電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項目試卷(學(xué)生).doc

2019年江蘇省職業(yè)學(xué)校技能大賽電子電路裝調(diào)與應(yīng)用（中職組）項目任務(wù)書 樣題選手工位號 _工作任務(wù)與要求請您在4小時內(nèi)，完成四個部分工作任務(wù)，具體工作任務(wù)和要求如下：1.完成光反射觀察電路的裝配、檢測與調(diào)試。2.依托multisim 14和參考文檔，完成簡單移動電源電路板的故障分析和檢修。3.利用Labview2015完成光反射觀察電路驗證系統(tǒng)控制界面制作，實現(xiàn)對電路的功能驗證和參數(shù)測試記錄。4.利用Altium Designer10軟件完成指定電路的印制電路板設(shè)計。以上任務(wù)，除現(xiàn)場作品以外，請其余記錄在計算機D盤根目錄下，“Z+工位號作品”文件夾內(nèi)，包括答題卡文檔，并請復(fù)制到賽場發(fā)放的U盤中，裁判將依據(jù)現(xiàn)場電路板作品和上交的U盤文檔進行評分?？瞻椎拇痤}卡文檔在賽場發(fā)放的U盤參考文件夾內(nèi)。任務(wù)一 光反射觀察電路的裝配與調(diào)試 (30分)根據(jù)圖9所示原理圖、圖7所示裝配圖和表1所示元器件表，正確選取元器件，準(zhǔn)確地焊接在賽場提供的印制線路板上。（10分）焊接要求：在印制電路板上所焊接的電子元器件的焊點大小適中、光滑、圓潤、干凈，無毛刺；位置正確；無漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導(dǎo)線長度、剝線頭長度符合工藝要求，芯線完好，捻線頭鍍錫。其中包括：貼片元器件焊接和直插元器件焊接。裝配要求：元器件焊接安裝無錯漏；線路板上插件位置正確，接插件、緊固件安裝可靠牢固；元器件、導(dǎo)線安裝及元器件上字符標(biāo)示方向均應(yīng)符合工藝要求；線路板和元器件無燙傷和劃傷，整機清潔無污物。我們周圍物體的顏色，是因為物體對于不同波長的光具有不同的反射特性。在可見光波段，通過測量對于紅綠藍(lán)三種波長的光的反射特性，就可很好的仿真我們?nèi)搜蹖τ谶@個物體顏色的認(rèn)識。實際上，物體的光的特性，在不可見波長的方面，有可能給我們經(jīng)驗有較大的差別。本電路安排三種波長的光進行研究。365nm，450nm，940nm，分別是紫外，藍(lán)光，紅外。這三種發(fā)光管市場上能夠采購。三種發(fā)光管，由于光子能量不同，發(fā)光管工作電壓差別比較大，紅外發(fā)光管1.2伏就可以導(dǎo)通，藍(lán)光發(fā)光管接近3伏，紫外發(fā)光管需要3.3伏以上，因此，一般的數(shù)字三用表可能不是很好測量?？梢岳秒娐钒迳螪7的位置，R33裝上以后，通電在此處試驗發(fā)光管的極性和種類。電路的基本思路，就是分別點亮三種發(fā)光管，測量物體發(fā)射的光信號的強度，進而得到在這三種光源條件下這種物體的“顏色”。光電管我們采用發(fā)光二極管，盡管它比專用光電二極管受光面積小，光量子效率也低，但是因為它還是PN結(jié)，具有光電效應(yīng)，并滿足線性響應(yīng)條件。同時，由于能級差異原因，紫外發(fā)光二極管接收不到藍(lán)色發(fā)光二極管的信號，這樣可以區(qū)分反射光是紫外光還是熒光。安排了不同的光電接收電路的放大系數(shù)，以及不同的發(fā)光二極管的供電電流，以便于進行測量。由于藍(lán)光和紫外發(fā)光管響應(yīng)太小，本電路測量精度還不高。測量結(jié)果單片機采樣，數(shù)碼管顯示。另外安排了四路采樣保持模擬電路，用于進行電路特性試驗。單片機以及四位數(shù)碼管顯示參數(shù)，一個按鈕選擇工作模式。一共十個工作模式。模式，0,三個燈不亮，記住零點，顯示三個零點1,紅外燈亮，測量紅外，顯示2,藍(lán)色燈亮，測量藍(lán)色，顯示3,紫外燈亮，測量紫外，顯示4,順序測量，時間順序1,報告紅外數(shù)值5,順序測量，時間順序1,報告藍(lán)光數(shù)值6,順序測量，時間順序1,報告紫外數(shù)值7,順序測量，時間順序2,報告紫外比藍(lán)光8,順序測量，時間順序2,報告紫外比紅外9,順序測量，時間順序2,報告藍(lán)光比紅外已經(jīng)焊接好的電路板，進行調(diào)試并實現(xiàn)電路工作正常（10分）。（1）單片機及顯示電路工作正常。（2）光發(fā)射電路工作正常。（3）光接收電路工作正常。（4）模擬輸出電路工作正常。（5）標(biāo)準(zhǔn)白紙測試參數(shù)正常。波形測量記錄(10分)在下發(fā)的U盤參考文件夾中，有電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項目答題卡的文檔，選手需在答題卡文檔中作答。示波器的圖形文件，可以粘貼在答題卡中對應(yīng)的位置。（1）光反射觀察電路工作在模式9，使用雙蹤示波器，測量記錄U10-12和U10-13引腳信號電壓前68個波形。（2）光反射觀察電路工作在模式4，使用示波器，測量記錄R22對地電壓信號。（3）設(shè)置工作模式8，使用示波器，測量記錄U17-4引腳波形。任務(wù)二 簡單移動電源電路板的故障分析和檢修（10分）DZ181001為一種簡單的移動電源電路，其中，包括以U4為核心的鋰電池充電電路，以U5為核心的鋰電池充放電保護電路，以U2為核心的開關(guān)電源升壓電路，以及以U1U3組成的鋰電池剩余容量指示電路。充電電路能夠自動根據(jù)鋰電池的電壓確定充電電流，當(dāng)鋰電池電壓較小時，充電電流是標(biāo)準(zhǔn)充電電流的十分之一，小電流充電，鋰電池電壓超過3伏時開始正常充電，其充電電流可以調(diào)節(jié)，當(dāng)前電路設(shè)定正常充電電流為100毫安。鋰電池保護電路可以保護鋰電池過度充電或過度放電，電池電壓太低時或充電電壓太高時，將電池與外部電路斷開。升壓開關(guān)電源將鋰電池電源3伏4.2伏電壓升壓為5伏；鋰電池剩余容量指示電路，通過三個比較器電路，以及預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓，通過D1、D2、D3指示移動電源的剩余容量。全亮最大，全滅最小。當(dāng)前，三個閾值判斷大約在3.3伏，3.8伏，4.1伏左右。以Q1為核心的電路是一個模擬電池電路，使用時，短路J5，在J4上接入可調(diào)的穩(wěn)壓電源，從0伏調(diào)節(jié)到4伏，可以觀察到鋰電池J3（VBAT，BAT-）電壓的變化，同時，充電管理芯片也可以有相應(yīng)的動作，是涓流充電，或是充電完成等等，相應(yīng)的指示燈有變化?，F(xiàn)場發(fā)放的電路板，已經(jīng)由SMT貼片完成了大部分工作，需要選手在現(xiàn)場焊接五個接線排針。選手完成以上工作以后，電路板上還有二個故障，使其電路不能實現(xiàn)前述指標(biāo)。需要選手找出故障并在項目任務(wù)書上答題。需注意，充電電壓一般是5伏，J1J4的極性要認(rèn)真辨別，不要接反。排除故障所用元器件，現(xiàn)場填單子從裁判處獲取，不要告訴其他人。圖1 簡單移動電源電路圖2 簡單移動電源電路電路板元件布局圖圖3 電池電量指示電路部分仿真電路根據(jù)圖3電路，再補充部分仿真源，在multisim仿真環(huán)境進行部分電路的仿真，截圖表示其結(jié)果。電池電壓為3.5伏時仿真電路及顯示結(jié)果截圖（2分）電池電壓為4.2伏時仿真電路及顯示結(jié)果截圖（2分）現(xiàn)場提供的簡單移動電源電路，有兩個故障，這兩個故障不一定是前面仿真電路所完全展示的。排除故障后記錄在答題卡中，如下表。故障排除記錄(6分)故障點故障類型故障排除方法答題例子故障點故障類型故障排除方法Q1-B對地短路用刀劃斷銅箔故障類型包括開路，短路，參數(shù)錯誤，裝配錯誤，損壞等任務(wù)三 光反射觀察電路系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試（35分）一、 利用Labview2015完成光反射觀察電路系統(tǒng)設(shè)計。光反射觀察電路系統(tǒng)框圖如圖4所示，控制界面如圖5所示； 圖4 光反射觀察電路系統(tǒng)系統(tǒng)框圖圖5控制界面采用數(shù)據(jù)采集卡myDAQ采集DZ181003電路中ADC0、ADC1的電壓值，同時，采集電路板上模式控制信號，B2、B1、B0指示當(dāng)前電路板控制的發(fā)光信號，分別是紫外、藍(lán)光、紅外。分別使用MYDAQ設(shè)備的AI0,AI1,DI0,DI1,DI2端口。系統(tǒng)要求1. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC0電壓，單位mV。2. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC1電壓，單位mV。3. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B0信號，高代表紅外發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。4. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B1信號，高代表藍(lán)光發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。5. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B2信號，高代表紫外發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。6. 紅外顯示的是ADC0信號，藍(lán)光顯示ADC1信號，紫外顯示（ADC0+ADC1）/2的數(shù)值，并且在對應(yīng)的控制信號線高的時候，顯示對應(yīng)數(shù)值，控制信號線低的時候，對應(yīng)的顯示為0。電路板上，ADC0、ADC1、B0、B1、B2信號沒有專門的焊盤焊接引線用于連接MYDAQ設(shè)備，可以將公頭的杜邦線焊接在這幾個信號線對應(yīng)的電阻上，以便于進行連接。1. 完成設(shè)計界面，并截圖（10分）光反射觀察電路系統(tǒng)界面截圖2. 操作控制過程截圖（15分）單獨紅外發(fā)射時的控制界面截圖（5分）單獨藍(lán)光發(fā)射時的控制界面截圖（5分）單獨紫外發(fā)射時的控制界面截圖（5分）3. 使用儀表板截圖（5分）使用MYDAQ采集卡和儀表板，測量電路板參數(shù)，并截圖。使用電壓表測量單片機的電源電壓，并截圖（3分）使用歐姆表測量現(xiàn)場發(fā)放的插件電阻的阻值，并截圖（2分）4. 系統(tǒng)操作使用過程描述(5分)分五步簡述使用光反射觀察電路系統(tǒng)進行藍(lán)光反射測量的過程1).2).3).4).5).任務(wù)四 印制電路板設(shè)計（15分）要求：1 考生在D盤根目錄下建立一個文件夾。文件夾名Z+工位號?？忌械奈募４嬖谠撐募A下。2 利用D盤參考文件目錄中的參考文件生成自己的原理圖符號庫和PCB封裝庫文件。（1分）3 根據(jù)參考文檔，在自己的庫中設(shè)計FJ3461AH、TM1620的符號和封裝。(2分)FJ3461AH符號和封裝的名稱均為LED4x8，TM1620封裝名稱為SOP-20A。4 利用自己的符號庫，繪制原理圖，如圖6所示。（4分）要求：在原理圖下方注明自己的工位號。5 利用自己的封裝庫，繪制圖6電路的雙面電路板圖（8分）要求：（1）在機械層繪制電路板的物理邊界，尺寸：50mm80mm。（2）四個固定孔尺寸；孔徑3mm，孔中心距離板子邊2.5mm。（3）發(fā)光管和光電管應(yīng)布置在電路板底面。（4）一般布線間隙0.2mm。布線線寬0.3mm，電源線寬0.5mm。（5）雙面敷銅接地，敷銅間隙0.5mm。（6）在電路板上部外側(cè)注明自己的工位號。圖6圖7 DZ181003電路板裝配圖正面圖8 DZ181003電路板裝配圖反面裝配注意；1. 三種發(fā)光二極管需要注意區(qū)分，并注意極性。2. 電路原理圖中xx的元器件是不裝的。3. 應(yīng)裝好尼龍支架進行測試。表1 DZ181003電路元器件清單圖9 光反射特性觀察電路原理圖