创新实验告一段落了,在这近一学期的自主实验中,我受益匪浅,无论从理论的掌握还是实际的操作都有了长足的提高。让我不仅仅是了解了所选的实验的相关知识,还让我们对整个电子产品的设计流程和相关知识有了整体的认识和系统的了解。
整体感觉这次的创新实验的时间还是比较长的,从学期中到暑假,但确实让我们学到了不少知识,尤其是在产品制作这一块有很多是我们在书本上学不到的。在最初的实验选择上我选的是“三位半数字电压表”,了解到其核心是模电和数电的结合与相互转换,正好符合我们现阶段所学的知识结构,后来事实也证明我觉得我选的实验是相当好的。实验开始阶段的预备课程,我们初次接触到了Protel,使我们对整个产品的制作有了一个感性的认识。后面的贴片技术和单片机技术的讲解使我们对最新技术的发展有了一个初步的了解,对我们的专业知识也是大有裨益的,尤其是实验室亲自贴片的教学课程,让我们在实际中更加深入的了解电路板的制作过程和工艺,亲手操作让我们体会到了贴片技术的具体方式和方法,让我们在实践中体会贴片的技术,总结经验,这些无疑体现出了创新实验的创新之处。
实验进入正式分组上课进行具体实验后,老师对我们所选的课题的原理进行了讲解,让我们了解到了数字电压表是如何将模拟信号转变成数字信号。不知是不是当时的数电的知识跟不上,第一次课后对具体的原理并不是很理解,只有一个笼统的感觉,知道是通过采样,积分,比较,显示这几个阶段,对其具体如何转换和计数并不理解。后来数电课上学习了数模转换器,一下有豁然开朗的感觉:原来电压表其核心也就是一个数模转换器。老师后面在服务器上贴了关于电压表详细原理的文章,仔细阅读后感觉对电压表有了更进一步的理解,再加上一些老师针对一些具体的不易懂的细节的讲解,感觉现在对电压表的原理还算是掌握了。通过采样再用积分器和计数器对待测信号负向积分T时间,将待测电压加到积分器上,再通过标准电压从积分器上以恒定斜率正向积分至零时的时间,将其从电量转化为时间,再通过特定的参数的设置,则计数器上显示的数即为待测的电压值。而实验中采用的标准电压为+2V,这也就是为什么实验做出的电压表的量程不能超过2V和只能测正电压的原因了。
原理了解后,我们就具体的制作了,在制作过程中也遇到了不少麻烦。由于平时电烙铁用的次数不是很多,感觉上手在焊电路板时很不顺利,电阻焊的很粗糙,要接触很久焊锡才能覆盖整个焊盘,一度还担心烙铁接触电阻太久而汤坏了电阻,但渐渐的烙铁好像真正热了,焊的也越来越顺利和美观。后来总结出电烙铁应预热久一些,正所谓磨刀不误砍柴工,这样在焊接时会方便和快捷许多。但当板焊好后调试时,却出了较大问题,电压表可以测量,但LED显示器的第二位却总是不稳定,出现跳动并且测完后无法归零。老师调试了许久,终于发现了症结所在:原来我在插集成块时把译码器的控制位的一根线挂断了,导致第二位显示的译码器送数不稳定。老师在调试好后给我讲了他发现问题的思路和解决的办法。虽然出现了这么一个小插曲,但我却感觉学到的更多,学习了产品出现问题时如何分析的思路,如何调试确定出问题的症结和其解决的方法。我并不惧怕困难,相反,解决困难后的收获和成就感带给我们更多的收获。
实验最后一个阶段便是画原理图和PCB了,在看了老师给的教学视频后感觉画PCB也并非想象中的那么困难,便跃跃欲试,但在画原理图时就出现了不少问题,由于我想有所改变,打算把电阻,电容和集成块的封装换成贴片形式的,但由于基础知识的匮乏不知道其封装如何,便到网上查,费了九牛二虎之力终于对贴片封装的知识有点了解,但毕竟还是有很多的方面未涉及到无法决定其封装。本还想自己绘制封装,终因不知元件的尺寸而放弃。最后从软件自带的库中选择“0805”作为电阻和无极性电容的封装,“ILEAD-系列”选择作为集成块的封装(虽然不知道是否正确)。原理图绘制好后,便开始准备布线,可能是照着标准的原理图画的,在生成网络表时没出现错误,比较顺利的进入了PCB的绘制阶段。但由于是第一次布线,一味想把板弄的小一些,在元件分块摆好运行了“自动布线”后,检查电器规则发现有很多错误,好像是元件间的间隔过小了,不得已只有将板外围扩大,将已摆好的元件分散些,重新再运行“自动布线”,这次错误就没了。看着布好的PCB,虽然看起来不甚美观,但心里还是满高兴的,毕竟这是自己布出来的第一块板。第二天,又把老师的原理图转成了PCB,有了第一次的经验,这次顺手了很多,一次就成功了,外观也较第一次有了进步。
实验终于完成了,整体感觉实验很有自主性和创新性,让我学到了很多知识。尤其是一些思路和方法性的问题,学到了不少经验,让我收获颇丰。总之,感觉这次创新实验不同于传统的课堂式教育将原理公式灌输给我们,更多的是让我们在具体实际制作过程中通过自主性学习和查阅资料对原理和操作规范等知识进行需求性的学习,让我们感觉更有动力,在了解某一个相关知识后感觉更牢固,也更有成就感。同样,老师也很随和,很有亲和力,愿意帮助我们,并通过启发性的讲解传授给我们遇到类似困难的思路,告诉我们在遇到这类困难时如何分析排查和解决,而不是单单就解决我们碰到的困难。老师犹如朋友般的态度,让我们在遇到困难时也愿意多和他交流,帮助我们开拓思路解决问题,掌握某类问题的方法和途径。这种种无疑都是这次创新实验中让我感到与其他实验不同的。大半个学期下来让我感觉学到了很多,做了我的第一件电子产品,感觉很兴奋,很有意义,也很充实!