电子产品设计方法.

时钟等都可能成为干扰源。 2)传播路径 指干扰信号从干扰源传播到敏 感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是 通过导线的传导和空间的辐射。 3)敏感器件 指容易被干扰的对象，如： A/D、D/A、单片机、弱信号放大器等。 抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源， 切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性 能。 抑制干扰源的常用措施如下： 1)继电器线圈增加续流二极管，消除断开 线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管 会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管
（5）细节决定成败
元器件的老化、筛选
例：数字储频中某电容在-55℃~-50℃之间 失败。
（6）研制技术的风险 一个产品的研制，一般都会存在技术上 的难点。总体设计在于尽可能利用成熟技术 来实现产品的功能，以减小研制风险。对于 技术上的难点，应首先进行预先研究，待技 术成熟以后再转入后续的研制。
（7）产业政策与环境评估 2、结构设计 所谓结构，包括外部结构和内部结构两部 分。外部结构指机柜、机箱、机架、底座、面 板、底板等。内部结构指零部件的布局、安装、 相互连接等。欲达到合理的结构设计，必须对 整机的原理方案、使用条件和环境、整机的功 能与技术指标及元器件等十分熟悉。 根据产品的总体要求进行结构设计时，应 根据电子产品使用的温度范围、环境因素，设 计合理的结构形式和布局,考虑是否需要减震、 “三防”等措施，特别是电路的散热问题,设计 合理的风道等。
• 切断干扰传播路径及提高敏感 器件的抗干扰性能的常用措施 主要在PCB设计中加以考虑，
择具有相同触发方式的同类型触发器较好。 2)工作速度要求较高的情况下，采用边沿 触发方式的触发器较好。但速度越高，越易受 外界干扰。上升沿触发还是下降沿触发．原则 上没有优劣之分。如果是TTL电路的触发器．因 为输出为低时的驱动能力远强于输出为高时的 驱动能力，尤其是当集电极开路输出时上升边 沿更差，为此选用下降沿触发更好些。 3)触发器在使用前必须经过全面测试才能 保证可靠性。使用时必须注意置位和复位脉冲 的最小宽度及恢复时间。 4)触发器翻转时的动态功耗远大于静态功 耗，为此系统设计应尽可能避免同一封装内的
……
3、顶层与底层综合设计 实际工作过程中，一般首先采用顶层设计方
法，根据产品的功能需求分解到各子功能模块，
并分配各子功能模块的技术指标。这一过程往往
需要经过从上到下和从下到上的反复论证、修改、
优化才能满足设计的要求。
4、现代电子产品的设计方法——EDA设计
电路设计一般包含模拟电路与数字电路。
模拟电路设计主要依赖于典型电路与功能模块。
电子产品设计
一、设计原则
基本原则：满足产品的功能特性及技术指 标要求，同时兼顾： ※ 成本低、性价比高 ※ 可靠性高、体积小 ※ 电磁兼容性好，环境的适应性强 ※ 集成度高，可维修性好 ※ 生产工艺要求简单
二、电子产品设计的一般步骤
三、产品设计的一般方法
1、顶层设计法
……
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2、底层设计法 过程与底层设计法相反
因此，必须采用合理的散热方式控制产 品内部所有电子元器件的温度，使其所处的 工作环境温度不超过标准及规范所规定的最 高温度，最高允许温度的计算应以元器件的 应力分析为基础，并且与产品的可靠性要求 以及分配给每一个元器件的失效率相一致。 也就是说热设计是电子设计中不可缺少的环 节。 3、可靠性设计 产品的可靠性设计方法，从表面上看都 是技术问题，但实质上包含技术和管理两个 方面。首先要对产品的可靠性(MTBF）进行 预测，以确定是否满足总体要求。
总体设计中的几个注意点： （1）技术指标 如：重频跟踪器设计中，对被跟踪雷达信号的 理解。 （2）产品使用环境 如：重频跟踪器中，同步信号丢失情况的补充。 （3）产品的环境指标： 温度、器件的选取、湿度（盐雾）、三防、振 动等。 （4）关键元器件的采购渠道 例：89年MD8096的采购 大功能MM 波行波管，“巴统”的禁运条款（引 进项目设备）
因为：高温会引起电子产品的绝缘性能退化、 元器件损坏、材料的热老化、低熔点焊缝开裂、 焊点脱落等。 温度对元器件的影响：一般而言，温度升 高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿 命；会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降, 一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95度， 温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC 增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高 会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集 电极电流增加，进而使结温进一步升高，最终 导致组件失效。
触发器同时翻转(尤其是甚高速电路)。 5)CMOS集成触发器与TTL集成触发器在逻辑 功能、触发方式上基本相同。使用时不宜将这 两种器件混合使用。因CMOS触发器内部电路结 构及对触发时钟脉冲的要求与TTL存在较大差 别。 5、抗干扰设计 在电子产品设计中，为了少走弯路和节省 时间、成本，应充分考虑抗干扰要求，尽可能 避免在设计甚至产品完成后再去进行抗干扰的 补救措施。形成干扰的基本要素有三个： 1)干扰源 指产生干扰的元件、设备或信号， 如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频
电子产品设计方法
电子产品
• 电子产品领域非常广泛，基本上我们日常
生活都离不开电子产品，但电子产品到目 前还没有明确的定义
电子信息产品
• 《电子信息产品污染控制管理办法》第三 条第一款给出了电子信息产品的定义 • 电子信息产品，是指采用电子信息技术制 造的电子雷达产品、电子通信产品、广播 电视产品、计算机产品、家用电子产品、 电子测量仪器产品、电子专用产品、电子 元器件产品、电子应用产品、电子材料产 品等产品及其配件 • 随着技术的不断发展，其概念将会不断扩 展
后，继电器在单位时间内可动作更多的次数。 2)在继电器接点两端并接火花抑制电路， 减小电火花影响。 3)给电机加滤波电路，注意电容、电感引 线要尽量短。 4)电路板上每个IC要并接一个0.01μ F～ 0.1μ F高频电容，以减小IC对电源的影响。 5)可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控 硅产生的噪声。 切断干扰传播路径
对有些指标是不能降额的： 1、继电器的线包电流不能降额，而应保持 在额定值左右（100±5% ）；否则会影响继电 器的可靠吸合。 2、电阻器降低到10%以下对可靠性提高已 经没有效果。 3、对电容器降额应注意，对某些电容器降 额水平太大，常引起低电平失效，交流应用要 比直流应用降额幅度要大，随着频率增加降额 幅度要随之增加。 4、结构设计降额不能增加过大，否则造成 设备体积、重量、经费的增加。
电压、温升（按绝缘等级）指标，电感和变压 器的电流降额系数0.6以下；５、接插件降额电 流、电压指标，根据触点间隙大小、直流及交 流要求降额。接插件嵌入材料和火花发热对接 点寿命的影响，在中低频多接点接插件采用两 点或多点接地并联方式，降额和增加冗余功能； ６、电缆导线降额指标：电流（铜线， ≤7A/mm2）、电缆电压（尤其多芯电缆），塑 料导线的电流降额0.7以下；７、电动机降额轴 承负载、绕阻功率指标，伺服电机的轴承失效 和绕组失效，轴承负载降额和绕组功率降额 0.3—0.8；８、对电子元器件降额系数应随温 度的增加而进一步降低。
3)输入端的连接 输入端的信号电压Vi 应为VSS＜Vi＜VDD，超出该范围会损坏器件， 可在输入端串接限流电阻。所有多余的输入端 一律不准悬空，应按照逻辑要求直接连接+VDD 或地。工作速度不高时允许输入端并联使用。 4)CMOS电路具有很高的输入阻抗，易受外 界干扰、冲击和静态击穿。应存放在导电容器 内。焊接时应切断电源电压VDD．电烙铁外壳 必须接地良好．必要时可以拔下烙铁电源，利 用余热进行焊接。 触发器的选用 1)通常根据数字系统的时序关系正确选用 触发器，除持殊功能外，一般在同一系统中选
模拟电路数字化的趋势更加明显。 如：数字接收机，数字储频。 数字电路的发展经过了分离元件，SSL、MSL、 LSL、VLSL。
数字电路设计经历了逻辑设计、CAD、EDA。
现代的数字系统广泛采用了基于芯片的EDA设
计方法。
四、电子产品设计的主要内容
1、总体设计 根据产品的设计任务、功能、性能的需 求，一般采用顶层设计的方法，分析产品应该 完成的功能，将总体功能分解成若干子功能模 块，理清主、次功能的相互关系，形成总体方 案。通过比较论证、修改、优化形成相对比较 完善的最佳方案，同时提出有关结构、可靠性、 标准化、质量控制与监督、计量控制、工艺等 方面的要求。
4、电路设计
在电路设计时应注意以下几方面的细节： ＴＴＬ器件的使用 1)电源电压U cc 允许在5Ｖ10％范围内， 超过该范围可能会损坏器件或使逻辑功能混乱。 2)电源滤波 TTL器件的高速切换，将产生 电流跳变。其幅度约4—5mA，该电流在公共走线 上的压降会引起噪声干扰。因此要尽量缩短与地 线的距高来减小干扰。可在电源输入端并接1个 100μ F的电容作为低频滤波及1个0.01－0.1μ F 的电容作为高频滤波。 3)输出端的连接 不允许直接连5Ｖ或接地。 除集电极开路(OC)门和三态(TS)门外，其它门电 路的输出端不允许并联使用，否则会引起逻辑混 乱或损坏器件。
1、电阻器降额外加功率、极限电压、极 限应用温度三个指标，功率降额系数0.1—0.5； 2、电容器降额外加电压、频率范围、温度极 限三个指标，普通铝电解电容和无极性电容的 电压降额系数0.3—0.7之间，钽电容的电压降 额系数0.3以下；３、晶体三极管降额结温、 集电极电流、任何电压指标，晶体二极管降额 结温、正向电流及峰值、反向电压三个指标， 功率降额0.4以下，反向耐压0.5以下，发光管 电压降额0.6以下，功率降额0.6以下，功率开 关管电压降额系数在0.6以下，电流降额系数 在0.5以下；４、变压器降额工作电流、
4)输入端的连接 或门、或非门等TT L电 路多余的输入端是不能悬空，只能接地，与门、 与非门等TT L电路的多余输入端可以悬空(相 当于接高电平)，但因悬空时对地呈现的阻抗 很高，容易受到外界干扰。这时可将它们接电 源或与其它输入端并联使用，以增加电路的可 靠性，但与其它输入端并联时对信号的驱动电 流要求增加了。 CMOS器件的使用 1)电源电压的要求 电源电压不能接反。 2)输出端的连接 输出端不允许直接连接 +VDD或地，除三态输出器件外，不允许两个器 件的输出端连接使用。
• 干扰传播路径可分为传导干扰 和辐射干扰两类。 • 所谓传导干扰是指通过导线传 播到敏感器件的干扰。高频干 扰噪声和有用信号的频带不同， 可以通过在导线上增加滤波器 的方法切断高频干扰噪声的传 播，有时也可通过光电耦合来 解决。
• 电源噪声的危害最大，要特别 注意处理。所谓辐射干扰是指 通过空间辐射传播到敏感器件 的干扰。一般的解决方法是增 加干扰源与敏感器件的距离， 用地线隔离和在敏感器件上加 设屏蔽罩。