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FM收音机指导书

2.1产品1SMT实习（FM收音机）

（训练6）（训练7）

电子系统的微型化和集成化是当代技术革命的重要标志，也是未来发展的重要方向。

日新月异的各种高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品，正在改变我们的世界，影响人类文明的进程。

安装技术是实现电子系统微型化和集成化的关键。

20世纪70年代问世，80年代成熟的表面安装技术（SurfaceMountingTechnology简称SMT），从元器件到安装方式，从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现，它使电子产品体积缩小，重量变轻，功能增强，可靠性提高，推动信息产业高速发展。

SMT已经在很多领域取代了传统的通孔安装（ThroughHoleTechnology简称THT），并且这种趋势还在发展，预计未来９０％以上产品将采用SMT。

通过SMT实习，了解SMT的特点，熟悉他的基本工艺过程，掌握最起码的操作技艺是跨进电子科技大厦的第一步。

2.1.1SMT简介

一、THT与SMT

图2.1.1是THT与SMT的安装尺寸比较，表2.1.1是THT与SMT的区别

表2.1.1THT与SMT的区别

年代

技术缩写

代表元器件

安装基板

安装方法

焊接技术

通孔安装

20世纪60～70年代

THT

晶体管，轴向引线元件

单、双面

PCB

手工／半自动插装

手工焊浸焊

70~80年代

单、双列直插IC,轴向引线元器件编带

单面及多

层PCB

自动插装

波峰焊，

浸焊，

手工焊

表面安装

20世纪80年代开始

SMT

SMC、SMD片式封装VSI、VLSI

高质量

SMB

自动贴片机

波峰焊，

再流焊

THT元件SMC元件焊点

焊点印制板

图2.1.1THT与SMT的安装尺寸比较

二、SMT主要特点

1．高密集SMC、SMD的体积只有传统元器件的1/3～1/10左右，可以装在PCB的两面，有效利用了印制板的面积，减轻了电路板的重量。

一般采用了SMT后可使电子产品的体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。

２．高可靠SMC和SMD无引线或引线很短，重量轻，因而抗振能力强，焊点失效率可比THT至少降低一个数量级，大大提高产品可靠性。

３．高性能SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰，尤其高频电路中减小了分布参数的影响，提高了信号传输速度，改善了高频特性，使整个产品性能提高。

４．高效率SMT更适合自动化大规模生产。

采用计算机集成制造系统（CIMS）可使整个生产过程高度自动化，将生产效率提高到新的水平。

５．低成本SMT使PCB面积减小，成本降低；无引线和短引线使SMD,SMC成本降低，安装中省去引线成型、打弯，剪线的工序；频率特性提高，减少调试费用；焊点可靠性提高，减小调试和维修成本。

一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降３０％以上。

三、SMT工艺及设备简介

SMT有两种基本方式，主要取决于焊接方式。

１．采用波峰焊：

见图2.1.2

1、点胶

用手动／自动

点胶机

2、贴片

手动／自动

贴片机

3、固化

用加热使

贴片固化

4、焊接

用波峰焊机

焊接

SMB

胶

铜箔

波峰焊机

图2.1.2SMT工艺

（1）

此种方式适合大批量生产。

对贴片精度要求高，生产过程自动化程度要求也很高。

２．采用再流焊（见图2.1.3）

（a）印锡膏（b）贴片（c）焊接

在PCB上用印刷机用手动／半自动／用再流焊机焊接

印制焊锡膏自动贴片机贴片

图2.1.3SMT工艺

（2）

这种方法较为灵活，视配置设备的自动化程度，既可用于中小批量生产，又可用于大批量生产。

混合安装方法，则需根据产品实际将上述两种方法交替使用.

2.1.2SMT元器件及设备

一、表面贴装元器件SMD（surfacemountingdevices）

SMT元器件由于安装方式的不同，与THT元器件主要区别在外形封装。

另一方面由于SMT重点在减小体积，故SMT元器件以小功率元器件为主。

又因为大部分SMT元器件为片式，故通常又称片状元器件或表贴元器件,一般简称SMD。

1.片状元件

表贴元件包括表贴电阻、电位器、电容、电感、开关、连接器等。

使用最广泛的是片状电阻和电容。

片状电阻电容的类型、尺寸、温度特性、电阻电容值、允差等，目前还没有统一标准，各生产厂商表示的方法也不同。

目前我国市场上片状电阻电容以公制代码表示外型尺寸。

（1）片状电阻。

表2.1.2是常用片状电阻尺寸等主要参数

表2.1.2常用片状电阻主要参数

代码

参数

1608

*0603

2012

*0805

3216

*1206

3225

*1210

5025

*2010

6332

*2512

外型长×宽

1.6×0.8

2.0×1.25

3.2×1.6

3.2×2.5

5.0×2.5

6.3×3.2

功率（W）

1/16

1/10

1/8

1/4

1/2

1

电压（V）

100

200

200

200

200

注：

1.*英制代号

2.片状电阻厚度为0.4-0.6mm

3.最新片状元件为1005（0402），0603（0201），0402（01005）目前应用较少。

4.电阻值采用数码法直接标在元件上（参见教材P60），阻值小于10Ω用R代替小数点，例如8R2表示8.2Ω，0R为跨接片，电流容量不超过2A。

（2）片状电容

▲片状电容主要是陶瓷叠片独石结构，其外型代码与片状电阻含义相同，主要有：

1005/*0402，1608／*0603，2012／*0805，3216／*1206，3225／*1210，4532／*1812，5664／*2225等。

▲片状电容元件厚度为0.9～4.0

▲片状陶瓷电容依所用陶瓷不同分为三种，其代号及特性分别为：

NPO：

Ⅰ类陶瓷，性能稳定，损耗小，用于高频高稳定场合

X7R：

Ⅱ类陶瓷，性能较稳定，用于要求较高的中低频的场合。

Y5V：

Ⅲ类低频陶瓷，比容大，稳定性差，用于容量、损耗要求不高的场合。

表2.1.3常用表面贴分立器件封装

封装

S0T-23

SOT-89

TO-252

外形

引脚功能

1.发射极

2.基极

3.集电极

1.发射极

2.基极

3.集电极

1.基极

2.集电极

3.发射极

功率

≤300mW

0.3--2W

2--50W

▲片状陶瓷电容的电容值也采用数码法表示，但不印在元件上。

其它参数如偏差、耐压值等表示方法与普通电容相同。

2表贴器件

表面贴装器件包括表面贴装分立器件（二极管、三极管、FET/晶闸管等）和集成电路两大类。

⑴表面贴装分立器件

除部分二极管采用无引线圆柱外型，主要外形封装为小外形封装SOP（smalloutlinepackage）型和TO型。

表2.1.3是几种常用外型封装。

此外还有SC-70（2.0×1.25）、SO-8（5.0×4.4）等封装。

⑵表面贴装集成电路

常用SOP和四列扁平封装QFP（Quadflatpackage）封装。

见图2.1.4和2.1.5，这种封装属于有引线封装。

SMD集成电路一种称为BGA的封装应用日益广泛，主要用于引线多、要求微型化的电路，图2.1.6是一个BGA的电路示例。

1

1

16条引线节距1.27100条引线节距0.65

图2.1.4SOP封装图2.1.5QFP封装

顶面

底面/焊球

侧面

图2.1.6BGA封装

二、印制板SMB（surfacemountingBoard）

1.SMB的特殊要求：

（1）外观要求光滑平整，不能有翘曲或高低不平

（2）热胀系数小,导热系数高,耐热性好.

（3）铜箔粘合牢固，抗弯强度大。

（4）基板介电常数小，绝缘电阻高。

2.焊盘设计

片状元器件焊盘形状对焊点强度和可靠性关系重大，以片状阻容元件为例。

图2.1.6片状元件焊盘

A=b或b-0.3

B=h+T+0.3（电阻）

B=h+T-0.3（电容）

G=L-2T

大部分SMC和SMD在CAD软件中都有对应焊盘图形，只要正确选择,可满足一般设计要求。

三、小型SMT设备

1．焊膏印制

焊膏印刷机见图2.1.7

操作方式：

手动

最大印制尺寸：

320*280mm

技术关键：

①定位精度

②模板制造

2．贴片

手工贴片

（1）镊子拾取安放

（2）真空吸取图2.1.7焊膏印刷机

图2.1.8镊子拾取安放2.1.9真空笔

3．再流焊设备

台式自动再流焊机

电源电压220V50Hz

额定功率2.2kW

有效焊区尺寸240×180（mm）

图2.1.10再流焊机图2.1.11再流焊工艺曲线

加热方式：

远红外+强制热风

工作模式：

工艺曲线灵活设置，工作过程自动

标准工艺周期：

约4分钟

四.SMT焊接质量

1．SMT典型焊点

SMT焊接质量要求同THT基本相同，要求焊点的焊料的连接面呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，接触角尽可能小，无裂纹、针孔、夹渣，表面有光泽且平滑。

由于SMT元器件尺寸小,安装精确度和密度高，焊接质量要求更高。

另外还有一些特有缺陷，如立片（又叫曼哈顿）。

图2.1.12和图2.1.13分别是两种典型的焊点。

标准形状

标准形状

SMB

焊料润湿超过贴片高度1/4

料不足焊料润湿超过贴片高度1/4

焊料不足

不合格合格　　　　　　　不合格合格

焊料最大允许程度焊料过多　焊料最大允许程度

焊料过多　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不合格合格不合格合格

图2.1.12矩形贴片焊点形状图2.1.13IC贴片焊点形状

2．常见SMT焊接缺陷

几种常见SMT焊接缺陷见图2.1.14,采用再流焊工艺时，焊盘设计和焊膏印制对控制焊接质量起关键作用。

例如立片主要是两个焊盘上焊膏不均，一边焊膏太少甚至漏印而造成的。

焊料SMD铜萡

SMB

（a）焊料过多（b）漏焊（未润湿）（c）立片（又称“墓碑现象”“曼哈顿”）

（d）焊球现象

（e）桥接

图2.1.14常见SMT焊接缺陷

2.1.3实习产品简介

——电调谐微型FM收音机

一、产品特点

·采用电调谐单片FM收音机集成电路，调谐方便准确。

·接收频率为87～108MHz

·较高接收灵敏度

·外形小巧，便于随身携带

·电源范围大1.8～3.5V，充电电池（1.2V）和一次性电池（1.5V）均可工作。

·内设静噪电路，抑制调谐过程中的噪声。

二、工作原理

电路的核心是单片收音机集成电路SC1088。

它采用特殊的低中频（70KHz）技术，外围电路省去了中频变压器和陶瓷滤波器，使电路简单可靠，调试方便。

SC1088采用SOT16脚封装，表3.1.4是引脚功能，图2.1.15是电原理图。

1．FM信号输入

如图所示调频信号由耳机线馈入经C14、C13、C15和L1的输入电路进入IC的11、12脚混频电路。

此处的FM信号没有调谐的调频信号，即所有调频电台信号均可进入。

2．本振调谐电路

本振电路中关键元器件是变容二极管，它是利用PN结的结电容与偏压有关的特性制成的“可变电容”。

+

_

Ud

BP910

Ud（V）

Cd

（PF）

（a）（b）

图2.1.13外观图图2.1.14变容二极管

图2.1.15原理图

如图2.1.14（a），变容二极管加反向电压Ud，其结电容Cd与Ud的特性如图2.1.14（b）所示，是非线性关系。

这种电压控制的可变电容广泛用于电调谐、扫频等电路。

本电路中，控制变容二极管V1的电压由IC第16脚给出。

当按下扫描开关S1时，IC内部的RS触发器打开恒流源，由16脚向电容C9充电，C9两端电压不断上升，V1电容量不断变化，由V1、C8、L4构成的本振电路的频率不断变化而进行调谐。

当收到电台信号后，信号检测电路使IC内的RS触发器翻转，恒流源停止对C9充电，同时在AFC（automaticfreguencycontrol）电路作用下，锁住所接收的广播节目频率，从而可以稳定接收电台广播，直到再次按下S1开始新的搜索。

当按下Reset开关S2时，电容C9放电，本振频率回到最低端。

表2.1.4FM收音机集成电路SC1088引脚功能

引脚

功能

引脚

功能

引脚

功能

引脚

功能

1

静噪输出

5

本振调谐回路

9

IF输入

13

限幅器失调电压电容

2

音频输出

6

IF反馈

10

IF限幅放大器的低通电容器

14

接地

3

AF环路滤波

7

1dB放大器的低通电容器

11

射频信号输入

15

全通滤波电容搜索调谐输入

4

Vcc

8

IF输出

12

射频信号输入

16

电调揩

AFC输出

3.中频放大、限幅与鉴频

电路的中频放大，限幅及鉴频电路的有源器件及电阻均在IC内。

FM广播信号和本振电路信号在IC内混频器中混频产生70KHz的中频信号，经内部1dB放大器，中频限幅器，送到鉴频器检出音频信号，经内部环路滤波后由2脚输出音频信号。

电路中1脒的C10为静噪由容，3脚的C11为AF（音频）环路滤波电容，6脚的C6为中频反馈电容，7脚的C7为低通电容﬌8脚与9脚之间的电容C17为中频耦合电容，10脚的C4为限居器的低通电容，13脚璄C12为中限幅器失调电压电容，C13ฺ滤波电容。

4.耳机放儧电路

甡于用耳机收听，所需功率很小，本机采用了简单的晶体管愾大电路，2脚输出的音频信号经电位器Rp调节电量后，由V3，V4组成复合管甲类放大。

R1和C1组成音频输出负载，线圈L1和L2为射频与音频隔离线圈。

这种电路耗电大小与有无广播信号以及音量大小关系不大，因此不收听时要关断电源。

2.1.4实习产品安装工艺

一、安装流程（见图2.1.16）

外壳与结构件检验

元器件检测

SMB检测

丝印焊膏

贴片

再流焊

检验,补焊

THT元件装焊

部件装配

检测，调试

总装，交验

图2.1.16SMT实习产品装配工艺流程

二、安装步骤及要求

1．技术准备

（1）了解SMT基本知识：

·SMC及SMD特点及安装要求·SMB设计及检验

·SMT工艺过程·再流焊工艺及设备

（2）实习产品简单原理

（3）实习产品结构及安装要求

2．安装前检查

（1）SMB检查对照图2.1.17检查：

·图形完整，有无短，断缺陷·孔位及尺寸

·表面涂覆（阻焊层）

（2）外壳及结构件

·按材料表清查零件品种规格及数量（表贴元器件除外）

·检查外壳有无缺陷及外观损伤

·耳机

（a）SMT贴片（b）THT安装

图2.1.17印制电路板安装

（3）THT元件检测

·电位器阻值调节特性

·LED、线圈、电解电容、插座、开关的好坏

·判断变容二极管的好坏及极性

3．贴片及焊接参见图2.1.17（a）

（1）丝印焊膏，并检查印刷情况

（2）按工序流程贴片

顺序：

C1/R1，C2/R2，C3/V3，C4/V4，C5/R3，C6/SC1088，C7，C8/R4，C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15，C16。

注意：

①SMC和SMD不得用手拿②用镊子夹持不可夹到引线上

③IC1088标记方向

④贴片电容表面没有标志，一定要保证准确及时贴到指定位置。

（3）检查贴片数量及位置

（4）再流焊机焊接

（5）检查焊接质量及修补

4．安装THT元器件参见图2.1.17（b）

（1）安装并焊接电位器Rp，注意电位器与印制板平齐。

（2）耳机插座XS。

（3）轻触开关S1、S2跨接线J1、J2（可用剪下的元件引线）。

（4）变容二极管V1（注意，极性方向标记）,R5，C17，C19。

（5）电感线圈L1～L4（磁环L1,红色L2,8匝线圈L3,5匝线圈L4）。

（6）电解电容C18（100μ）贴板装。

（7）发光二极管V2，注意高度，极性如下图所示。

11mm

+

－

（a）安装（b）极性

图2.1.18

（8）焊接电源连接线J3、J4，注意正负连线颜色。

三、调试及总装

1.调试

（1）所有元器件焊接完成后目视检查。

·元器件：

型号、规格、数量及安装位置，方向是否与图纸符合。

·焊点检查，有无虚、漏、桥接、飞溅等缺陷。

（2）测总电流

①检查无误后将电源线焊到电池片上。

②在电位器开关断开的状态下装入电池。

③插入耳机。

表笔

图2.1.19

④用万用表200mA（数字表）或50mA档（指针表）跨接在开关两端测电流（图2.1.19）用指针表时注意表笔极性。

正常电流应为7～30mA（与电源电压有关）并且LED正常点亮。

以下是样机测试结果，可供参考。

工作电压（V）1.822.533.2

工作电流（mA）811172428

注意：

如果电流为零或超过35mA应检查电路。

（3）搜索电台广播

如果电流在正常范围，可按S1搜索电台广播。

只要元器件质量完好，安装正确，焊接可靠,不用调任何部分即可收到电台广播。

如果收不到广播应仔细检查电路，特别要检查有无错装、虚焊、漏焊等缺陷。

（4）调接收频段（俗称调覆盖）

我国调频广播的频率范围为87～108MHz，调试时可找一个当地频率最低的FM电台（例如在北京，北京文艺台为87.6MHz）适当改变L4的匝间距，使按过Reset键后第一次按scan键可收到这个电台。

由于SC1088集成度高，如果元器件一致性较好，一般收到低端电台后均可覆盖FM频段，故可不调高端而仅做检查（可用一个成品FM收音机对照检查）。

（5）调灵敏度

本机灵敏度由电路及元器件决定，一般不用调整，调好覆盖后即可正常收听。

无线电爱好者可在收听频段中间电台（例为97.4MHz音乐台）时适当调整L4匝距,使灵敏度最高（耳机监听音量最大）。

不过实际效果不明显。

2．总装

（1）腊封线圈

调试完成后将适量泡沫塑料填入线圈L4（注意不要改变线圈形状及匝距），滴入适量腊使线圈固定。

（2）固定SMB/装外壳

①将外壳面板平放到桌面上（注意不要划伤面板）。

②将2个按键帽放入孔内（图2.1.20）。

注意：

SCAN键帽上有缺口，放键帽时要对准机壳上的凸起，RESET键帽上无缺口。

③将SMB对准位置放入壳内。

a.注意对准LED位置，若有偏差可轻轻掰动，偏差过大必须重焊。

b.注意三个孔与外壳螺柱的配合（图2.1.21）。

c.注意电源线，不妨碍机壳装配。

螺孔

螺柱（3个）

印制板SMB

键帽（2个，其中

一个有缺口）

前壳

外壳前面

图2.1.20图2.1.21

④装上中间螺钉，注意螺钉旋入手法（图2.1.22和图2.1.23）

⑤装电位器旋钮，注意旋钮上凹点位置（参照图2.1.13）

⑥装后盖，上两边的两个螺钉

⑦装卡子先安装的螺釘

3.检查

总装完毕，装入电池，插入耳机

进行检查,要求：

（1）电源开关手感良好

（2）音量正常可调

（3）收听正常

（4）表面无损伤。

图2.1.22螺釘位置

图2.1.23紧固手法

表2.1.5FM收音机材料清单

类

别

代号

规格

型号／封装

数量

备注

类

别

代号

规格

型号／封装

数量

备注

电

阻

R1

222

2012

（2125）

RJ

W

1

电

感

L1

1

R2

154

1

L2

1

R3

122

1

L3

70nH

1

8匝

R4

562

1

L4

78nH

1

5匝

R5

681

1

晶

体

管

V1

BB910

1

电

容

C1

222

2012

（2125）

1

V2

LED

1

C2

104

1

V3

9014

SOT-23

1

C3

221

1

V4

9012

SOT-23

1

C4

331

1

塑

料

件

前盖

1

C5

221

1

后盖

1

C6

332

1

电位器钮（内、外）

各1

C7

181

1

开关钮（有缺口,）

1

scan键

C8

681

1

开关钮（无缺口，）

1

reset键

C9

683

1

卡子

1

C10

104

1

金

属

件

电池片（3件）

正,负,连接片各1

C11

223

1

自攻螺钉

3

C12

104

1

电位器螺钉

1

C13

471

1

其

他

印制板

1

C14

330

1

耳机32Ω×2

1

C15

820

1

Rp（带开关电位器51K）

1

C16

104

1

S1、S2（轻触开关）

各1

C17

332

CC

1

XS（耳机插座）

1

C18

100μ

CD

1

C19

104

CT

1

223-104

IC

A

SC1088

1

2.2电子元器件检测（训练8）

正规的元器件检测需要多种通用或专门测试仪器，一般性的技术改造和电子制作，利用万用表等普通仪表对元器件检测，也可满足制作要求。

万用表使用方法参见《万用表使用入门》及相应说明书。

一、电阻器检测

用数字表可以方便、准确地检测电阻。

1．选择相应量程并注意不要两手同时接触表笔金属部分。

2．测量小阻值电阻时注意减去表笔零位电阻（即在200Ω档时表笔短接有零点几欧电阻，是允许误差）。

3．电阻引线不清洁须进行处理后再测量。

二、电位器检测

固定端电阻（1、3端）测量与电阻器测量相同；活动端（1、2端）性能测量用指针表可方便观察,见图2.2.1及2.2.2。

51开关5

1

22

43

43符号实物

图2.2.1电位器符号与实例

（a）检测开关

（b）检测固定端

（c）检测活动端

图2.2.2电位器检测

三、电容