电子设计与制作100例（第2版）.pdf

百例成才系列丛书 电子设计与制作 100 例（第 2 版）张 金 编著 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本书以电子设计制作流程为主线，从基础理论和基本器件、电子工艺、电源电路、开关电路、声光控制电路、高频电路、探测电路、信号源电路及单片机应用电路等几个方面，通过 100 个实际电路制作实例，从实践的角度详细介绍电子设计制作的流程、原理、器件选型、样机制作、电路调试等内容。本书在实例选择上，难易结合，有较容易的初级入门制作给读者以信心，又有体现实际应用价值的较为复杂的进阶级制作，便于读者将掌握的电子制作技能应用于工程实际。本书特别适合广大电子制作爱好者作为入门实践参考书，也可作为高等院校（高职高专院校）机械电子专业、无线电专业、应用电子专业学生及大学生电子设计竞赛基础培训的教学用书和参考书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 电子设计与制作 100 例/张金编著 2 版 北京：电子工业出版社，20127（百例成才系列丛书）ISBN 978-7-121-17524-4 电 张 电子电路电路设计 TN702 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2012）第 147657 号 策划编辑：王敬栋（wangjdpheicomcn）责任编辑：徐 萍 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：22 字数：563 千字 印 次：2012 年 7 月第 1 次印刷 印 数：4 000 册 定价：4980 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 zltspheicomcn，盗版侵权举报请发邮件至 dbqqpheicomcn。服务热线：（010）88258888。第 1 版前言 现代电子产品正以前所未有的速度，向着多功能化、体积最小化、功耗最低化的方向发展，机电产品广泛应用于家电、通信、一般工业乃至航空航天和军事领域。无论是日常生活还是高端科技领域，电子技术的应用均日益深入。掌握必备的电子系统设计制作基础知识和基本技能，能够满足我国目前产业结构对广大技术工人、工程技术人员基本素质的要求，而且能培养从事高端电子系统开发的能力和素质，适应信息时代的需要。对于即将走上工作岗位的大、中专学生，青年技术工人等广大电子爱好者来说，需要的是经验和技巧。而经验和技巧是课堂上学不到的，有一个长期积累的过程。实践是智慧、灵感、勤奋和汗水的结晶。本书立足于实践，系统讲述了电子电路的设计方法与制作技巧。全书内容由两部分组成：第一部分介绍电子元器件的选用、测量、替换和选购；电子制作常用工具、仪表，电子制作制图的相关方法；焊接工艺、装配、调试、故障分析、判断、排除的实际操作经验等内容，使读者对电子制作有个总体概念；第二部分由浅入深分别详细讲解 100个典型设计实例，给出有关电路图和工作原理及元器件型号、参数及制作方法。无论是初学者还是有一定基础的爱好者，均能在本书中找到自己的着力点，依据书中提供的电路图和设计制作步骤完成自己的制作。本书在编写过程中，参考了许多专家同行们的著作，限于篇幅无法一一列出，在此表示衷心的感谢。由于水平有限，纰漏和不妥之处在所难免，恳切希望读者批评指正。编著者 2009 年 7 月 第 2 版前言 本书第 1 版问世两年以来，以其易于上手、便于制作的实践指导性得到了广大读者的认可。其间，现代电子产品正向着智能化、小体积、微功耗方向发展，随着技术的进步，特别是集成电路技术的发展，许多新型电子产品问世，简化了电子产品设计制作工艺、丰富了电子产品设计制作内容，吸引着一批批电子设计爱好者自己动手制作电子产品，并走上电子设计工程师的道路。全书由陆军军官学院张金副教授在第 1 版的基础上根据读者建议和意见完善、充实，并修正书中出现的一些错误之处而成。考虑到技术的进步和制作的可操作性，统稿时删除了第1 版中内容陈旧和不易于制作的实例，重新规划了内容体系。“电子设计与制作实践”单列成章，并以实例的形式介绍电子设计的详细过程，印制电路板的手工制作，通用点阵板的焊接工艺及贴片元件手工焊接工艺。对所介绍的实例重新做了归类，增加了信号源电路制作实例内容。为适应电子产品迅速更新换代的步伐，在实例选取上增加了趣味性及时尚电子产品的设计制作内容，增加了与太阳能利用相关的电子产品设计制作内容，充实完善了部分经典实例内容。国内电子爱好者的制作水平远不及国外，一个重要原因是缺少专业素养和规范的训练。本书再版时注意与大学相关课程内容的区分和衔接，弱化理论介绍和推演，强化应用和实践，在实例介绍演示时注意规范性和程序性，避免制作“脏、乱、差”的低级重复，引导和培养读者走上规范和专业制作的良性循环。编著者 2012 年 5 月于清华园 目 录 第 1 章 电子设计与制作基础 1 11 电子系统概述 1 111 电子系统基本类型 1 112 电子系统设计的基本内容与 方法 2 12 电子制作概述 4 121 电子制作基本概念 4 122 电子制作基本流程 4 13 电子制作常用工具 6 131 板件加工工具 6 132 焊接工具 7 133 测量工具 9 134 其他工具与材料 12 14 电子制图 13 141 电路原理图 14 142 印制电路板的制作要求 14 143 自制印制电路板的方法 17 144 电子电路图识读要领 18 15 焊接工艺 21 151 焊接的基础知识 21 152 手工焊接及拆焊 23 16 电子制作装配技术 27 161 电子元器件的安装 27 162 电子制作的装配技术 30 17 电子制作调试与故障排查 32 171 电子制作测量 32 172 电子制作调试 34 173 调试过程中的常见故障 37 174 调试过程中的故障排查法 38 第 2 章 基本电子元器件 40 21 电阻器的简单识别与型号命名法 40 211 电阻器分类 40 212 电阻器的型号命名 41 213 电阻器的主要性能指标 42 214 电阻器的简单测试 43 215 选用电阻器常识 44 216 电阻器和电位器选用原则 44 22 电容器的简单识别与型号命名法 45 221 电容器的分类 45 222 电容器型号命名法 47 223 电容器的主要性能指标 47 224 电容器质量优劣的简单测试 48 225 选用电容器常识 49 23 电感器的简单识别与型号命名法 49 231 电感器的分类 49 232 电感器的主要性能指标 50 233 电感器的简单测试 50 234 选用电感器常识 50 24 半导体器件的简单识别与型号命 名法 50 241 半导体器件型号命名法 50 242 二极管的识别与简单测试 53 243 三极管的识别与简单测试 55 25 半导体集成电路型号命名法 57 251 集成电路的型号命名法 57 252 集成电路的分类 58 253 集成电路的封装形式 59 第 3 章 电子设计与制作实践 60 31 实例 1：数显式大电容测量电路 60 311 设计要求 60 312 选择整体方案 62 313 设计单元电路 67 314 整体电路原理图 75 32 印制电路板的手工制作实践 77 321 实例 2：利用过塑机制作印制 电路板 77 322 实例 3：利用热转印机制作印制 电路板 78 I 33 实例 4：点阵板手工焊接实践 81 34 实例 5：表面贴装器件手工焊接 84 341 工具和材料的特殊需要 85 342 焊接方法 85 第 4 章 电源电路制作实例 88 41 实例 6：串联型直流稳压电源制作 88 411 工作原理 88 412 元器件选择 88 413 制作与调试 89 42 实例 7：具有扩流过压保护的 5 稳压 电源 89 421 工作原理 89 422 元器件选择 90 423 制作与调试 90 43 实例 8：+5、12 稳压电源 91 431 工作原理 91 432 元器件选择 93 433 制作与调试 93 44 实例 9：新颖的 516 可调电源 94 441 电路原理 94 442 元器件选择与制作 94 45 实例 10：1220、1A 实验电源 95 451 电压可调的三端稳压 IC LM317 简介 96 452 输出电压采用 1220 时的 问题与对策 97 453 1220、1A 实验用直流电源 电路 98 454 制作与调试 99 46 实例 11：精密串联型稳压电源 100 461 工作原理 101 462 元器件选择 101 463 制作与调试 102 47 实例 12：智能型应急电源 102 471 功能及指标 102 472 电路原理 103 473 元器件选择 104 474 制作与调试 105 48 实例 13：直流升压电源 105 481 工作原理 105 482 元器件选择与制作 105 49 实例 14：锂离子电池充电器 106 491 工作原理 106 492 元器件选择与制作 107 410 实例 15：镍镉电池充电器 108 4101 工作原理 108 4102 元器件选择 108 4103 制作与调试 109 411 实例 16：直流交流变换器（逆变电源）110 4111 工作原理 110 4112 元器件选择 111 4113 制作与调试 111 412 实例 17：太阳能照明电路 112 4121 使用太阳能面板 112 4122 使用更大容量的电池 113 4123 灯具 113 4124 电路 113 4125 结构 114 4126 设置和调试 115 413 实例 18：自动追踪阳光的太阳能 充电器 116 4131 太阳能电池 116 4132 镍镉电池 117 4133 电动机 117 4134 工作原理 117 4135 光传感器 119 4136 滑环的使用 119 414 实例 19：简易步进数字电源 121 4141 整流滤波电路 121 4142 可调电压控制 122 4143 电压输出指示 124 415 实例 20：基于 UC3844 的多输出 电源 125 4151 电流型 PWM 控制原理 125 4152 电流型 PWM 控制芯片 UC3844 125 4153 主电路拓扑 126 4154 高频变压器设计 126 4155 漏感消除电路 128 II4156 控制电路设计 128 4157 实验结果 129 416 实例 21：小型太阳能供电板的 制作 130 4161 太阳能供电板的原理及 设计 130 4162 元器件选择 130 4163 制作过程 131 417 实例 22：车载笔记本电源适配器 132 4171 升压转换器的工作原理 132 4172 PWM控制 134 4173 调试与测试 135 第 5 章 开关电路制作实例 136 51 实例 23：三极管开关电路 136 511 三极管开关电路设计 136 512 基本三极管开关的改进 137 513 三极管开关的应用 139 52 实例 24：多通道家用电器遥控开关 140 521 工作原理 140 522 元器件选择 141 523 制作与调试 141 53 实例 25：声控开关 142 531 简介 142 532 工作原理 142 533 电路调整 143 534 元器件选择与制作 144 54 实例 26：电子定时器 144 541 电路原理 144 542 元器件选择与制作 145 55 实例 27：热释电红外感应开关 145 551 电路原理 145 552 元器件选择与制作 146 56 实例 28：微波自动开关 147 561 电路原理 147 562 元器件选择与制作 148 57 实例