电子技术实习复习

电子技术实习课程考试复习大纲和题目，包括：电路的基本概念与定律、pcb设计、PCB制作、焊接、模电基础等内容。

电工学

• 第1章 电路的基本概念与定律
  • 1.1 电路基本概念
    • 电路
      • 电流的通路
      • 为了某需要由电工设备或元器件按一定方式组合而成
      • 实现电能的传输与转换 实现信号的传递和处理
    • 电路分析
      • 激励：电路中的电源或信号源的电压或电流
      • 响应：激励在电路中各部分产生的电压或电流
    • 1.4 电源的状态
      • 电源的有载工作
        • U=E - I R₀ U·I=E·I — I²R₀ 功率平衡式：P = Pe - ΔP 电源的输出功率=电源产生的功率-电源内阻损耗的功率 负载变化时，电源的端电压变化不大，带负载能力强
        • 电源开路：i=0，U=U₀=E，P=0 U₀为开路电压（空载电压）
        • 电源短路：U=0，i=Is=E/R₀，P＝０ Is为短路电流，Pｅ＝ΔP＝I²R₀，接入熔断器
      • 电源与负载的判别
        • 根据U、I的实际方向
          • 负载：U、I方向相同 + 入 - 出，吸收功率
          • 电源：U、I方向相反 - 入 + 出，发出功率
        • 根据U、I的参考方向
          • 参考方向相同时 P=U·i>0, 负载 P=U·i<0, 电源
          • 参考方向相反时 P=U·i>0, 电源 P=U·i<0, 负载
      • 电气设备运行时的三种状态
        • 额定值：电气设备或元件能在给定条件下正常运行时，规定的正常允许值。 额定值常用下标N来表示，如UN、 IN、 PN 实际值：使用时的具体数值，它不一定和额定值相等
        • 额定工作状态： I = IN ， P = PN 过载(超载)： I > IN ， P > PN 欠载(轻载)： I < IN ， P < PN
    • 1.5 基尔霍夫定律
      • 电路的结构
      • 基尔霍夫电流定律KCL
      • 基尔霍夫电压定律KVL
        • N个结点，B个支路，有B-N+1个独立的回路电压方程
          • 一般为网孔数
    • 1.6 电位及简化电路
      • 电位
        • 参考点：在电路中任选一点，设其电位为0，用┴标记 电位：其他各点对参考点的电压，Vx （单下标） 电位是相对值，电压是固定值
      • 简化电路；给定数值的点或给定电压的两点为假开路
  • 1.3 电阻、电感和电容元件
    • 实际元件
      • 电 阻
        • 体现电能转化为热能的二端器件
        • 电位器
        • 固定电阻
        • 敏感电阻
      • 电 感
        • 体现产生磁场，储存磁场能量的二端器件
        • 固定式电感
        • 可调式电感
      • 电 容
        • 体现产生电场，储存电场能量的二端器件
        • 固定电容
        • 可变电容
        • 微调电容
    • 理想元件
      • 电阻元件R/欧姆Ω
        • 欧姆定律：U=±IR 正负与参考方向相关，默认关联 遵循欧姆定律的电阻为线性电阻 线性电阻的伏安特性曲线为过原点的直线
        • 耗能元件，电功率P=UI=I²R=U²/R
          • 如果超过额定功率，电阻会永久性损坏
        • 色环表示法
          • 数字表示：514代表： 51 × 104 = 510KΩ
          • 精度
            • 色环电阻最后一条色环表示精度：
            • 灰色：1%
            • 金色：5%
            • 银色：10%
        • 作用
          • 分压：欧姆定律
          • 限流：保护LED等元器件不被烧坏
          • 滤波、耦合、反馈、补偿
        • 选择
          • 电阻值
          • 精度
          • 功率
      • 电容元件 C / (F μF pF) 1F = 10^6uF = 10^12pF
        • 线性电容元件 默认u、i参考方向相同 在直流稳态电路中，电容相当于开路
        • 储能元件 不消耗能量
        • 耐压值: 电容能够承受的最大电压值
        • 电容的极性
          • 直插铝电解电容
            • 长管脚正，短管脚负
          • 贴片钽电容
            • 正面深色颜色标出为正极，另一端为负极
        • 电解电容爆裂
          • 超过耐压值
          • 正负极接反
      • 二极管
        • 特性
          • 单向导通性
          • 导通条件，正向电压大于正向导通压降
        • 参数
          • 峰值反向电压
          • 额定电流
          • 正向导通压降
        • 分类
          • 整流二极管，组成整流桥，将交流信号变成直流信号
          • 肖特基二极管，由金属-半导体结组成，低功耗，超高速，峰值反向电压较低
          • 稳压二极管，工作在反向截止区，用于基准电压的给定
          • 光电二极管，感应光线的变化，二极管呈现导通或截止状态，常用于光电传感器
        • 作用
          • 整流，利用二极管的单向导电性，可以把方向交替变化的交流电，变成单一方向的脉冲直流电
          • 开关，二极管具有开关特性，在正向电压作用下电阻很小属于导通状态，在反向电压作用下电阻很大处于截止状态。
          • 限幅，二极管正向导通后，其正向压降基本保持不变，利用这一特性在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。
        • 发光二极管led
          • 极性，长管脚为正极，短管脚为负极。切平的一端为负极。
            • 大短平为负
          • 额定电流，不同颜色和不同尺寸led电流不同。
          • led导通压降，不同颜色和不同尺寸的led导通压降不同，一般在2V左右。
      • 电感元件 L / (H or mH)
        • 线性电感元件 默认u、i参考方向相同 在直流稳态电路中，电感相当于短路
        • 储能元件 不消耗能量
• pcb设计
  • 电路设计基本流程
    • 设计电路原理图
    • 设计印刷电路板
    • 印刷电路板生产
    • 电子元器件焊接
    • 电路板调试
  • Altium designer软件概述
    • 电路原理图设计
    • 印刷电路板设计
    • FPGA，嵌入式开发
    • 数据的管理及发布
  • Adesigner软件功能介绍
    • 工程面板 .prjpcb文件
    • 源文件
      • 原理图文件. schdoc
      • PCB文件. pcbdoc
    • 库文件
      • 原理图库文件. schlib
      • PCB库文件. pcblib
    • 自动显示及隐藏，别针图标
      • System，project
    • 1 建立一个工程文件.PCBproject
    • 2.工程中添加一个原理图文件并保存 Ctrl+滚轮：放大或缩小图纸 图纸方向：右键→Options→Document Options→Portrait垂直方向 标题栏不显示：右键→Options→Document Options→Title Block 勾去掉 纸张大小：右键→Options→Document Options→A4变A3 图纸颜色更改： 栅格颜色及大小：右键→Options→Grides
  • 绘制原理图
    • Library面板
      • 自带
        • 元器件的集成库
          • 三极管，电源，电容，二极管，电感等
        • 接口的集成库，各种接口的原理库及封装库
      • Add library
        • 添加想要用的库文件
    • 放元器件
      • 拖动
      • 双击→拖动→点击左键放置→右键停止
      • 双击图标，可对元器件更改各种参数 空格键→90°旋转 对齐工具：右上角有对齐工具或edit→Align（对齐工具）需先选中，再对齐，否则不可用
      • 1mil（1‰英寸）=0.0254mm
    • 连接导线
      • wire
        • 有电气连接意义
      • line
        • 无电气特性
      • 自动捕捉电气节点功能，出现红色米字符号 导线绘制完成，双击右键，光标消失 红色虚线，系统给的错误提示
    • 元器件编号
      • 单个编号
      • 统一编号
        • Ctrl+A→Tools→Annotate Schematics→update Changes list→Accept…→生效更快→执行更改 所有元器件有统一编号
      • 元器件编号必须唯一，否则编译时会出错
    • 添加PCB封装
      • 1.单个添加 双击原器件→Footprint 2.封装管理器 Tools→Footprint Manager→添加或编辑→接受更改→验证更改→执行更改
    • 编译原理图
      • Project→Compile System→Message 检查电气连接及编号重复等 创建原理图库： Design→生成原理图库
    • PCB文件的设计
  • 绘制电路板
    • 图层
      • Keep-out层：禁止布线层
      • Top层、Bottom层：可以布线
    • 布线
      • Tab键：更改线宽
    • 敷铜
      • 填充模式： 实体敷铜 网格状敷铜 只设置边界线
  • 电路设计基本流程
    • 1设计电路原理图
    • 2设计印刷电路板
    • 3印刷电路板生产
    • 4电子元器件焊接
    • 5电路板调试
• PCB制作
  • 打印
    • 打印到热转印纸的光滑面
    • 比例1.00，单色打印，保留底层和边界层
  • 剪裁
    • PCB板的大小由文件图相关参数来决定
    • 一般情况下，保留两厘米左右空白即可
  • 热转印
    • 热转印机190℃预热
    • 打磨表面氧化层并擦干净
    • 对齐贴紧
    • 高温胶带固定
  • 补漆
    • 针对热转印的断线情况，用油性笔补漆以留住铜层
    • 不可用水性笔，其划线会在腐蚀时脱落
  • 腐蚀
    • 环保蚀刻剂和水1：4比例配比
    • 打开温度及液动
  • 打孔
    • 选用孔径合适的钻头对电路板打孔
  • 打磨
    • 用砂纸打磨电路板
    • 去除毛刺，残余碳粉
  • 涂松香水
    • 防氧化，助焊
    • 松香水易挥发
• 焊接
  • 焊接过程，用熔化的焊料将母材金属与固体表面结合到一起的过程
  • 焊接过程中存在
    • 润湿作用
      • 润湿角越小，润湿力越大
      • 焊点的最佳润湿角，一般15°~45°
    • 表面张力现象
      • 表面张力方向，与液面相切和分界线垂直
      • 焊接中应减小表面张力，方法为
        • 提高焊接温度
        • 改善焊料的合金成分
        • 改善焊接环境
        • 增加活性剂
    • 毛细管现象
      • 虹吸现象
      • 增强焊接强度
      • 直插合适间隙，0.2到0.3毫米
        • 间隙增大，焊点的不合格率就会增加
    • 扩散现象 金属的扩散条件
      • 距离足够小
      • 达到一定温度
    • 焊接界面结合层
      • 结合层最佳厚度，1.2~3.5μm
      • 影响结合层质量的因素
        • 焊料的合金成分和氧化程度
        • 助焊剂的质量
        • 母材的氧化程度
        • 焊接温度和时间
  • 焊接工具
    • 直插元件焊接
      • 电烙铁
        • 组成
          • 烙铁头
            • 柄芯+电镀层组成
            • 清洁烙铁头，250℃&湿润的清洁海绵
            • 不使用时，涂一层焊锡，减慢氧化速度
          • 烙铁芯 外壳，手柄，接线柱，固定螺丝，导线
        • 分类
          • 内热式，发热原件在烙铁头内部
          • 外热式，发热元件在烙铁头外部
      • 镊子
      • 偏口钳
      • 吸焊带
  • 焊接过程
    • 1准备施焊
      • 电烙铁握法，正握法，反握法，握笔法
      • 手指与焊锡丝顶端，3到5厘米距离
    • 2加热焊件
    • 3熔化焊锡
    • 4撤离焊锡
    • 5撤离电烙铁
    • 注意
      • 焊锡在凝固之前，经触动会产生冷焊点，也叫虚焊点
      • 烙铁头不可对焊盘施力
  • 贴片元件焊接
    • 焊接工具
      • 电烙铁
      • 小镊子
        • 夹持元器件
      • 吸锡带
      • 松香
      • 放大镜
      • 防静电环
    • 焊接过程
      • 清洁，上锡，固定，焊接，清理
        • 焊锡过多，用吸锡带吸走或电烙铁尖带走 焊锡过少，加一些焊锡
        • 吸锡带用法
          • 将其放在多余焊锡上，加热，焊锡熔化被吸锡带吸走
    • 贴片IC手工焊接
      • 佩戴防静电手环，避免静电损坏芯片
      • 焊接一脚及其对角线一脚，固定芯片
      • 焊接其他管脚
      • 多余焊锡用吸锡带吸走
      • 补焊
  • 焊膏印刷工艺
    • 焊锡膏准备
      • 冰箱取出后室温回温2小时，搅拌待用
    • 支撑片设定和模板安装
      • 模板又称为钢板，定量分配焊锡膏作用
      • 支撑片支撑电路板
    • 刮板及参数调节
      • 刮动锡膏，使其均匀分布于焊盘 参数：角度（α）、压力（F）、速度（v） 角度：40°~75° 压力：0.5㎏/单位 速度： 普通 140~160mm/s 精细 25~60mm/s
    • 印刷焊锡膏
    • 检查质量
  • 贴片机
    • 分类
      • 动臂式拱架型
      • 转塔型
      • 复合型
      • 大规模平行系统
    • 作用
      • 将原器件从包装中取出，贴装到PCB板相应位置上
    • 结构
      • 机架，PCB传送机构及支撑台，xy基台 定位系统，光学识别系统，贴装头 供料器，传感器，计算和操作软件
    • 工作流程
      • 焊膏印刷，PCB传送至指定位置，贴装头取元器件，贴装
    • 其他要点
      • Mark点，用于光学定位
      • 送料器，带式，管式，盘式，散装
      • 传感器，压力，位置，图像，激光，元器件检查
  • 回流焊分类
    • 热板回流焊炉
    • 红外回流焊炉
    • 气相回流焊炉
    • 热风回流焊炉
      • 升温区
      • 保温区
      • 再流区
      • 冷却区
      • 炉内气体循环装置
      • PCB传输系统
    • 红外热风回流焊炉
    • PCB局部加热回流焊炉
  • 回流焊过程
    • 焊锡膏经过干燥，预热，熔化，润湿，冷却，流出回流焊炉
    • 常见缺陷及对策
      • 1.立碑和移位 2.焊盘露铜 3.焊锡膏熔化不全 4.桥接或短路 5.焊锡球和焊料微料 6.吸料芯吸现象 7.锡丝、焊锡网与焊锡斑 8.元件裂纹缺损 9.元件端头金属镀层剥落 10.元件侧立、元件面贴反 11.冷焊、焊点扰动 12.气孔、针孔和空洞
    • SMT：表面贴装技术。优点有高频特性好，可靠性高，组装密度高。
  • AOI 系统构成
    • 视觉系统
      • 用于图像采集
      • 组成
        • CCD摄像头
        • 光源
        • 光学镜头
        • 图像采集卡
    • 机械系统
      • 传送
    • 软件系统
      • 分析处理
      • 算法分类
        • 图形识别法
        • 设计规则检验法
    • AoI检测流程
      • 1资料处理
      • 2母板学习
      • 3板件扫描
      • 4影像处理
      • 5逻辑对比
      • 6缺陷处理
• 模电基础
  • 用万用表测三极管极性时，应先判断基极
  • 判断正负反馈时，要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同向是正反馈
  • 电压负反馈的作用是可以稳定输出电压，减小输出电阻
  • 反馈量仅由输出量决定与输入量无关，反馈量取自输出电压，将使输出电压稳定反馈量，取自输出电流，将使输出电流稳定
  • 振荡器使用正反馈产生振荡，放大器使用负反馈用于稳定工作点
  • 负反馈放大电路
    • 电流串联负反馈
    • 电压串联负反馈
    • 电压并联负反馈
    • 电流并联负反馈
  • 滤波电路
    • 复合滤波电路
    • 电感滤波电路
      • 适用于电流较大，负载变化较大。并对输出电压的脉动程度要求不太高的场合
    • 电容滤波电路
      • 适用于要求输出电压较高，负载电流较小，并且变化也较小的场合
  • 耦合方式
    • 阻容耦合
    • 直接耦合
    • 变压器耦合
    • 光电耦合
  • 三极管工作
    • 放大区
      • 发射极电流大致等于集电极电流
  • 放大电路
    • 为增加电压放大能力，可组成共射-共射电路

考试

• 软件
  • design/rules：设置PCB相关规则
  • PCB文件格式 .pcbdoc
  • 空格键旋转90度
  • ❓缩小界面的快捷键是page down，放大的快捷键是Page up
• 模电
  • 反馈信号与输入信号同相是正反馈
  • 三极管在放大电路中起到电流放大作用，Ube几乎不变
  • PCB电路制作基本流程包括：打印、剪裁、热转印、补漆、腐蚀、打孔、打磨、涂松香水。
  • 理想运放的开环放大倍数是无穷倍
  • 阻容耦合不能放大直流信号，只能放大交流信号（包括音频信号）
  • 直接耦合能放大直流信号
  • 使用了晶体管的电路有：功放电路，射击跟随电路，恒流源电路，单管放大电路（及其他经典模电电路
  • 运放的“虚短”是指两点并不是真正的短接，但具有相同的电位
• 电路基本
  • 电阻 额定功率、额定电流、额定电压三者关系的计算。
  • 导线电阻大小与导线长度成正比，与导线横截面积成反比
  • 理想二极管的反向电阻无穷大
  • 二极管：反向关断，正向导通
  • 在NPN三极管共射放大电路中，输出信号与输入信号的相位关系为反相
  • 三极管的特性有流控电流源，电信号放大
  • 三极管具有的基本特性，是电流放大
  • 电容的基本功能是存储电荷
  • 理想二极管的导通压降为零，正向电阻零
  • 电感的作用有滤波、储能
  • 电解电容为有极性元件
• 焊接与调试
  • 焊接中焊锡过多，应该使用吸锡带吸走或者用电烙铁头带走多余焊锡
  • 使用万用表时，手应该捏着万用表表笔的塑料部分
  • 测量电压时，万用表应该并联在负载两端
  • ❗️色环电阻的标号解读
  • 在实习中，有单管放大电路、互补输出电路、同相比例放大电路
  • a741有方向接入电路中，需要考虑其管脚顺序
  • 防静电手环应该佩戴在手上，直接接触皮肤
  • ❗️贴片电容标号的解读

电子技术实习

• 电路基础知识
  • 电容的单位是法拉
  • 电阻的作用有反馈，限流，分压，耦合。
  • 米，毫米。微米。纳米。皮米。
  • 稳压二极管，没有很强的带负载能力
• 软件使用
  • 在对pcb进行布线时，按tab键更改线宽
  • pcb设计有很多的层，top layer和bottom layer可进行布线
  • 敷铜的填充模式有，只设置边界线，实体敷铜，网格状敷铜
  • altium designer 软件中自带的元器件集成库包含三极管，电阻，电容
  • 绘制原理图时导线wire和绘图工具的line。不具有相同的电气特性。
  • 原理图文件中所有元器件的编号必须唯一，否则编译时会出错。
  • pcb电路图在打印时要打印到热转印纸，光滑的一面
  • keep-out层是禁止布线层。
  • AOI光学检测的构成包括
    • 视觉系统，图像采集
    • 机械系统，传送
    • 软件系统，分析处理
  • pcb库文件的后缀是pcblib。
• 焊接
  • 清洁电烙铁头时应该将电烙铁温度调整至250℃
  • 手工焊接时，焊锡在凝固之前，触动会产生虚焊点
  • 元器件管脚和焊盘的距离增大，不利于金属的扩散。
  • 影响焊接界面结合层的因素有
    • 助焊剂的质量
    • 焊接的温度和时间
    • 母材的氧化程度
    • 焊料的合金成分和氧化程度
  • 减小表面张力的方法
    • 增加活性剂
    • 提高焊接温度
  • 手工焊接直插电阻时，电烙铁的握法
    • 正握法
    • 反握法
    • 握笔法
  • 回流焊机包括
    • 气相回流焊机
    • 局部加热回流焊机
    • 热风回流焊机
    • 红外回流焊机
• 其他
  • 人为干扰源
    • 无线电发射设备
    • 电力设备
  • 自然干扰源
    • 静电放电
    • 宇宙背景辐射
  • 汽车供电系统
    • 蓄电池和发电机
    • 汽车发电机定子绕组方式为星形连接。
  • 发电机的转子
    • 铁心
    • 磁场绕组
    • 爪极
    • 滑环
  • ss14的额定电流是1安。
  • 变化的电场周围会产生磁场，电磁波与光有相同的传播速度。