高校学生实习电视机原图的培训与专业技能培养的探索

摘要:电子信息工程专业综合实训的目标是使学生基本掌握本专业的核心能力和关键能力,为进入企业工作做好准备,并增强对就业岗位的适应度。本文就结合近年来20多所高校来我企业实训经验,结合高等院校学生的特点以及人才培养目标,阐述了生产实习中电视原理电路图教学及对学生专业技能的培养实践,并通过对实训教学的设计以及教学内容和教学方法的改进,实现理论教学与实践结合的桥梁作用。

关键词:高校实训;读电视原理图方法;专业技能训练

电子信息工程专业高校学生通过三年学习,模拟电路、数字电路、电路分析、高频电子线路、单片机技术等基础课程已学习结束,进入实训阶段。本人通过10多年实习教学实践认为,读懂电子设备整机原理图是应用电子类专业高校学生重要的能力,也是一门理论性、实践性和工程性很强的课程,它是学生所学专业基础课程的综合应用,同时也是批量实训做得到的平台。对学生专业技能的培养起到了非常重要的承上启下桥梁作用。针对高校学生的特点,在实训教学中以应用为目的,以基本能力、基本技能为标准,加强针对性和实用性知识的教学;从专业技能培养出发,着力从三个方面来培养提高学生的专业技能以及分析问题、解决问题的能力,即电路的读图能力、电路元器件的识别与检测能力、电路的原理分析与检测能力。

一、读图能力培训

读懂电路图是一个电子专业技术人员所必备的基本素质,能否正确看懂电视机电路原理图是电视机电路分析和故障判断的关键。而电视机电路图又是集高频、中频、低频电路,功放、扫描、开关电源等电路以及单片机技术的应用于一身,并且技术不断发展和更新,应用技术几乎涵盖了电子专业所学的专业基础课程。因此,通过电视机电路的读图训练,除了可以让学生了解电路的结构原理、信号的产生与传输过程、电流与电压的变化以及元器件的作用外,更重要的是通过读图训练,培养学生的专业素质和专业能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。因此,加强读图能力训练对学生专业能力的训练是非常重要的。

在学校教学中,只是针对电视机工作原理和工作过程介绍一下,部分高校没开设此课程,对读图能力的培养重视不够,每个章节的电路介绍也是单一的,缺乏连贯性和整体性,因此,学生在学完理论后仍然看不懂电路图,更谈不上去分析问题和解决问题了。

我们针对在学校教学中这一问题,在实训教学中重点加强了学生读图能力的培养,通过读图来使学生去实现对电路原理的消化和理解。以CFC47-3A两片机型电路图、黄河两片等L851机芯电路图等为例,这些电路实用性强,应用广泛,实训基地提供了CFC47-3A两片机批量机芯的实训。另外,将实用的测量、检测以及故障排除方法纳入教学训练,使学生学以致用,并以此为契机,触类旁通,提高了学生分析问题和解决问题的实际能力。

本文以CFC47-3A机原理图为例在探讨读图训练中,重点培养学生掌握读电路原理图的基本方法、步骤和技巧:

1、整机电路方框图读图训练

电路方框图就是将电路化整为零,将整体电路划分成若干个单元电路,然后再根据单元电路的特点来分析其在整机电路中的作用以及信号的流程,并利用电路方框图对单元电路来进一步分析,理解单元电路之间的联系及信号的流向。读方框图的训练是非常重要的一个环节,很多单元图就是专业基础课中的内容。通过电路方框图的读图训练,既让学生掌握了基本的读图方法,也让学生学会了专业基础知识的应用,同时也提高的学生的学习兴趣。

2、电路模块图读图训练

电路图模块是相对于整机电路图而言,它是由几个单元电路组成,如行扫描电路是由行同步、行AFC、行振荡、行推动、行输出五个部分组成,我们在单元电路已经对各单元电路进行了分析,因此只要确定系统电路的类型及编号、作用和输入、输出的信号的流程,信号的变换的规律等。

3、整机电路图读图训练

整机电路图是由频道预选器及电子调谐器、图像中频通道、伴音电路、解码电路、扫描电路、视放输出兼基色矩阵电路、开关电源七个电路模块组成,因此,把功能模块分析透了,整机电路就很容易理解。在读整机电路时,先从直观入手,例如电源电路,首先找到220V输入端,然后查找整流、滤波、开关变换、取样稳压、电压输出等,这样就对整体电路有了一定的认识。其次就是寻找易读电路,如伴音电路、频道预选及电子调谐器、扫描电路等。最后再读较难的电路,如彩色解码电路、鉴频器和鉴相器电路等。在读整体电路时,要就简避繁,逐步培养读图能力。

二、电子元器件GB符号与实物识别对照及检测

由于电视机电路涉及图像型号的处理,因此其元器件的应用种类也很繁多。除了电阻、电容、半导体管和高、中、低频变压器以外,还有选频变压器、消磁电阻、声表面滤波器、滤波器、陷波器、行输出高压变压器、开关电源脉冲变压器、延迟线、晶振、光电耦合器等元器件,而每个器件的工作原理都涉及专业基础知识。因此,要求学生既要学会识别、检测,还要了解其工作机理,这样才有利于对电视机电路原理的理解,更重要的是有利于培养学生对专业知识的应用能力。例如,控制电位器的检测,首先要了解控制电位器的特性,它是一个可变的电阻器,控制管脚电压随控制量变化随之变化。知道这一特性后然后再去测量相应管脚,通过测量结果来解释控制电位器的工作原理。

三、电路原理分析与检测能力训练

通过前面读图能力的训练,学生对整机电路的工作原理和电路的组成结构有所认识。在这一部分训练中,加强学生对电路信号流程的认识和对单元电路、电路模块以及整机电路的检测和分析。

1、电路原理分析及信号流程的训练

在电路分析和检测中,要对电路基本的工作原理有一个明确的了解,如该部分电路由那几部分组成,每部分电路在电视机中的作用,电视信号的组成和流通途径,信号如何变化,如何变换等。在电路分析中思路要清晰,只有弄懂了电路工作原理及信号流向才能知道怎样去检测电路。例如开关电源内部电路及工作原理分析过程如下:

CFC47—3A型机开关电源电路为串联型开关电源电路,由厚膜电路STR5412及外围电路组成,其简化电源原理图如图一所示。

振荡电路工作原理:

开关电源振荡电路由开关调整管Q1、T802、R812、C8ll等元件组成。它是一个典型的间歇振荡器。

电网电压经开关,保险丝F801至电网电源滤波电路,(见附录电原理图所示)互感滤波器T80l及电容C80l组成电源滤波电路,以滤除电网窜入的干扰信号,同时也滤除机内窜入电网的传导干扰。经D80l~D804整流及C810平滑滤波后得到300V左右的直流电压。该电压一方面通过开关变压器T802的初级绕组给开关管Q1集电极供电;另一方面又通过R811向Ql提供一个很微弱的正向电流。因此,在一旦接通电网电压,Q1就处于微导通状态(基极电流很小),Q1集电极电流流过开关变压器T802的初级绕组,因此在T802次级绕组上就产生相应的感应电动势。T802各绕组的同名端如图七所示,○6、○8为正反馈绕组。正反馈绕组上电压经R812及C811反馈到Q1基极促使Q1集电极电流更大。不断重复上述过程,强烈的连锁反应的结果使Q1很快进入饱和状态,此时Q1相当于开关的导通状态,T802初级线圈内电流(Q1的集电极电流)线性增加。在T802次级反馈绕组中感应出的反馈电压,通过R812对C811充电,充电电流逐渐减小。当Q1基极电流减小至IB≤IC/β时,Q1退出饱和区进入放大区,Q1集电极电流开始下降;Q1集电极电流的下降又通过T802强烈的正反馈作用,使Q1很快进入截止状态。随后C811通过R812及反馈绕组○6○8放电,当它放到一定程度后,(放电电流逐渐减小)电源又通过R811使Q1微导通,重复以上过程。为了提高开关电源稳压性能及减小电源对电视信号的干扰,电源中采用了行逆程脉冲强迫Q1导通的外同步电路。行逆程脉冲通过D808,R813加至Q1的基极,在C811放电,且电源通过R811还不能使Q1导通时,它强迫Q1导通,也就是使Q1的自由振荡被行频同步。显然,Q1的自由振荡频率必须低于行频。

在Q1导通期间,电源通过T802初级、Q1对C812充电及对负载供电,同时T802贮藏能量。当Q1截止期间,C812对负载放电,同时T802中贮藏的能量释放出来,通过D807继续向负载放电。

D806稳压管起开关电源输出电压过压保护作用。当因某种故障使输出电压超过112V时,且达到140V以上时,D806击穿起保护作用。但击穿后不能恢复,需要更换新的。

在CFC47~3A机开关电源中,控制电路是由厚膜块STR5412内部的Q2、Q3及其它元件组成。Q3、D3、R1、R2、R3、R4组成取样比较回路。Q2为控制器件,相当于一个可变电阻。开关电源输出电压经Rl及R2分压,在R2上得到取样电压。此电压与基准电压(D3的稳定电压)进行比较后产生误差电压加至Q3的基极与发射极两端,经Q3放大后在Q3集电极输出,加至Q2的基极与发射极间,来控制Q2的工作点,使Q2的C、E间相当于一个可变电阻。

由于某种原因使输出电压U0上升,则产生如下的连锁过程:

U0↑→STR5412的○5脚与○3脚间电压U○5○3↑→Q3的集电极电流IC3↑→R4上压降UR4↑→Q2的集电极电流IC2↑→Q2的C、E间的电阻↓→C811充电时间↓→Q1导通时间△t↓→U0↓;反之亦然。

由于该机开关电源是串联型开关电源,故整机底板各部分带电,因此在测量及维修时必须在电网输入端加隔离变压器,否则会有人身危险及损坏机内元器件。

在教学中要始终逻辑严谨,让学生保持清晰的信号流程分析思路,通过对信号流程的分析来加强对电路工作原理的进一步理解。

2、电路常规检测能力的训练

电路检测是应用电子专业学生所必须掌握的专业技能,在教学中要求指导教师规范指导,学生要敢于实践,善于实践,正确掌握检测方法,而不是盲目地实践。通过教学引导学生大胆地进行实践,应用所学理论知识并通过故障现象对电路进行分析,在遇到的实际问题及解决过程中不断学习、不断积累。只有这样,才能使学生对所学知识的理解不断深入,实践能力不断提高。突出理论对实践的指导作用。在训练中要求学生在检测之前一定要熟悉电路的工作原理,还要正确使用测试仪器、仪表的类型、档位。正确选择合适的电路测试点,保证测得参数的正确。

1)、主板电路冷态检测训练 不带电检测是电路检测最先要做的,可以通过目测法、电阻测量法和温度测试法对电路进行判断,以求对电路有初步的了解。如对地电阻、电容漏液、虚焊、电路有无损伤、元件有无变色、开裂、熔断等。

2)、主板电路热态检测训练 电路的热态检测是指无信号状态下对电路电压、电流进行检测,可以判断电路是否满足正常工作条件,元器件是否工作正常等。如检测放大电路时,通过对静态工作点的测量可以判断电路是否工作在放大状态;又如对开关电源电路的测量,通过在C810(+)测310V,在D806(-)测112V判断开关电源电路是否正常工作等。

3)、带电动态检测训练 电路的动态检测是指电路在接收信号后对电路电压和电流值以及波形进行检测。利用电压法、电流法、信号注入法等常用检测法。如电视机电路中的伴音电路测量,分清其电压是受信号变化影响的;又如图像中频信号的检测,行、场扫描信号的检测;频率特性的检测等。有时还要用示波器进行波形和波幅的检测。

四、电子元器件焊接技能训练

电子元器件是组成电子产品的基础,把电子元器件牢固的焊接到印制板,是电子装配的重要环节。每一个焊点的质量都关系着整个电子产品的质量,它要求每一个焊点都有一定的机械强度和良好的电器性能。掌握焊接的基本知识和基本技能是衡量学生掌握电子技术基本技能的一个重要项目。

五、故障检修训练

在故障训练阶段给学生设置不同的故障现象,让学生先分析判断故障的范围,再通过对应电路关键点的检测,检查出故障原因,填写故障检修报告,由指导教师给出评价。只有通过大量的故障训练和正常工作电路进行比较才能对电路进一步理解,对所学的理论才能更进一步地应用,并证实理论分析和电路图的正确性,才能解决实际问题。这样,不断加大学生的技能实训力度,才能提高学生的专业能力。对这种教学训练,学生有兴趣,有成就感,同时也取得了很好的教学效果。

综上所述,电子信息类专业高校学生的生产实习项目在不断的探索和开发,本文所述项目平台只是其中的一种探索实践。

参考文献:

[1] 赵坚勇 裴昌幸 《电视原理与系统》 西安电子科技大学出版社 2005.1

[2]全国技工学校电子类通用教材《电视机原理与电路分析》 中国劳动出版社

[3]全国技工学校电子类通用教材《电视机装接调试与维修技能训练》中国劳动出版社

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