国家电工电子实验教学中心 电子系统课程设计 设计报告
3 制作及调试过程
3.1 制作与调试流程
(详细说明电路制作与调试的方法和过程,如各单元电路的制作和调试顺序等。) 虽然测试的指标绝大部分都在接收端,但是没有发射模块,接收模块没有办法通过感应来产生电动势。所以我们决定首先焊接发射模块,然后焊接接收模块。但是由于我们自己设计的电路不知道有没有问题,所以首先通过multisim进行仿真。
在multisimi仿真结果出来之后,我们进行焊接程序。先焊接发射模块,在焊接接收模块。设计的要求大部分都在接收模块测设,实际上这些测试要求跟发射模块也有关,所以要提出来发射模块的测试要求。接收模块的要求不接受负载的为4.1v~4.2v。电流稳定在10mA 。根据这个要求我们设计了发射和接受模块,在焊接的过程中,我们先焊接的发射模块,在焊接的接收模块。
发射模块先焊接,按照事先仿真的电路图,我们焊接了电路板,先进行发射模块的测试,主要的测试指标是电路的频率和幅度,最好能保持电路的幅度在10v左右,频率尽可能保持在比较大的范围。
在测试完成发射电路之后,接下来是接受模块的焊接,焊接完成接收电路之后,由于前面已经进行了发射模块的焊接和测试,所以在焊接完成接收模块之后,将发射和接收模块的线圈放到一起进行电磁感应,在就设计要求的那几个问题进行一一的测试。下面是调试的具体过程:
1.焊好发射、接收电路板
2.直流电压先加5V,之后再慢慢调大,以防瞬间烧坏电路。
3.调试发射电路中的工作频率:调PR1时F1--F2产生的方波频率与C8L1的谐振频率一致。此时电流表的读数最小,接收线圈L2所得的感应电压最大,暂不接充电电池。
4.调基准电压:保持L1、L2相距2cm并同轴,此时C5两端的直流电压有10--12V。调滑动变阻器使比较器一端电压为4.19V,调节充电电源两端的电压为4.20v改这就是电池充电的终止电压。改变两线圈的间距,在0---6cm之间基准电压应当恒定为4.2V。 任何一项调试必须在保证其他条件不变的情况下进行。
5.调充满显示:调节滑动变阻器,使得充满时自动由红灯转变为绿灯。
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3.2 遇到的问题与解决方法
(在电路制作和调试过程中遇到的问题、产生原因、解决方法。) 在电路的制作过程中,主要有下面几个问题:
1.在焊接电路的过程中,存在虚焊和短路的问题,往往在第一遍焊接之后,电路板还存在这许多问题,并不能直接使用,其中最主要的问题便是短路和虚焊。
解决办法:对照实现设计的电路图,首先检查电路的布局和连线和设计的电路是否相符合,符合之后,对照电路板,用电流表和示波器接入电路,分段测试,来检查电路的短路和虚焊问题。
2.运用MULTISIM仿真的过程中,第一个问题就是对这个软件掌握的不太熟练,这给我们在仿真电路的过程中带来了不小的问题,例如找一个原件就可能浪费很多时间,其次,在仿真的过程中,程序经常会报错。
解决方法:一般在仿真的过程中,元器件不知道在multisim中具体哪一个库当中,所以,几乎每一个元器件我们都在网上查找了它在multisim中的对应型号和所在库。通过大量的查阅资料和询问同学,我们慢慢的开始掌握multisim这款软件的使用方法,在对后续设计的电路进行仿真的时候,速度相比之前有了大幅度的提高。在仿真的过程中,对于程序报错的问题,我们的基本思路是 首先检查自己设计的仿真电路有没有逻辑性的错误,或者通过软件提供的手动解决功能,再加上上网查阅一些相关的资料,对这个问题能够基本解决。
3.在对电路进行仿真设计之后,我们开始焊接电路,在这个之中遇到的最大的问题便是不够细心,刚开始的 时候以为仿真之后,焊接会比较简单,但是真正焊接电路的时候除了短路和虚焊的问题,有出现了许许多多的新问题,比如芯片的管脚,电容三极管的正负……这些都是焊接出现的拦路虎。
解决办法:我们对这些芯片首先进行了相关方面的资料查阅,在查阅完成资料之后,小组的成员开始进行焊接的工作,在焊接的过程中,我们尽可能的保证足够的耐心和细心,对于不小心焊接错误的电路板,在总结完成相关的经验之后,我们开始对电路板的焊接错误的元器件进行修改,对于实在没有办法修改的电路板,我们选择了放弃,在失败经验的基础上,重新焊接电路板,最终成功。
4.让我们小组最为头疼的问题的是,设计的仿真电路仿真出现的结果并不能和焊接出来的实物电路板在示波器上出现的结果一致。
解决方法:对于这个问题我们小组确实头疼了好几天,刚开始我们以为是焊接的电路出现虚焊或者短路,在用电表测试之后,发现并没有这方面的错误;之后我们以为是我们测量的方法有些偏差,导致结果没有办法出来,我们尝试着去对我们测试方法进行轻微的修改,来观察实验是否符合结果,发现还是不行;最后我们对我们焊接的电路进行轻微的调试,具体而言:修改了一些电容和电阻的值,通过不断的摸索,最终我们终于将这个问题解决
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4 系统测试
4.1 测试方法
(系统各项功能、指标的测试方法及流程,并附测试仪器与电路的连接示意图。)
(1)接收器工作指示的测试(20分) ? ?
要求:接受器接收到能量后用发光二极管指示。
测试方法:发射器采用12V直流供电。接收线圈靠近发射线圈时(距离和
角度不限),观察接收器工作指示灯是否点亮。 测试结果:接受指示灯亮,如下图所示: 发射器的工作电压是12.0v()
图4.1-1 工作电压示意图
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接收器指示灯亮:(图4.1-2 接收器指示灯图)
图4.1-2 接收器指示灯图
(2)接收器恒压功能的测试(20分)
? ?
要求:当接收器不接负载时输出电压为 4.2V±0.1V。
测试方法:发射器采用12V直流供电。在接收器不接任何负载条件下,当
接收线圈靠近发射线圈并固定不动时(距离和角度不限),测量接收器输出电压是否为4.2V±0.1V。轻微移动接收线圈时,测量该电压应保持在4.2V±0.1V范围内。
电压的值如下图所示:(图4.1-3 输出电压值图)
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图4.1-3 输出电压值图
(3)接收器恒流功能的测试(10分) ?
要求:接收器带载条件下,当输出电压在0~4VDC变化时输出电流稳定在
10mA或大于10mA(当满足发挥部分时,可直接得分),要求恒流误差小于5mA(两线圈距离和角度不限)。
?
测试方法:发射器采用12V直流供电。当接收线圈靠近发射器线圈时(距
离和角度不限),测量恒流值是否大于10mA及是否满足恒流误差要求。
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