚀这一过程中我的电路板是最先完成也是最好看的，心里还是小开心了下。

不过在电路板的最后一个步骤----焊接，不仅要细心，也考验我们的团队精神。不难发现，在面对如此细小的原件，若是一人独立完成焊接势必比较吃力。本小组两人完美搭档，不仅又快又好的完成焊接任务，而且我们的二极管也成功地亮了！虽说不算历经艰苦，但其中还是有点小曲折的，但是看着自己的电路板上的二极管成功地亮起来，心里就涌出抑制不住的激动。

做每件事伴随着困难和小挫折，但它却能让我们学到更多东西，并且带给我们不言而喻的乐趣。实践是检验真理的唯一标准。而这次制作电路板也将成为我们难忘的回忆！

第二篇：电子信息系统综合实验报告

电子信息系统综合实验报告

一 实验目的：

1 熟悉电路板的制作过程；

2 掌握protel 99的使用

3 对一般常用电子器件的识别和测量；

4 掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺；

5 掌握电路图的分析方法

6 掌握简单电子线路的调试技巧和方法

二实验设备及器材

手电钻，电烙铁，曝光机，斜口钳，感光敷铜板，显影剂氯化铁溶液，焊锡，电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。

三实验内容

（一）protel学习

1 protel简介

Protel99是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。

这是一款用于设计电路的软件，它主要能实现的功能有以下几条：

功能一：画出相对比较工整漂亮的原理图       

功能二：

生成可以用于工厂生产的PCB制板文件。

得到PCB的方法主要有三种，

第1种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件进行自动布线，产生PCB文件。

第2种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件在PEOTELPCB利用预拉线手工布线。

第3种：是效率比较低的方式，即纯手工布线。

功能三，生成元件清单，生成数控钻床用的钻孔定位文件，生成阻焊层文件，生成印刷字符层文件，等等等等。你想要的它几乎全有。另外，它内部还整合了硬件仿真的功能！

2 protel的原理图绘制

1、使用键盘的翻页键pageup和pagedown放大或缩小视野（以鼠标为中心）

2  对元件进行以下操作：

（1）拖拽：把鼠标放在元件上，点住左键不放，即可拖拽。

（2） 旋转：在拖拽的状态下，按空格键。

（3）X轴镜像与Y轴镜像翻转：在拖拽的状态下，按X 或Y键。

删除：多个元件删除：在选中的状态下，按ctrl +Delete 键删除被选中的元件。

单个元件删除：用鼠标单击元件，元件出现虚线框后，按键盘的删除键D

3 protel的PCB图绘制

（二）电路板的制作

1 热转印法原理

热转印的原理是预先把彩色图案印在耐热基材薄膜上（通过离型处理)，再配合专用的转印设备，以烫印的方法转印到产品的表面，热转印工艺品质可靠技术稳定、良好的材料配方与设备的紧密配合。

2制作流程及注意事项

1、  用protel 画出您所需要的印刷电路板图

2、  2、将上图打印到热转印纸(注意不要打印顶层丝印图)

3、  3、将热转印纸上的碳粉通过热转印机转印到敷铜板上

4、  4、将敷铜板放入三氯化铁腐蚀液进行腐蚀

5、  5、用汽油清洗电路板上的黑色碳粉

6、  、用电路板打孔机进行打孔

1在转印过程当中，一般 先把转印机控制到100度，把载有图案的热转印纸放进热转印机里过一遍，把材料预热，如果不这样，至少要把它放在热转印机上烘干才可进行热转印，过完这些材料再加人到我们需要的温度。

2：要等温度低一些以后再将转印纸揭下来，慢慢的揭，发现又没转印好的部分请再盖上，再次加温加压进行热转移。

3：一些实在有问题的部分（比如断线）请用油性碳素笔或者指甲油，油漆什么的进行补救一下不过这种情况不是很多。

（三）工艺安装

1 元件识别

（色环电阻及贴片电阻的读数（参考课本p58-66）

数字万用表如何测三极管的管脚（上网查）

三极管的内部就像二个二极管组合而成的。

首先我们要先找到基极并判断是PNP还是NPN管。  对于PNP管的基极是二个负极的共同点，NPN管的基极是二个正极的共同点。数字万用表处于二极管档时，红表笔代表正电极。选数字万用表的二极管挡，用红表笔去接三极管的某一管脚<假设作为基极>，用黑笔分别接另外两个管脚，如果表的液晶屏上两次都显示有零点几伏的电压<锗管为0.3左右;硅管为0.7左右>,那么此管应为NPN管且红表笔所接的那一个管脚是基极。如果两次所显的为‘OL’,那么红表笔所接的的那一个管脚便是PNP型管的基极。

在判别出管子的型号和基极的基础上，可以再判别发射极和集电极。仍用二极管挡，对于 NPN管令红表笔接其‘B’极，黑表笔分别接另两个脚上，两次测得的极间电压中，电压微高的那一极为‘E’极，电压低一些的那极为‘C’极。如果是 PNP管，令黑表笔接其‘B’极，同样所得电压高的为‘E’极电压低一些的为‘C’。

2 手工焊接的基本操作及要领

（p32-p38）

3  安装成型

4  插装步骤要求

（P39-40）

5    焊点检查

（从例图中找出并画上自己焊接过程遇到有缺陷点，分析原因）

（四）阐述电路原理：简易数控稳压电源原图，工作原理

简易数控稳压电源

该电源可以输出0~31V的电压，步长为1V(可扩展为0.5V)，输出电流2A，内阻10mΩ以下。该电源用5个拨动开关代表5位二进制数，用以选择输出电压为(闭合的开关所代表的)二进制权数之和，电路见附图。

    该稳压电源电路实质上是一个功率型数模转换器，工作原理参见(电子报)20##年40期第十三版《用运放构成的数模转换器》一文。R2~R6构成权电阻解码网络，TL431构成-2.5V基准电压源，运放TL062构成反相加法器，负反馈电阻R13用以确定输出电压的大小。复合调整管用以提供大电流输出。按图中数值，当开关全部闭合时，代表数字31，输出电压应为31V，如果有误差，可调整R13。

    本电路设置了较灵敏的保护电路。R8为过流检测电阻．1A单向可控硅为保护元件。当电流超过2A时，R8两端的压降使Q1导通，通过R9触发可控硅，调整管基极接地，电源无输出。C5和R11为延时电路，其作用是防止电容性负载时的充电电流触发可控硅。开关K2为保护解除开关兼输出开关。当发生过流保护时，关闭K2再打开，即可使电源恢复工作，且输出电压仍为保护前的数值。若要停止电源输出，可闭合K2。

电路性能主要取决于运放和有关电阻的精度。运放要选择在+33V和-2.5V电源电压下能正常工作的，失调电压最好在1mV以下，且应是场效应管输入型，以减少数模转换误差。R2-R6及R13均应选择金属膜电阻，且应精确校准。校准的办法是，在电路接好后用数字万用表测量输出电压，然后逐个校准。如接入R2，输出应为16V，接入R3．输出应为8V……。如果开关全部断开仍有输出，可能是调整管反向电流过大，可换管或减小Rl4。当需要把步长扩展为0.5V时，可按图中虚线所示增加一个电阻和一个拨动开关。装调好的电源输出误差可在10mV以下，内阻低至几毫欧，特别是低压输出时仍有极小内阻，比用LM317构成的电源的性能要好得多。

（五）调试结果

四 总结