電子電氣設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)(1)

1、11 1電子設(shè)備的分類：電子設(shè)備的分類：現(xiàn)代電子設(shè)備大致上可以分為四大系統(tǒng)現(xiàn)代電子設(shè)備大致上可以分為四大系統(tǒng): : (1) (1) 廣播通訊系統(tǒng)廣播通訊系統(tǒng): :如廣播電視設(shè)備，各種如廣播電視設(shè)備，各種有線及無(wú)線通訊設(shè)備等。有線及無(wú)線通訊設(shè)備等。 (2) (2) 信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng): :如各種類型的電子計(jì)算如各種類型的電子計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備，數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)控制設(shè)備機(jī)及其外圍設(shè)備，數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)控制設(shè)備等。等。 (3) (3) 電子應(yīng)用系統(tǒng)，如各種電子檢測(cè)設(shè)備、電子應(yīng)用系統(tǒng)，如各種電子檢測(cè)設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、醫(yī)用電子設(shè)備、各種激光應(yīng)用設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、醫(yī)用電子設(shè)備、各種激光應(yīng)用設(shè)備、家用電器

2、等。家用電器等。 （4 4）工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、軍事裝備和控制系統(tǒng)。）工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、軍事裝備和控制系統(tǒng)。22 2 電子設(shè)備的特點(diǎn)電子設(shè)備的特點(diǎn) (1) (1) 具有具有“輕、薄、短、小輕、薄、短、小”的特點(diǎn)，使它的特點(diǎn)，使它在知識(shí)、技術(shù)、信息的密集程度上高于其它產(chǎn)在知識(shí)、技術(shù)、信息的密集程度上高于其它產(chǎn)品。品。 (2) (2) 使用廣泛。使用廣泛。 (3) (3) 可靠性高，對(duì)軍用及航天設(shè)備，可靠性可靠性高，對(duì)軍用及航天設(shè)備，可靠性要求更高，否則會(huì)帶來(lái)不可彌補(bǔ)的損失。如航要求更高，否則會(huì)帶來(lái)不可彌補(bǔ)的損失。如航天飛機(jī)：無(wú)人：天飛機(jī)：無(wú)人：0.920.92；有人；有人0.970.97。 (4) (4)

3、 精度要求高，控制系統(tǒng)復(fù)雜。精度要求高，控制系統(tǒng)復(fù)雜。 （5 5）網(wǎng)絡(luò)化）網(wǎng)絡(luò)化 （1 1設(shè)計(jì)任務(wù)分析及目前技術(shù)與市場(chǎng)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)任務(wù)分析及目前技術(shù)與市場(chǎng)現(xiàn)狀; ; （2 2結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)的確定：研究國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)的確定：研究國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的現(xiàn)狀同類技術(shù)的現(xiàn)狀; ; （3 3設(shè)計(jì)原理的討論及創(chuàng)新點(diǎn)的構(gòu)想：設(shè)計(jì)原理的討論及創(chuàng)新點(diǎn)的構(gòu)想： 全新產(chǎn)品全新產(chǎn)品： 基本控制原理或材料、功能的改變；基本控制原理或材料、功能的改變； 改良產(chǎn)品改良產(chǎn)品： 功能相同，減小成本；成本相同，增加功能功能相同，減小成本；成本相同，增加功能; ; (4. (4. 加工工藝與元器件的選擇及采

4、購(gòu)分析加工工藝與元器件的選擇及采購(gòu)分析; ;（5 5先進(jìn)性于經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一先進(jìn)性于經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一; ;（6 6造型設(shè)計(jì)：人機(jī)工程。造型設(shè)計(jì)：人機(jī)工程?？傮w設(shè)計(jì)要考慮的具體問(wèn)題：總體設(shè)計(jì)要考慮的具體問(wèn)題：1 1）設(shè)計(jì)任務(wù)的來(lái)源）設(shè)計(jì)任務(wù)的來(lái)源 （1 1來(lái)源于用戶。技術(shù)指標(biāo)由用戶提出。來(lái)源于用戶。技術(shù)指標(biāo)由用戶提出。 （2 2來(lái)源于市場(chǎng)。某種產(chǎn)品與技術(shù)有一定的市場(chǎng)需求，如何來(lái)源于市場(chǎng)。某種產(chǎn)品與技術(shù)有一定的市場(chǎng)需求，如何滿足市場(chǎng)需求，占領(lǐng)市場(chǎng)與開(kāi)發(fā)新市場(chǎng)。滿足市場(chǎng)需求，占領(lǐng)市場(chǎng)與開(kāi)發(fā)新市場(chǎng)。（3 3來(lái)源于政府。根據(jù)社會(huì)發(fā)展與技術(shù)預(yù)測(cè)，投入一定的資金來(lái)源于政府。根據(jù)社會(huì)發(fā)展與技術(shù)預(yù)測(cè)，投入一定的資金進(jìn)行

5、科學(xué)研究。進(jìn)行科學(xué)研究。 （4 4自選。單位或個(gè)人，根據(jù)技術(shù)或社會(huì)發(fā)展的預(yù)測(cè)自行確自選。單位或個(gè)人，根據(jù)技術(shù)或社會(huì)發(fā)展的預(yù)測(cè)自行確定的課題。定的課題。 應(yīng)該根據(jù)課題的來(lái)源于自己的研究能力來(lái)制定設(shè)計(jì)目標(biāo)。應(yīng)該根據(jù)課題的來(lái)源于自己的研究能力來(lái)制定設(shè)計(jì)目標(biāo)。 實(shí)驗(yàn)研究的基本步驟：實(shí)驗(yàn)研究的基本步驟： （1 1）確立實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂鉀Q和驗(yàn)證什么問(wèn)題。）確立實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂鉀Q和驗(yàn)證什么問(wèn)題。 （2 2）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（方法與設(shè)備運(yùn)用，直接實(shí)驗(yàn)或間）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（方法與設(shè)備運(yùn)用，直接實(shí)驗(yàn)或間接實(shí)驗(yàn)）；接實(shí)驗(yàn)）； （3 3）定性分析預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；）定性分析預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析不同怎么辦？若實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果與理論分析不同怎么辦？ （4 4）計(jì)算機(jī)仿真的運(yùn)用：）計(jì)算機(jī)仿真的運(yùn)用： 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（無(wú)法做實(shí)驗(yàn)時(shí)用此）；預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（無(wú)法做實(shí)驗(yàn)時(shí)用此）； 優(yōu)化參數(shù)或確立參數(shù)（降低科研成本）。優(yōu)化參數(shù)或確立參數(shù)（降低科研成本）。（5 5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與保存（不知何時(shí)用）；）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與保存（不知何時(shí)用）；（6 6）改進(jìn)設(shè)計(jì)。開(kāi)始新的設(shè)計(jì)（研究）循環(huán)。）改進(jìn)設(shè)計(jì)。開(kāi)始新的設(shè)計(jì)（研究）循環(huán)。 總體設(shè)計(jì)是項(xiàng)目研究的重要環(huán)節(jié)，總體設(shè)計(jì)是項(xiàng)目研究的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)足夠重視！應(yīng)足夠重視！一般的項(xiàng)目研法流程是：一般的項(xiàng)目研法流程是： 可行性分析；可行性分析； 總體設(shè)計(jì)；總體設(shè)計(jì)； 具體設(shè)計(jì)；具體設(shè)計(jì)； 項(xiàng)目實(shí)施；

7、項(xiàng)目實(shí)施； 具體設(shè)計(jì)的改進(jìn)；具體設(shè)計(jì)的改進(jìn)； 項(xiàng)目驗(yàn)收與總結(jié)。項(xiàng)目驗(yàn)收與總結(jié)。 1. 1. 什么是電子設(shè)備的防護(hù)設(shè)計(jì)什么是電子設(shè)備的防護(hù)設(shè)計(jì)? ? 為提高系統(tǒng)或設(shè)備的為提高系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性、安全可靠性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性性和環(huán)境適應(yīng)性（三性）而采取的（三性）而采取的技技術(shù)性術(shù)性或或物質(zhì)性物質(zhì)性防護(hù)措施。防護(hù)措施。三防： 防潮、防霉、防鹽霧（國(guó)內(nèi)）防潮、防霉、防鹽霧（國(guó)內(nèi)）2. 2. 為什么要進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)為什么要進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)? ? 各類用電設(shè)備均是將各類用電設(shè)備均是將電能轉(zhuǎn)化為熱能、電能轉(zhuǎn)化為熱能、動(dòng)能或其它能量形式進(jìn)行工作的。動(dòng)能或其它能量形式進(jìn)行工作的。 若設(shè)計(jì)不良或使用不當(dāng)，將影響設(shè)備若

8、設(shè)計(jì)不良或使用不當(dāng)，將影響設(shè)備的運(yùn)行，并可能導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生，造成的運(yùn)行，并可能導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生，造成生生命財(cái)產(chǎn)、用電設(shè)備命財(cái)產(chǎn)、用電設(shè)備或或生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備的損失。因的損失。因此電器產(chǎn)品的防護(hù)設(shè)計(jì)十分重要。此電器產(chǎn)品的防護(hù)設(shè)計(jì)十分重要。電子設(shè)備防潮的目的電子設(shè)備防潮的目的： 就是在生產(chǎn)、使用的過(guò)程中以及預(yù)定的就是在生產(chǎn)、使用的過(guò)程中以及預(yù)定的使用壽命器件的存放期間，確保元器件和整使用壽命器件的存放期間，確保元器件和整個(gè)產(chǎn)品的工作能力。個(gè)產(chǎn)品的工作能力。 防潮的措施很多，常用的方法是浸漬防潮的措施很多，常用的方法是浸漬、灌封、涂覆等。灌封、涂覆等。 鹽霧的影響注意表現(xiàn)為其沉積物鹽霧的影響注意表現(xiàn)為

9、其沉積物溶于水中（吸附在機(jī)上或機(jī)內(nèi)的水溶于水中（吸附在機(jī)上或機(jī)內(nèi)的水分），在一定濕度條件下對(duì)元器件、分），在一定濕度條件下對(duì)元器件、材料和線路的腐蝕或改變其電性能材料和線路的腐蝕或改變其電性能（如對(duì)高電阻形成旁路等）（如對(duì)高電阻形成旁路等）。鹽霧的危害？鹽霧的危害？霉菌的危害？霉菌的危害？ 霉菌的生長(zhǎng)直接破壞了作為它的培養(yǎng)基的霉菌的生長(zhǎng)直接破壞了作為它的培養(yǎng)基的材料。從而使材料。從而使材料性能降低材料性能降低；表面；表面絕緣電阻絕緣電阻下降下降；使一些靈敏電子線路的；使一些靈敏電子線路的頻率特性頻率特性發(fā)生發(fā)生變化。變化。元器件上的灰塵，人手留下的汗跡，油脂元器件上的灰塵，人手留下的汗跡，油脂

10、都能為它提供營(yíng)養(yǎng)。所以，都能為它提供營(yíng)養(yǎng)。所以，PCBPCB板板不可用手不可用手摸，修理后用酒精擦洗。摸，修理后用酒精擦洗。外防護(hù)的外防護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IP IP 防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)( (代碼代碼) ): :外殼的防護(hù)等級(jí)外殼的防護(hù)等級(jí) IPIP代碼代碼定義了電氣電子設(shè)備外殼的防護(hù)定義了電氣電子設(shè)備外殼的防護(hù)等級(jí)及具體技術(shù)指標(biāo)。等級(jí)及具體技術(shù)指標(biāo)。 IPIP（INTERNATIONAL PROTECTIONINTERNATIONAL PROTECTION）防護(hù)防護(hù)等級(jí)系統(tǒng)是由等級(jí)系統(tǒng)是由IEC(IEC(國(guó)際電工委員會(huì)國(guó)際電工委員會(huì))所起草。所起草。 電氣設(shè)備外殼防護(hù)等級(jí)被分成很多類，電氣設(shè)備

11、外殼防護(hù)等級(jí)被分成很多類，根據(jù)不同的號(hào)碼，能夠迅速方便的確定產(chǎn)品根據(jù)不同的號(hào)碼，能夠迅速方便的確定產(chǎn)品的防護(hù)等級(jí)。的防護(hù)等級(jí)。 第一特性第一特性 防護(hù)等級(jí) ( 代碼中的第一個(gè)數(shù)字 )(固體顆粒防護(hù)) 簡(jiǎn)要描述簡(jiǎn)要描述 定義定義 無(wú)防護(hù) 防直徑為5050mmmm甚至更大的固體顆粒物。 物體尖端或5050mmmm直徑的固體顆粒物不能完全穿透。 防直徑為12.512.5mmmm甚至更大的固體顆粒物。 物體尖端或12.512.5mmmm直徑的固體顆粒物不能完全穿透。 防直徑為2.52.5mmmm甚至更大的固體固體顆粒物。 物體尖端或2.52.5mmmm直徑的固體顆粒物完全不能穿透。 防直徑為1 1mm

12、mm甚至甚至更大的固體固體顆粒物。 物體尖端或1 1mmmm直徑的固體顆粒物完全不能穿透。 灰塵防護(hù) 塵埃進(jìn)入并不能完全防止，但不會(huì)達(dá)到妨礙儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)及降低安全性 的程度。 灰塵禁錮 塵埃無(wú)法進(jìn)入 *注:物體整個(gè)直徑不能超過(guò)外殼的空隙 第二第二特性特性 防護(hù)等級(jí) ( 代碼中的第二個(gè)數(shù)字 )(液體防護(hù))簡(jiǎn)要描述簡(jiǎn)要描述 定義定義 無(wú)防護(hù) 防垂直下墜的水滴 垂直下墜的水滴不會(huì)造成有害影響 當(dāng)外殼翹起可達(dá) 1515 時(shí)防垂直下墜的水滴 外殼在垂直任何一側(cè)以任何角度翹起不超過(guò) 1515 時(shí)，垂直下墜的水滴不會(huì)造成有害影響 防水霧 在任何一垂直側(cè)以任何不超 6060的角度噴霧不會(huì)造成有害影響 防潑水

13、對(duì)著外殼從任何方向潑水都不會(huì)造成有害影響 防噴水 對(duì)著外殼從任何方向噴水都不會(huì)造成有害影響 防強(qiáng)力噴水 對(duì)著外殼從任何方向強(qiáng)力噴水都不造成有害影響 一、電磁兼容一、電磁兼容(EMC)v定義：定義：系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作，同時(shí)不對(duì)其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。作，同時(shí)不對(duì)其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。vEMCEMC包括包括EMIEMI( (電磁干擾電磁干擾) )及及EMSEMS( (電磁耐受性電磁耐受性) )兩部?jī)刹糠?。份。vEMIEMI為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中所產(chǎn)生為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲，對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的不

14、利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲，對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值限值；vEMSEMS指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中不受周圍電指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力，對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干磁環(huán)境影響的能力，對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的擾具有一定程度的抗擾度抗擾度。 傳導(dǎo)干擾與輻射干擾傳導(dǎo)干擾與輻射干擾 在進(jìn)行電路分析的時(shí)候在進(jìn)行電路分析的時(shí)候,低頻時(shí)按集中低頻時(shí)按集中參數(shù)處理參數(shù)處理, 高頻時(shí)按分布參數(shù)處理高頻時(shí)按分布參數(shù)處理, 當(dāng)頻當(dāng)頻率再高的時(shí)候率再高的時(shí)候,由于導(dǎo)體損耗由于導(dǎo)體損耗(趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng)),分分布電感和分布電容的作用布電感和分

15、布電容的作用,傳導(dǎo)的電流大為傳導(dǎo)的電流大為衰減衰減,因而因而干擾波在低頻時(shí)側(cè)重于傳導(dǎo)干擾，干擾波在低頻時(shí)側(cè)重于傳導(dǎo)干擾，微波頻段更趨向于輻射干擾微波頻段更趨向于輻射干擾. 傳導(dǎo)干擾必須在干擾源和敏感器之間傳導(dǎo)干擾必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。這接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線，設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線，設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。電感、電容和互感元件等。 輻射干擾是通過(guò)介質(zhì)以電

16、磁波的形式輻射干擾是通過(guò)介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見(jiàn)三種：間發(fā)射。常見(jiàn)三種： 甲天線發(fā)射的電磁甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線接受，稱為天線對(duì)天線耦合；波被乙天線接受，稱為天線對(duì)天線耦合；空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場(chǎng)對(duì)空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場(chǎng)對(duì)線的耦合；兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)線的耦合；兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng)，稱為線對(duì)線的感應(yīng)耦合。感應(yīng)，稱為線對(duì)線的感應(yīng)耦合。六、產(chǎn)生電磁干擾的條件六、產(chǎn)生電磁干擾的條件n所有的電磁干擾都是由以下三個(gè)因素的組合而產(chǎn)生的所有的電磁干擾都是由以下三個(gè)因素的組合而產(chǎn)生的.電磁

17、干擾源電磁干擾源耦合途徑耦合途徑敏感設(shè)備敏感設(shè)備 形成電磁干擾的三要素：形成電磁干擾的三要素：干擾源、干擾源、 耦合路徑、敏感設(shè)備耦合路徑、敏感設(shè)備 電磁干擾源電磁干擾源：產(chǎn)生電磁干擾的元器件、設(shè)備、系統(tǒng)或自：產(chǎn)生電磁干擾的元器件、設(shè)備、系統(tǒng)或自 然干擾源。然干擾源。 耦合途徑耦合途徑：使能量從干擾源耦合（或傳輸）到敏感設(shè)備上并：使能量從干擾源耦合（或傳輸）到敏感設(shè)備上并 使敏感設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介使敏感設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介干擾源干擾源耦合途徑耦合途徑敏感體敏感體123 敏感設(shè)備敏感設(shè)備：對(duì)電磁干擾發(fā)生響應(yīng)的設(shè)備：對(duì)電磁干擾發(fā)生響應(yīng)的設(shè)備電磁干擾形成三要素電磁干擾形成三要素分分 貝貝( (dB)

18、)21BPPPu 分貝（分貝（dB）的定義：分貝數(shù)）的定義：分貝數(shù)P1、P2 是兩個(gè)功率值，是兩個(gè)功率值，無(wú)無(wú)量綱量綱 性性p 貝爾（貝爾（B）2110lgdBPPPp 電壓電壓 、電流和電功率的單位（量綱）、電流和電功率的單位（量綱）： 電場(chǎng)、磁場(chǎng)、能量密度和功率流的單位電場(chǎng)、磁場(chǎng)、能量密度和功率流的單位：？V A W但當(dāng)基準(zhǔn)量的單位不同時(shí)，形式上帶有但當(dāng)基準(zhǔn)量的單位不同時(shí)，形式上帶有量綱量綱的表達(dá)區(qū)的表達(dá)區(qū)別別電壓：電壓：用用1V、1mV、1 V 為參考（例如：為參考（例如：1 V = 0dB V） 則單位為：則單位為：dBV、dBmV、dB V 等，等，電流：電流：用用1A、1mA、1 A 為參考，則：為參考，則：dBA、dBmA、dB A電場(chǎng)：電場(chǎng)：用用1V/m、1 V/m 為參考，則：為參考，則：dBV/m、dB V/m 等，等，磁場(chǎng)磁場(chǎng)：用用1A/m、1 A/m 為參考，則：為參考，則：dBA/m、dB A/m 等等功率：功率：用用1W、1m