电子电路基础知识(七)

254969084 · 发表于 2016-1-28

第四章：基本工具
第一节万用表
目前的万用表分为指针式和数字式，它们各有方便之处，很难说谁好谁坏，最好是能够备有指针和数字式的各一个。业余电子制作有一个指针式的MF30型万用表也就可以了，这可是一种经典型号。还有元老级的MF500型万用表，廉价的MF50万用表，一般都可以在电讯商店买到。
万用表的三个基本功能是测量电阻、电压、电流，所以老前辈们叫它三用表。现在的万用表添加了好多新功能，尤其是数字式万用表，如测量电容值，三极管放大倍数，二极管压降等，更有一种会说话的数字万用表，能把测量结果用语言播报出来。（其实不是很难，Bitbaby曾有一度很想用单片机和语音电路做一个：-）
数字式万用表也有许多经典型号，如DT830C，DT830C，DT890D等，后面的后缀表示功能上的区别，其中DT830C已经买到了三十多元一个，够便宜的。 Bitbaby在学校里装过一个MF50的万用表，电路原理并不复杂，只是那么多的元件没有印刷板来固定，而是直接焊在接线板上，自己装对初学者来说还是麻烦了点。
万用表最大的特点是有一个量程转换开关，各中功能就是靠这个开关来切换的。基本上，用A-来表示测直流电流，一般毫安档和安培档各又分几档。V-表示测直流电压，高级点的万用表有毫伏档，电压档也分几档。V~是用来测交流电压的。A~测交流电流。
Ω欧姆档测电阻，对于指针式万用表，每换一次电阻档还要做一次调零。调零就是把万用表的红表笔和黑表笔搭在一起，然后转动调零钮，使指针指向零的位置。hFE是测量三极管的电流放大系数的，只要把三极管的三个管脚插入万用表面板上对应的孔中，就能测出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。
以下以MF30型万用表为例，说明万用表的读数。第一条刻度线是电阻值指示，最左端是无穷大，右端为零，当中刻度不均匀。电阻档有R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各档，分别说明刻度的指示再要乘上的倍数，才得到实际的电阻值（单位为欧姆）。
例如用R×100档测一电阻，指针指示为“10”，那么它的电阻值为10×100=1000，即1K。第二条刻度线是500V档和500mA档共用，需要注意的是电压档、电流档的指示原理不同于电阻档，例如5V档表示该档只能测量5V以下的电压，500mA档只能测量500mA以下的电流，若是超过量程，就会损坏万用表。
注意事项：万用表使用时应该水平着放。红表笔插在+孔内，黑表笔插入-孔内。测试电流就用电流档，而不能误用电压档、电阻挡，其他同理，否则轻则烧万用表内的保险丝，重则损坏表头。事先不知道量程，就选用最大量程尝试着测量，然后断开测量电路再换档，切不可在线的情况下转换量程。有表针迅速偏转到底的情况，应该立即断开电路，进行检查。
最后还有一个规矩，就是约定用完后的万用表要把量程开关拨到交流电压最高档，以防别人不慎测量220V市电电压而损坏。记住这个老前辈们留下的优良传统呦！
这里有一些万用表的图片:
MF110 MF500 MF50 MF47
DT830B DT890
第二节电烙铁
电烙铁分为外热式和内热式两种，外热式的一般功率都较大。
内热式的电烙铁体积较小，而且价格便宜。一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。内热式的电烙铁发热效率较高，而且更换烙铁头也较方便。
电烙铁是用来焊锡的，为方便使用，通常做成“焊锡丝”，焊锡丝内一般都含有助焊的松香。焊锡丝使用约60%的锡和40%的铅合成，熔点较低。（Bitbaby有个好习惯，就是每次做完事后都去洗手，铅可不是什么好东西，松香倒是蛮闻得惯的：-）
松香是一种助焊剂，可以帮助焊接，拉二胡的人肯定有吧，听说也可到药店购买。松香可以直接用，也可以配置成松香溶液，就是把松香碾碎，放入小瓶中，再加入酒精搅匀。注意酒精易挥发，用完后记得把瓶盖拧紧。瓶里可以放一小块棉花，用时就用镊子夹出来涂在印刷板上或元器件上。
注意市面上有一种焊锡膏（有称焊油），这可是一种带有腐蚀性的东西，是用在工业上的，不适合电子制作使用。还有市面上的松香水，并不是我们这里用的松香溶液。
电烙铁是捏在手里的，使用时千万注意安全。新买的电烙铁先要用万用表电阻档检查一下插头与金属外壳之间的电阻值，万用表指针应该不动。否则应该彻底检查。
最近生产的内热式电烙铁，厂家为了节约成本，电源线都不用橡皮花线了，而是直接用塑料电线，比较不安全。强烈建议换用橡皮花线，因为它不像塑料电线那样容易被烫伤、破损，以至短路或触电。
新的电烙铁在使用前用锉刀锉一下烙铁的尖头，接通电源后等一会儿烙铁头的颜色会变，证明烙铁发热了，然后用焊锡丝放在烙铁尖头上镀上锡，使烙铁不易被氧化。在使用中，应使烙铁头保持清洁，并保证烙铁的尖头上始终有焊锡。
使用烙铁时，烙铁的温度太低则熔化不了焊锡，或者使焊点未完全熔化而成不好看、不可靠的样子。太高又会使烙铁“烧死”（尽管温度很高，却不能蘸上锡）。另外也要控制好焊接的时间，电烙铁停留的时间太短，焊锡不易完全熔化、接触好，形成“虚焊”，而焊接时间太长又容易损坏元器件，或使印刷电路板的铜箔翘起。
一般一两秒内要焊好一个焊点，若没完成，宁愿等一会儿再焊一次。焊接时电烙铁不能移动，应该先选好接触焊点的位置，再用烙铁头的搪锡面去接触焊点。
第三节印刷电路板
印刷电路板是电子制作中的一个大头，也是最能体现电子爱好者制作水平的技术了。印刷电路板简称印制板，工厂制作与业余制作有很大的不同。工厂一般根据客户提供的电路原理图用计算机设计出印刷板图，然后经过照相制版等技术做出印制板，然后上阻焊、印字等形成成品，需要一系列设备。
而传统的业余制作中只能采用敷铜板加腐蚀液的土方法制作印制板。近年来推出了万用试验板、感光电路板等新型技术，解放了广大的电子爱好者和电子产品开发者。加之PC机的普及，用CAD软件设计电路、自动生成PCB（印刷电路板）已经不算难事了。甚至直接打印在胶片上配合感光电路板做印刷板更是方便极了。
Bitbaby在学校的课程中学过ORCAD软件，用它设计了一个8031单片机的典型应用电路，感觉还真不错。老师还不准用ORCAD的自动布线功能，那张图Bitbaby的手工布线可漂亮了，走线的转角都是平滑过渡，充分考虑这样的设计使印板更牢固，以至于老师以为是自动布线的呢（不自吹了：-）。可惜当时没有打印机打印出PCB来。
PROTEL更是为广大电子爱好者所熟知，只可惜Bitbaby对它没有很深的研究。一般的电子制作电路均不复杂，对老手来说，也只要用脑子就能设计出印刷电路板图来，所以还是讲讲传统的印制板的制作方法吧。
首先要在纸上根据电路原理图设计出印刷电路板图，各元器件之间的正确连接是重要的，还要注意元器件的大小、排列位置、干扰等。（Bitbaby以后将写一篇专门的文章讲述如何设计印制板。）设计完成后要反复校对原理图，并找出元器件实物放到各自的位置，在调整孔距、走线等。注意正反面，有时不小心设计了反面，可以把原图放在复写纸上描一次，那么在纸的背面就有了所需要的。
Bitbaby制作印制板的方法，是把设计好的1：1图纸剪下来，用透明胶贴在单面敷铜板的铜面上，然后用冲子在需要钻孔的地方敲一下，形成凹进去的小坑，这样再用小电钻钻孔就不会打滑了。然后用自制的小电钻（收录机电动机改装）打孔，全部打完后撕下图纸，直接用毛笔蘸油漆描线路。
由于已经有孔的定位，画起来不困难，只要记住那几个孔是连在一起的就好了。一般不复杂的电路用这样的方法制作电路板极快（连复写纸都省了：－），若是复杂的电路可以在图纸和敷铜板之间夹一张复写纸，然后把印刷板图描一遍，打孔的地方描得深些，然后用毛笔蘸油漆描线路。
如果没有油漆，可以用质量较好的记号笔描线路，或用修正液描，只是修正液描的电路板不太美观，需干后修正宽度一致。指甲油也可以用，干得较快，比修正液好用些。描的时候注意线条之间保持距离，孔的周围要形成包围，以利于焊接。
油漆要好长时间才能干，等油漆干后就可以投入腐蚀液中，腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成，三氯化铁为土黄色固体，也易于吸收空气中的水份，所以应密封保存。配置三氯化铁溶液时一般是用40%的三氯化铁和60%的水，当然三氯化铁多些，或者用温水（不是热水，以防油漆脱落）可使反应速度快些。
注意三氯化铁具有一定的腐蚀性，最好不要弄在皮肤上和衣服上（很难洗：-（反应的容器用廉价的塑料盆，放得下电路板的就好。腐蚀是从边缘开始的，当未描油漆的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板，以防油漆脱落后腐蚀掉有用的线路。
这时用清水冲洗，顺便用竹片等物刮去油漆（这时油漆从液体里出来，比较容易去除）。若不易刮，用热水冲一下就好了。然后擦干，用砂纸打磨干净，就露出了闪亮的铜箔，一张印刷电路板就做好了。为了保存成果，Bitbaby通常会用松香溶液涂一遍打磨好的电路板，既可以助焊，又可以防止氧化。
这里有一块bitbaby做的样品:

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