第6章 电子系统综合设计的工程问题.ppt

第6章 电子系统综合设计的工程问题 教学提示：在现代电子系统综合设计中，要研制一个经得起考验的电子设备或产品，仅仅了解电子元器件，掌握电路原理和电子技术是不够的，还必需充分考虑电子设备或产品的应用环境，增强系统的可靠性，抵御可能受到的电磁干扰等实际工程问题。 教学要求：通过本章的学习，要求掌握电子系统抗干扰性设计；理解电子系统可靠性设计；学会电子系统的装配与调试。 第6章 电子系统综合设计的工程问题 6.1 电子系统抗干扰性设计 6.2 电子系统可靠性设计 6.3 电子系统的装配与调试 6.1 电子系统抗干扰性设计 6.1.1 电磁干扰带来的危害: 1. 破坏或降低电子设备的工作性能。 系统通信监控与稳定性的干扰破坏 2. 造成灾难性后果。 情报泄密 、重大事故等 3. 电磁场对人体的危害。 电磁辐射：继水源、大气和噪声之 后的第四大环境污染源 6.1.2 电磁干扰的定义和三要素 电磁骚扰(EMD)是任何可能引起装置、设备或系统性能降级或对有生命或无生命物质产生作用的电磁现象。 电磁干扰(EMI)是“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。电磁骚扰仅是电磁现象，即客观存在的一种物理现象，它可能引起设备性能的降级或损害，但不一定已经产生后果，而电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。 在实际分析电磁干扰问题时常与电磁骚扰联系在一起讨论，统称为电磁干扰。 6.1.2 电磁干扰的定义和三要素 电磁干扰的三要素： 所有的电磁干扰都是由电磁干扰源、传输途径、敏感设备这三个基本要素组合而产生的。因此要抑制电磁干扰就应该从这三个要素入手。 6.1.3 电磁干扰的类型 根据干扰源的性质把电磁干扰分类为自然干扰和人为干扰。如图6.1所示。 6.1.4 干扰传播的(耦合)路径 电磁干扰从干扰源传进敏感源的路径，称为耦合路径，主要有传导、感应、辐射，以及其组合。 例如： 6.1.5 抗干扰设计的工程方法 电磁兼容的含义：电磁兼容(EMC)一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。换句话说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，在电磁环境中具有相容性的状态。相容性包括设备内电路模块之间的相容性、设备之间的相容性和系统之间的相容性。 6.1.5 抗干扰设计的工程方法 电磁兼容性控制技术： (1)传输通道抑制：具体方法有滤波、屏蔽、搭接、接地、合理布线。 (2)空间分离：地点位置控制、自然地形隔离、方位角控制、电场矢量方向控制。 (3)时间分隔：时间共用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔。 (4)频谱管理：频谱规划/划分、制定标准、频率管制等。 (5)电气隔离：变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换。 (6)其他技术。 6.1.5 抗干扰设计的工程方法 电磁兼容性分析与设计方法 磁兼容性设计的基本方法是指标分配和功能分块设计。 电磁兼容性测量与试验技术 1) 电磁兼容性测试的意义 2) 电磁兼容性测量的主要内容 3) 电磁兼容测量场地的要求 6.2 电子系统可靠性设计 6.2.1 可靠性的定义与衡量指标 可靠性：指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。产品可靠性定义的要素是“三规”：规定条件、规定时间、规定功能。 可靠度：系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度。 R(t)——可靠度函数； ——产生故障前的工作时间； t ——规定的时间。 衡量指标： (1)平均故障前时间(Mean Time To Failure ，MTTF)。 (2)平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure ，MTBF)。 (3)失效率λ(t)是指产品在规定的使用条件下使用到时刻t后，产品失效的概率，也称为故障率。 (4) 浴盆曲线。产品的可靠性变化一般都有一定的规律，其特征曲线由于其形状象浴盆，通常称之为“浴盆曲线”。 6.2.2 可靠性设计 可靠性设计的基本任务：在现有元器件水平的基础上，从设备或系统的总体设计、元器件选用、