理论教育 电子系统的可靠性优化设计策略

电子系统的可靠性优化设计策略

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:产品的可靠性与实验、设计和产品的维护有着极大的关系。在电子产品中,常采用的可靠性设计技术包括元器件的降额设计、冗余化设计、热设计、电磁兼容设计、维修性设计、漂移设计、容错设计与故障弱化设计等,有些还包括软件的可靠性设计。

电子系统的可靠性优化设计策略

可靠性是指产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品的可靠性与实验、设计和产品的维护有着极大的关系。

在电子产品中,常采用的可靠性设计技术包括元器件的降额设计、冗余化设计、热设计、电磁兼容设计、维修性设计、漂移设计、容错设计与故障弱化设计等,有些还包括软件的可靠性设计。

下面介绍可靠性设计技术中的冗余设计和电磁兼容性设计。

1.4.2.1 冗余设计

冗余设计是用一台或多台相同单元(系统)构成并联形式,当其中一台发生故障时,其他单元仍能使系统正常工作的设计技术。按冗余范围分,有元器件冗余、部件冗余、子系统冗余和系统冗余。这种设计技术通常应用在比较重要而且对安全性及经济性要求较高的场合,如汽车的控制系统、程控交换系统、飞行器的控制系统等。

1.4.2.2 电磁兼容性设计

电磁兼容性设计也就是耐环境设计。系统的电磁兼容性问题可以分为两类:一类是电子设备在电磁干扰环境下是否能够稳定地工作;另一类是电子设备是否对周围环境产生干扰。提高系统电磁兼容性的着眼点:电源、屏蔽、接地、布线、信号去耦、软件抗干扰措施等。为了使设备或系统达到电磁兼容状态。通常采用印制电路板设计、屏蔽机箱、电源线滤波、信号线滤波、接地、电缆设计等技术。

印制电路板在设计布置时,应注意以下几点:

1)各级电路连接应尽量缩短,尽可能减少寄生耦合,高频电路尤其要注意。(www.daowen.com)

2)频线路应尽量避免平行排列导线以减少寄生耦合。

3)设计各级电路应尽量按原理图顺序排列布置,避免各级电路交叉排列。

4)每级电路的元器件应尽量靠近,不应分布得太远,应尽量使各级电路自成回路。

5)各级均应采用一点接地或就近接地,以防止地电流回路造成干扰,应将大电流地线和小电流回路的地线分开设置,以防止大电流流进公共地线产生较强的耦合干扰。

6)对于会产生较强电磁场的元件和对电磁场感应较灵敏的元件,应垂直布置、远离或加以屏蔽以防止和减小互感耦合。

7)处于强磁场中的地线不应构成闭合回路,以避免出现地环路电流而产生干扰。

8)电源供电线应靠近(电源的)地线并平行排列以增加电源滤波效果。

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