4.2. Порядок выполнения работы
1. По электрической схеме усилителя, заданной преподавателем, подобрать элементы устройства, расположить элементы усилителя на плате и произвести распайку.
2. После проверки преподавателем собранной схемы подключить измерительные приборы к ней (схема измерений указана в задании).
3. Вычислить коэффициент усиления на частоте f1 (1000 Гц) и f2 (10 000 Гц).
4. Снять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) собранного усилителя в полосе частот от 300 до 10 000 Гц.
5. Зарисовать АЧХ усилителя после выполнения измерений.
6. Снять амплитудную характеристику усилителя на частоте 1000 Гц.
7. С разрешения преподавателя разобрать схему усилителя и сдать все составные элементы схемы руководителю работы.
4.3. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
описание цели работы;
схему усилителя;
схему измерений усилителя;
АЧХ собранного усилителя;
амплитудную характеристику собранного усилителя на частоте 1 000 Гц.
Контрольные вопросы
1. Дайте классификацию усилителей, назовите их назначение, основные параметры.
2. Назовите принципы построения усилительных каскадов.
3. Каково назначение каскада предварительного усиления и выходного каскада?
4. Опишите способы включения транзистора: а) с ОЭ; б) с ОБ; в) с ОК.
5. Как выполняется выбор рабочей точки усилителя?
6. Каково назначение элементов схемы усилителя?
Рекомендуемая
литература [6–8].
Лабораторная работа № 5. Разработка печатного монтажа платы
Цель работы: ознакомиться с печатными платами и узлами, с разводкой и оформлением чертежей печатных плат.
5.1. Основные теоретические сведения
Применение печатных плат создает предпосылки для механизации и автоматизации процессов сборки радиоэлектронной аппаратуры, повышает ее надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа (емкость, индуктивность) от образца к образцу.
Простейшим элементом любой печатной платы является печатный проводник – участок токопроводящего покрытия, нанесенного на изоляционное основание. Характерной особенностью печатного проводника является то, что его ширина значительно больше толщины.
Система печатных проводников, обеспечивающая возможность электрического соединения элементов схемы, которые впоследствии будут установлены на печатную плату, а также экранирование отдельных проводников, образуют печатный монтаж. Изоляционное основание с нанесенным на него печатным монтажом образует печатную плату.
Иногда непосредственно на печатной плате, используя технологические процессы нанесения токопроводящего или изоляционного покрытия, получают отдельные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) – индуктивные катушки, контакты разъемов и переключателей и др. Такие элементы также называют печатными.
Система печатных проводников и электрорадиоэлементов, нанесенных на изоляционное основание, образует печатную схему.
По конструкции печатные платы подразделяют на однослойные и многослойные (MПП).
Однослойные печатные платы всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую плату называют односторонней (ОПП), если на двух сторонах, то – двусторонней (ДПП).
Многослойная печатная плата состоит из нескольких печатных слоев, изолированных склеивающими прокладками.
Многослойные печатные платы имеют соединения между проводниками, расположенными в различных слоях, или открытый доступ к отдельным участкам проводников внутренних слоев для припайки к ним ЭРЭ.
Процесс изготовления изоляционной платы с печатным монтажом состоит из двух основных операций:
а) создания изображения печатных проводников (копированием изображения с негатива на светочувствительный слой, печатанием изображения защитной краской через сетчатый трафарет или с помощью офсетной формы);
б) создания токопроводящего слоя на изоляционном основании.
Широкое распространение получили три метода создания токопроводящего слоя:
химический, при котором производится вытравливание незащищенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик;
электрохимический, при котором методом химического осаждения создается слой металла толщиной 1–2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины. При электрохимическом методе одновременно с проводниками металлизируют стенки отверстий, которые можно использовать как перемычки для соединения проводников, расположенных на разных сторонах платы;
комбинированный, сущность которого состоит в сочетании химического и электрохимического методов. При использовании комбинированного метода проводники получают травлением фольги, а металлизированные отверстия – электрохимическим методом.
Чтобы к печатному проводнику можно было припаять объемный проводник или вывод навесного ЭРЭ, на проводнике делают контактную площадку в виде участка с увеличенной шириной (рис. 5.1).
В зоне контактной площадки может находиться монтажное отверстие, в которое будет вставляться объемный проводник или вывод ЭРЭ. При наличии отверстия контактная площадка окружает его со всех сторон, монтажное отверстие может иметь металлизированные стенки.
Рис. 5.1. Печатные проводники (а, б) и контактные площадки (в) для пайки выводов электорадиоэлементов: 1 – печатный проводник; 2 – контактная площадка для элементов со штыревыми выводами; 3 – контактные площадки для элементов с планарными выводами; 4 – ключ у площадки, к которой будет припаиваться вывод № 1 микросхемы; 5 – линии координатной сетки
В
Рис.
5.2. Пайка проводников: а
–
в металлизированном отверстии; б
– в неметаллизированном
отверстии
Рис.
5.3. Пересечения печатных проводников
на двусторонней печатной плате
При установке объемных проводников и выводов элементов в металлизированное монтажное отверстие обеспечивается наиболее надежный паяный электрический контакт. Как видно из рис. 5.2, а, в этом случае припой затекает в отверстие и контактирует не только с выступающей частью вывода и контактной площадкой, но и со стенкой отверстия и той частью вывода, которая расположена в нем.
Использование неметаллизированных отверстий (рис. 5.2, б) приводит к меньшей надежности пайки.
Металлизированное отверстие может быть использовано также и для электрического соединения двух проводников, находящихся на разных сторонах изоляционного основания (рис. 5.3) двусторонней печатной платы, и для соединения двух и более проводников, расположенных на разных слоях многослойной платы.
Для изготовления печатных плат наиболее широко используют комбинированный и химический методы. Химический метод обеспечивает большую производительность, но позволяет получить фольгу, расположенную только на одной стороне печатной платы. При этом не может быть получена высокая плотность монтажа. Кроме того, он не может обеспечить такую же высокую надежность пайки, какую дают платы с металлизированными отверстиями, изготовленные комбинированным методом. Поэтому химический метод используют для получения односторонних печатных плат бытовой аппаратуры. Комбинированный метод используют для получения одно- и двусторонних печатных плат в аппаратуре, к которой предъявляют более жесткие требования по надежности.
Материал для изготовления печатных плат. Для изготовления печатных плат химическим и комбинированным методами необходимо иметь листовой материал в виде изоляционного основания с приклеенной к нему металлической фольгой. В зависимости от назначения печатной платы в качестве изоляционного основания используют чаще гетинакс и стеклотекстолит различной толщины. Фольгу делают из меди, так как она обладает хорошими проводящими свойствами. Для многослойных печатных плат, кроме фольгированного материала, применяют изоляционные прокладки из стеклоткани и медную фольгу. Номенклатура наиболее широко применяемых материалов приведена в табл. 5.1.
Таблица 5.1