1、电路基础实验,School of Electronic Engineering and Computer Science Peking University, Beijing 北京大学信息科学技术学院 周小计,提 要,1 总体介绍和目的 2 实验内容提要和要求 3 注意事项和要求,A 总体介绍,基本情况：,电路基础实验是信息技术学院为提高本科生在电路方面的动手能力，熟悉常用仪器设备，打好电子线路学习和实验研究的基础，为以后各类与电子线路有关的课程和实验开设的基础实验课程。,信息学院必修 (250-300人): 春季, 一年级学分: 1分,周小计、王延辉 、叶红飞、王为民刘诗美、解冰、张锦文、于
2、民,郭强,郝志红,教材； 电路基础实验，北京大学出版社,北京大学2018年电路基础实验课程安排,1）1） 第一周：2月28 号13：0-15：00 为理论大课。2）第2周到第8：3月7号-4月18号，每周三为1-12组的学生实验。3）第9周到第15周：4月25号-6月6号，每周三为13-24组的学生实验。4）6月13号，下午1：30-5：00对所有组的学生开放。,说明：1）学生成绩：,独立按时完成,2）学生必须有预习报告，否则教师有权取消本次实验。有记录的实验让教师签字（要附到实验报告上），没有记录的要让教师检查以后，整理好实验平台，然后登记每个人的实验日志，教师签字后离开。3)每名同学交20
3、元的押金。押金20元，用完以后退还。4）每组12人，每组留1个空实验台，做开放实验用。到点结束.,， 010-62755834,电路基础实验课教师名单周小计： 于民 刘诗美 王延辉 解冰 ， 张锦文 叶红飞 王为民 郭强 ； 62758496， 郝志红 62758496,说明5： 及时反馈意见，多沟通,助教一：网络答疑等所有问题 王笛 13810675334分组管理，申报以及平常材料准备，成绩统计等周三上午9点半元器件整理。,http:/,说明6： 助教以及老师职责,网站资源：思考题，实验内容，要求等。,基本点视频补充,预先看,电路基础实验网络沟通,1. 网络教学网站： 北大主页=教育
4、教学=网络教学 (注意,不是 “教学网”) 公共用户名：88888888（即八个8），密码同，（网站上公布讲义、课程通知等）， 同学们可以通过网站论坛发表意见。,2. email通知：网站上发布的课程通知等也会同时通过email发送给同学们，如果你可以接受email通知，请报名。报名方法： A组：即只在18周上课的同学,请写封email， 其主题：A组报名， 发送至： B组：即只在916周上课的同学,请写封email， 其主题：B组报名， 发送至：,实验一、手工电路焊接训练,一、实验目的通过在印刷电路板（PCB板）上对插脚式元件的焊接，以及简单电路的焊接，初步掌握手工焊接技术。了解PCB板的结
5、构，弄懂PCB板各部分的功能和含义。通过简单电路的焊接学会看电路图, 并能对照电路图在通用PCB板上合理布局焊接元件和正确连线。学习辨认基本的分立元件和简单的集成电路芯片。学习使用万用表测量电压、电阻，检测二极管和三极管。,实验一、手工电路焊接训练,二、实验器材直流稳压电源一台 ；函数信号发生器一台；四位半数字式万用表一台、电烙铁一把、实验工具一套，实验电路板一块；小功率碳膜电阻8个、独石电容2个、电解电容2个、双列直插8脚管座一个；1/4W金属膜电阻3K 1个、47K 1个、二极管1N4148 1个、三极管9013 1个，3发光二极管1个。,实验一、手工电路焊接训练,图 1实验室中实验桌及仪
6、器设备工具,实验一、手工电路焊接训练,实验专用电路板,实验一、手工电路焊接训练,四、焊接训练1、焊点训练在通用PCB板上首先焊接电阻、电容各两个，然后在焊接集成电路的相应位置焊一个双列直插8脚IC插座。,合格焊点,元件焊接姿态示意图,实验一、手工电路焊接训练,2、电路焊接焊接前对照电路图在印刷电路板（通用PCB板）上合理布局元器件。焊接完成后要求元器件排列整齐漂亮，适当设计以减短连线，还要便于测试。元器件焊后经检查焊点合格后方可焊接连接线。,实验一、手工电路焊接训练,用数字式万用表蜂鸣器档对照电路图检查各元器件间连通是否正确，检查各元器件阻值，管腿，正负极是否焊对，检查是否有短路，特别注意检查
7、电源VCC和信号地间是否有短路。检查电路焊接无误后方可加电调试。电路检查无误后加电VCC=10V，如果电路焊接正确，合上K1开关，发光二极管应被点亮，断开K1开关，发光二极管就熄灭，说明电路焊接正确。,实验一、手工电路焊接训练,五、思考题如何认识焊接质量在我们电子技术工程中重要性?通过实验一的具体操作说明保证焊接质量的技术要领有哪些？ 加到所焊电路输入端a点的频率f某一频率时发光二极管长亮，能否说明三极管Q1此时只工作在饱合区，为什么？,实验二、手工焊接技术训练,一、实验目的：学习手工焊接技术，掌握焊接方法；进行有一定难度的焊接练习提高解决实际焊接问题的能力；学习贴片元件和其他复杂异型元器件的
8、焊接。二、实验器材：焊接用粗单股铜线、贴片元器件若干、PCB版电烙铁、实验工具一套；万用表。,实验二、手工焊接技术训练,四、实验内容：单股硬导线用斜口钳分为12段，每段长约5厘米；将小段硬导线除去绝缘层、镀锡；将12段硬导线焊接成一个图1中所示的立方体形状。,图1 立方框焊接示意图,实验二、手工焊接技术训练,贴片电阻和电容的焊接：将焊好的电阻拆下，然后再重新焊接，反复练习。体会拆卸和焊接的方法与技巧,烙铁,焊锡丝,焊锡,焊盘,烙铁,实验二、手工焊接技术训练,五、思考题1、怎样给焊接部位镀锡？它的作用是什么？2、焊接微小型的贴片元器件，是不是烙铁头越尖越细就越好？3、你是怎样检验焊点质量的？为什
9、么？,实验七（三）、表面贴装流水线工艺,一、实验目的认识表面贴元器件，包括电阻、电容、晶体管、集成电路、印刷电路板（PCB）。学习表面贴装工艺和贴装方法。进行表面贴装流水线的实际操作，熟悉工艺流程。二、实验器材表面装贴流水线元器件再流焊炉。,实验七、表面贴装流水线工艺,1、波峰焊,实验七、表面贴装流水线工艺,2、再流焊,图2 再流焊（SMT）工艺,基板,焊锡膏,焊盘,贴片元件,焊锡,（a）自动或手动印刷焊锡膏,（b）自动或手动贴片,(c) 再流焊,实验七、表面贴装流水线工艺,贴片PCB 板元件安装图,实验七、表面贴装流水线工艺,焊接后可以通过对焊点的观察判断焊接质量是否合格,实验七、表面贴装流
10、水线工艺,严格按流水线操作规程操作,传送带,工件运载小车,11,22,图6：表面贴装流水线,1,2,3,4,5,7,8,9,10,11,12,6,13,14,实验七、表面贴装流水线工艺,六、思考题：1、表面贴装元器件有什么特点，在焊接和具体应用中有什么优越性？2、元器件贴装时应注意那些问题，为什么？3、表面装贴电路焊接容易出现哪些问题，应怎样检验和处理？,实验三、常用基本仪器使用练习,一、实验目的学会使用指针式万用表或数字式万用表测量直流电压、交流电压、电阻；学会使用直流稳压电源，信号发生器及示波器；简单了解仪器的工作原理，正确掌握测量方法。二、实验器材指针式万用表、数字式万用表、电容表、直流
11、稳压电源、信号发生器、示波器；PCB板；电阻1k、100k各两个，其他元件样品若干。,实验三、简单电路测量和仪器使用,三、实验内容与步骤1、用指针式和数字式万用表测电阻； 2、用指针式和数字式万用表测量直流电压。,a）用两对电阻R1，R2，R3，R4如图焊接在PCB板上b） 调直流稳压电源为9V加到VCC与GND上。c） 分别用指针式和数字式万用表测量左图 VA，VB，VAB点直流电压，并分析结果。,实验三、简单电路测量和仪器使用,3、分别用指针式和数字式万用表测量信号发生器交流电压信号4、示波器与函数信号发生器的使用,实验三、简单电路测量和仪器使用,四、思考题为什么用万用表直流电压档测量交流
12、电压是错误的？示波器上探头上1和10开关应与示波器上哪个参数设置要一致？如设置不一致则观测结果会怎样？在用示波器测量待测信号时，何时应该使用上升沿或下降沿触发？如何正确使用上升沿触发和下降沿触发？,实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试,一、实验目的熟练掌握万用表，信号发生器和示波器的使用；了解RC串并联电路相频，幅频特性的测试方法；熟悉所用元件，学会按电路图在实验板PCB上焊接元件；学习根据测量数据画出特性曲线和波形图。二、实验仪器指针式万用表、数字式万用表、信号发生器、示波器；PCB板；0.1电容和1.6K电阻各两个。,实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试,三、实验原理RC串并联
13、电路见图,实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试,幅频特性曲线,实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试,相频特性曲线,实验四、RC串并联网络的相频和幅频特性测试,五、思考题1、如何用示波器的游标（光标）法，正确测量Vin与Vout的相移？2、分析实验结果与理论计算结果的误差，指出造成误差的主要原因。,实验五 典型集成运算放大器电路,一、实验目的学习掌握对照电路图在PC板上安装和焊接元器件；进一步熟悉直流稳压电源、示波器、信号发生器、万用表等常用实验仪器的使用方法；学习掌握实验电路的测试方法和步骤。二、实验器材直流稳压电源、示波器、信号发生器、万用表、实验电路板；元器件：,实验五典型集成
14、运算放大器电路,三、实验原理与步骤,实验电路板,实验五 典型集成运算放大器电路,比例运算,实验五 典型集成运算放大器电路,有源的通滤波,实验五 典型集成运算放大器电路,有源高通滤波,实验五 典型集成运算放大器电路,五、思考题1、为什么要先调整好直流稳压电源的输出电压，再接入实验电路，而不能先将直流稳压电源的输出接入实验电路，再调整电压？2、为什么要将直流电源、信号发生器、实验电路和测量设备（示波器、万用表）的地线接在一起？,实验六、六反向器周期脉冲发生电路,一、实验目的学习用面包板组装电路和调试电路。进一步熟练掌握示波器，函数发生器的使用和系列脉冲时序测试方法。了解元器件（集成电路）各个管脚名
15、称和表示方式。二、实验器材面包板；示波器、信号发声器、稳压电源、万用表；元器件,实验六、六反向器周期脉冲发生电路,三、实验原理,反向器的原理图 和管脚定义,电路原理图,实验六、六反向器周期脉冲发生电路,实验用面包板,实验六、六反向器周期脉冲发生电路,实验步骤,实验六、六反向器周期脉冲发生电路,五、思考题：1、用示波器观测波形时如何正确使用触发状态和触发电平?2、用面包板插接电路时应注意哪些问题，怎样能使元器件连接稳定可靠，怎样使电路连接清晰、正确、少出错误？3、实验电路中Vg 波形与Va波形的上升沿延时时间，Vg 波形的脉冲宽度与哪几个元器件有关？,一 如何预习，如何写预习报告？（第一次预习内
16、容焊接。）,简单点：这个实验我要做什么？如何做？需要什么器件？为什么这样做（更高要求）？ 阅读这个实验，写出上面你的答案就可以,2 阅读相关的知识。（教材前半部分相应的知识。）,3 和实验报告配合着写。,二 实验过程,教师讲解：把你的问题明确化，思路清晰化，认识提升化，知识扩大化。,a)检查元器件。b)焊接前先测量 c)随时认真记录 ，规范记录 d) 遇到问题问老师，不要问同学 e)实验记录教师签字，完成的实验教师对你的点评 f) 整理好仪器,仪器记录本上教师签字.,三 实验报告 （不是越长越好，北大正规实验报告纸。）,正式实验报告是对实验的一个总结，实验报告的撰写又是知识系统化的吸收和升华过
17、程，因此，实验报告应该体现完整性、规范性、正确性、有效性。 实验原始记录附到后面,四 自己的思考： 认识的再升华,误差： 我们称被测对象在一定客观条件下存在的量值为真实值或真值。则测量值与真值的差就定义为误差或绝对误差。,系统误差是由某些固定不变的因素引起的。测量仪器方面的原因，仪器设计上的缺点，仪器标尺的刻度不准确；环境因素，由于实验条件不能达到理论公式所规定的要求而引起的误差。如外界温度、湿度、压力等引起的误差；测量方法因素，如近似的测量方法或近似的计算公式等引起的误差；人员因素，由于测量人员的主观因素和操作技术而引起误差。测量人员的习惯和偏向或动态测量时的滞后现象等，如读数偏高或偏低所引
18、起的误差。,随机误差：在相同条件下多次重复测量同一个物理量时，每次测量出现的误差数值是不确定的，测量误差时大时小，时正时负，完全是随机的。,过失误差：过失误差是一种与实际事实明显不符的误差，过失误差明显地歪曲试验结果。误差值可能很大，且无一定的规律。这类误差主要是由于实验人员粗心大意、操作不当造成的，如读数错误、记录错误、记错单位、计算错误、操作失误等。,体会，思考，理解，升华，再认识,实验报告的撰写,北京大学信息科学技术学院 电路基础实验课程组,2016年,实验报告三部曲,预习报告实验记录实验报告,预习报告,课前必须预习将要做的实验： 认真阅读讲义，了解实验要点（包括测量原理、测量方法、使用
19、仪器、元器件、实验步骤）,目的： 知道要做哪个实验，基本实验原理（避免来了还不知道干什么） 知道要用什么仪器、工具、元器件，以及使用方法（提高效率） 知道实验步骤和需要记录的数据，画好记录表格（避免做漏掉什么）,要求： 简明扼要书写预习报告，采用北京大学实验报告纸,教师拒绝未做预习的同学做实验！,实验记录,描述实验中观测的现象记录实验中测得的数据、图形使用北京大学实验报告纸记录，不能记在书上，原始数据不能作为实验报告的一部分,实验结束，指导教师在实验记录上签字，签字的实验记录附在正式的实验报告上，下次课上交。,实验报告,1. 学生姓名、学号、实验组号、组内编号，指导教师，实验日期；2. 实验题
20、目；3. 目的要求；4. 仪器用具，元器件清单： 仪器（型号）名称及主要规格（包括量程、分度值等） 用具名称； 元器件的参数5. 实验原理： 简洁但要抓住要点，即要写出原理依据的公式名称、公式表达式、公式中各物理量的名称 画出电路原理图；,实验报告,6. 实验内容：应包括主要实验步骤、测量及调节方法、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等；7. 数据表格、数据处理及结果（结论）：按实验要求处理数据，并写出结论；8. 讨论：对实验中存在的问题、进一步的想法等进行讨论；9. 思考题。,实验报告格式要求,必须使用北京大学实验报告纸(A4)；,实验报告不准打印；（若数据或图形需要电脑处理，打印后可以
21、粘贴在实验报告纸上）,建议页数不超过6页；,若有抄袭、数据造假等现象，本次实验零分！,注意事项,数据、表格：带单位,作图：横纵坐标、刻度、曲线及拟合,范例,范例,范例,范例,范例,范例,具体安排,无实验报告要求： 第一次实验：手工电路焊接实验 第七次实验：收音机的安装调试只需要写五次实验报告,测量误差和不确定度,实验和测量误差测量误差存在的普遍性系统误差和随机误差测量结果的不确定度什么是不确定度不确定度的估算方法有效数字，数值书写和运算规则有效数字的概念数值书写规则有效数字的运算规则,处理数据的几种方法列表在数据处理中的应用用作图法处理数据用最小二乘法进行直线拟合,参考文献,新编基础物理实验，吕斯骅，段家怟，高等教育出版社，2006。国际计量局，关于实验不确定度建议书 INC-1，1980。国家技术监督局，测量误差及数据处理，1991。,我们全体老师祝同学们在新的学期里，在我们的实验课里有好的开始，大的进步，大的收获。,分组安排，时间安排。,Peking University!,
