第八章节电子系统工程实现中的问题幻灯片.pptVIP

模拟电路的调试 （1）晶体管电路，若不正常工作，首先断开级联与反馈，检查工作点。 （2）运放电路着重检查差分输入端电位。 排除自激故障，可断开反馈，逐级将输入端交流短路接地，针对自激原因，采用旁路电容、负反馈等措施改善。 （3）模拟电路输入阻抗的测量；采用电阻分压法测量。 （4）输入短路等效噪声测量。 （5）网络频率响应特性的测量：用扫频仪幅频特性，用矢量网络分析仪或信号源加信号分析仪测试其幅频或相频特性。 （6）失真度测量：采用失真度仪直接测量 模拟电路的调试应逐级跟踪控制调试，主要难点：排除自激和降低系统的噪声。 数字电路系统的调试 ★主要调试仪器： 中小规模数字集成电路：万用表、逻辑笔和示波器 大规模的复杂时序逻辑的系统：逻辑分析仪 ★数字系统常见的问题： （1）因电路延时或逻辑设计带来的竞争冒险 （2）组合逻辑电路输出中的“毛刺”脉冲 （3）负载过重等原因导致的数字信号幅度达不到要求的电平 竞争冒险产生原因：由于延迟时间的存在，当一个输入信号经过多条路径传送后又重新会合到某个门上，由于不同路径上门的级数不同，或者门电路延迟时间的差异，导致到达会合点的时间有先有后，从而产生瞬间的错误输出。 　　消除方法 　　1.接入滤波电容； 　　2.引入选通脉冲； 　　3.修改逻辑设计； 　　4.利用可靠性编码； 　　5.引入封锁脉冲。 毛刺的处理：可以加一适当大小的对地旁路滤波电容，来滤除或降低其脉冲幅度。 温度对电子设备的影响：使性能下降，不能稳定可靠工作，直至器件受损至毁坏。 热设计的目标：使设备的整机温度和内部各部分电路元件之间的温度分布保持在一个控制值之内，对于一般器件的器件工作温度范围只有几十或一百多摄氏度，温度太低时，需要进行预热升温，达到器件工作温度后方可正常工作。主要解决的问题是大规模芯片和大功率电路自身发热，要对其进行散热降温。 这里指的热设计是对设备的发热器件及整个设备的温度进行控制而采取的措施。 一、功率器件的散热 系统内主要的发热器件对多采用安装散热片，或局部风冷的办法。 对大的发热元件应留有较大的周围空间，采用易于散热的安装形式。 通过EDA工具，可以根据所设计的PCB上的温度分布效果图，对元件排列位置和密度进行调整。PCB竖立安装通常比横卧安装的散热效果好。 二、整机的散热 常用的方法是机箱开通风孔，安装排气扇，尽量使主要发热的元件处于风路上。 通常电子设备的金属外壳，常利用兼做散热器，将功率器件直接安装在外壳上，但注意电绝缘和安全问题。 8.3 可靠性设计 可靠性设计使指在设计电子系统时，不仅要关心系统的功能，还应将可靠性列为一项可达到的指标。即在规定的时间内完成规定的功能。 在系统实现中，器件处于两种可靠性结构状态： 可靠性串联结构：N个元件中任何一个失效，都会引起整个系统的失效。 可靠性并联结构： N个元件全部失效，才会引起整个系统的失效。 大多数民用产品采用可靠性串联结构，除了选用失效率低的器件外，应尽量采用集成度高的器件，以减少器件的总数。对于重要的系统，部件和电路可采用可靠性并联结构设计或两种结构混合的设计方法。 8.4 数字系统可测试性设计 8.5 PCB知识 第八章 电子系统工程实现中的问题 8.1 电子系统的抗干扰设计 在工业测试现场存在着严重的干扰，如声、电、光、磁、振动，以及化学腐蚀、高温、高压等。这些干扰会对安装在工业现场的测量造成影响，轻则影响其精度，重则是系统无法工作。 8.1 电子系统的抗干扰设计 一、干扰源简介 1、外部干扰 （1）自然干扰：只能对电子系统产生干扰的自然现象，如雷电、宇宙辐射、太阳黑子的活动及空间电离层的变化等，即主要来自天空。 因此这种干扰主要影响通信设备等高频电子设备，对工业用的电子系统，虽然有一定影响，但影响不大。 （2）人为干扰：指由各种电器设备所产生的电磁场，电火花造成的干扰。 如电火花加热、电弧焊接、高频加热、可控硅整流、开关电源等强电系统。这些干扰源主要通过供电电源，以及向周围产生电磁场来影响电子系统。 二、内部干扰 热噪声：主要由导体内部自由电子无规则的热运动所产生的。这种噪声除了在超低温外事不可避免的。温度越低噪声越小，所以要尽量抑制温度的上升。 接触不良引起的噪声：电路布线的连接不牢或接触不良引起的噪声。 感应噪声：由于电路元件或布线间的静电感应而造成的各电路的相互干扰所引起的噪声。 信号失真引起的噪声：信号波形在电路中失真畸变而引起的噪声。 自激振荡：具有放大功能的电路，其输出信号的一部分通过“寄生耦合”以正反馈的方式加到电路的输入端而产生不需要的自激振荡形成的噪声。 二、干扰的