漫谈硬件工程师基本功

shuszhao

这篇文章也是来自于我的同学所推荐的十万个为什么硬件公众号当中的文章而来的，就像上一篇自己所写的“漫谈华为硬件开发结”文章，思想来自于这里面，只不过是当中自己加以自己的感悟而已，而对于这篇文章也是同样的如此。      
   对于我们像我们这样的技术男，而且又是做硬件的人来说，当中有关于一系列的工具是我们所必须要掌握的，就像当中的万用表，示波器，一些电子元器件的防范措施，那么接下来就来讲解一下这当中的些许知识要点吧！
   先从示波器开始，下面的一些观点来自由硬件十万个为什么的文章里面的观点。当然在这边我所要讲诉的就是我认为最为关键的几点。



     这边为什么要拿出这张PPT来说事，主要的原因就是我们常用示波器的时候，千万不要忽略触法这个功能，如果能活用触法这个功能，就能够把信号给完整的定格在屏幕上，虽然看上去是静态的，但是这个波形却是无时无刻不是动态的。

     这边讲诉示波器探头主要是因为示波器的探头是个很脆弱的东西，对于我们来说，一定要呵护女人般的小心照看她，不然她就很容易坏。依稀记得我和另一个同事把公司最贵的示波器探头给弄坏了，为此还被记过了一次。如果想要具体更详细的了解这当中的知识，请见于下面的百度云分享地址。
   接下来就讲诉我们硬件工程师最常用的万用表吧！一说万用表作为学过电子的都知道一二，但是对于当中的机理，真真了解的还是为数不多。那么接下来我们要从哪些方面开始呢？从万用表的种类开始吧！

    而对于当中的测量的一些原理请见于下面文字；
　数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。
　　同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。
　　（1）直流电压测量电路 图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。

                               
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　　图1 数字万用表直流电压测量电路原理图
　　（2）直流电流测量电路 图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。

                               
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　　图2 数字万用表直流电流测量电路原理图
　　（3）交流电压测量电路 图3为数字万用表交流电压测量电路原理图。由图可见，它主要由输入通道、降压电阻、量程选择开关、耦合电路、放大器输入保护电路、运算放大器输人保护电路、运算放大器、交－直流（AC／DC）转换电路、环形滤波电路及ICL7l06芯片组成。
　　图中，C1为输入电容。VD11、VD12是C）的阻尼二极管，它可以防止C1两端出现过电压而影响放大器的输入端。R21是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。VD5、VD6互为反向连接，称为钳位二极管，起“守门”作用，防止输入至运算放大器062的信号超过规定值。运算放大器062完成对交流信号的放大，放大后的信号经C5加到二极管VD7、VD8上，信号的负半周通过VD7，正半周通过VD8，完成对交流信号进行全波整流。经整流后的脉动直流电压经电阻R26、R31和电容C6、C10组成的滤波电路滤波后，在R27、RP4上提取部分信号输人至基本表的输人端IN＋。同时输入至基本表的部分信号经C3反馈到运算放大器062的反相输人端，以改善检波器的整流特性。电容器CZ经R22接地，C2、C3的电容量及质量直接影响着放大器的频率响应。C2对高频部分影响较大，C3对低频部分影响较大。C4、R23承担抑制或消除电路自励的任务。若使基本表所获得的直流电压与交流输入电压的平均值成比例变化，可通过RP4进行调节。R6～R10为分压电阻，与直流电压挡的分压电阻共用。
　　（4）交流电流测量电路 交流电流测量电路与图3所示出的交流电压测量电路基本相同。只需将图中的分压器改成图2中的分流器即可。故其分流电阻与直流电流挡共用，耦合电路及其后的电路与交流电压测量电路共用。

                               
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　　图3 数字万用表交流电压测量电路原理图
　　（5）直流电阻测量电路 图4（a）为数字万用表直流电阻测量原理图，图中标准电阻Ro与待测电阻Rx串联后接在基本表的V十和COM之间。V＋和vREF＋、vREF和IN＋、IN一和COM两两接通，用基本表的2.8V基准电压向Ro和Rx供电。其中UR。为基准电压，URx为输入电压。根据设计，当Rx＝R0时显示读数为1000，当Rx＝2R0时溢出显示[因为2000＞ 1999（最大显示数）］。一般情况下有

                               
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　　图4 数字万用表直流电阻测量电路
　　因此，只要固定若干个标准电阻Ro，就可实现多量程电阻测量。图4（b）为实际电阻测量电路。其中，R7～R12均为标准电阻，且与交流电压挡分压电阻共用。
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  接下来就是热风焊台了，其实对于这个方面大家只要了解这篇文章，估计基本上就可以基本上算是掌握了。配张图


   记得第一次用的时候，由于没能把握好温度，直接就把阻焊层给烧焦了，引发了异味。但是对于我们做硬件的来说，工具无非就是那么多，只要我们能够恰到好处的操作它们，就能够为我们的硬件设计增添不少的时间便利。

jiege_hao

哈哈哈好好好好好好