PCB電磁兼容設(shè)計(jì)中的地線設(shè)計(jì)

第2章電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)2.1影響電子設(shè)備可靠性的主要因素2.2電子元器件的選用2.3電子設(shè)備的可靠性防護(hù)措施2.4印制電路板布線的可靠性設(shè)計(jì)2.5PCB電磁兼容設(shè)計(jì)中的地線設(shè)計(jì)思考題與練習(xí)題2.1影響電子設(shè)備可靠性的主要因素2.1.1工作環(huán)境電子設(shè)備所處的工作環(huán)境多種多樣。氣候條件、機(jī)械作用力和電磁干擾是影響電子設(shè)備的主要因素。必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，將各種不良影響降低到最低限度，以保證電子設(shè)備穩(wěn)定、可靠地工作。1.氣候條件對電子設(shè)備的要求氣候條件主要包括溫度、濕度、氣壓、鹽霧、大氣污染、灰沙及日照等因素，對設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在使電氣性能下降、溫升過高、運(yùn)動(dòng)部位不靈活、結(jié)構(gòu)損壞，甚至不能正常工作。為了減少和防止這些不良影響，對電子設(shè)備提出以下要求：(1)采取散熱措施，限制設(shè)備工作時(shí)的溫升，保證在最高工作溫度條件下，設(shè)備內(nèi)的元器件所承受的溫度不超過其最高極限溫度，并要求電子設(shè)備能夠耐受高低溫循環(huán)時(shí)的冷熱沖擊。(2)采取各種防護(hù)措施，防止潮濕、鹽霧、大氣污染等氣候因素對電子設(shè)備內(nèi)元器件及零部件的侵蝕和危害，延長其工作期。2.機(jī)械條件對電子設(shè)備的要求機(jī)械條件是指電子設(shè)備在不同的運(yùn)載工具中使用時(shí)所受到的振動(dòng)、沖擊、離心加速度等機(jī)械作用。它對設(shè)備的影響主要是：元器件損壞失效或電參數(shù)改變；結(jié)構(gòu)件斷裂或變形過大；金屬件的疲勞破壞等。為了防止機(jī)械作用對設(shè)備產(chǎn)生的不良影響，對設(shè)備提出以下要求：(1)采取減振緩沖措施，確保設(shè)備內(nèi)的電子元器件和機(jī)械零部件在受到外界強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊的條件下，不致變形和損壞。(2)提高電子設(shè)備的耐沖擊、耐振動(dòng)能力，保證電子設(shè)備的可靠性。3.電磁干擾對電子設(shè)備的要求電子設(shè)備工作的周圍空間充滿了由于各種原因所產(chǎn)生的電磁波，造成外部及內(nèi)部干擾。電磁干擾的存在，使設(shè)備輸出噪聲增大，工作不穩(wěn)定，甚至不能安全工作。2.1.2使用方面使用和維護(hù)人員對產(chǎn)品可靠性的影響，包括使用和維護(hù)的程序及設(shè)備，操作方法的正確性以及其他人為的因素。使用可靠性很大程度上依賴于使用設(shè)備的人。熟練而正確的操作，及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)，都能顯著地提高使用可靠性。電子設(shè)備的操縱性能如何以及是否便于維護(hù)修理，直接影響到設(shè)備的可靠性，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。對電子設(shè)備的操縱要求，原則上可歸納為以下幾點(diǎn)：(1)為操縱者創(chuàng)造良好的工作條件。例如：設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生令人厭惡的噪聲，且色彩調(diào)和給人以好感，安裝位置適當(dāng)，能令操作者精神安寧、注意力集中，從而提高工作質(zhì)量。(2)設(shè)備操作簡單，能很快地進(jìn)入工作狀態(tài)，不需要很熟練的操作技術(shù)。

(3)設(shè)備安全可靠，有保險(xiǎn)裝置。當(dāng)操縱者發(fā)生誤操作時(shí)，應(yīng)不會(huì)損壞設(shè)備，更不能危及人身安全。(4)控制機(jī)構(gòu)輕便，盡可能減少操縱者的體力消耗。指示系統(tǒng)清晰，便于觀察，且長時(shí)間觀察不易疲勞，也不損傷視力。從維護(hù)方便的角度出發(fā)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出以下要求：(1)在發(fā)生故障時(shí)，便于打開維修或能迅速更換備用件。如采用插入式和折疊式結(jié)構(gòu)、快速裝拆結(jié)構(gòu)以及可換部件式結(jié)構(gòu)等。(2)可調(diào)組件、測試點(diǎn)應(yīng)布置在設(shè)備的同一面；經(jīng)常更換的元器件應(yīng)布置在易于裝拆的部位；對于電路單元應(yīng)盡可能采用印制板并用插座與系統(tǒng)連接。(3)元器件的組裝密度不宜過大，即體積填充系數(shù)在可能的條件下應(yīng)取得低一些(一般最好不超過0.3)，以保證元器件間有足夠的空間，便于裝拆和維修。(4)設(shè)備應(yīng)具有過負(fù)荷保護(hù)裝置(如過電流、過電壓保護(hù))，危險(xiǎn)和高壓處應(yīng)有警告標(biāo)志和自動(dòng)安全保護(hù)裝置(如高壓自動(dòng)斷路門開關(guān))等，以確保維修安全。(5)設(shè)備最好具備監(jiān)測裝置和故障預(yù)報(bào)裝置，能使操縱者盡早地發(fā)現(xiàn)故障或測試失效元器件，及時(shí)更換維修，以縮短維修時(shí)間，防止大故障出現(xiàn)。2.1.3生產(chǎn)方面1.生產(chǎn)條件對電子設(shè)備的要求任何電子設(shè)備在它的研制之后都要投入生產(chǎn)。生產(chǎn)廠的設(shè)備情況、技術(shù)和工藝水平、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期以及生產(chǎn)管理水平等因素都屬于生產(chǎn)條件。設(shè)備若要順利地投產(chǎn)，必須滿足生產(chǎn)條件對它的要求，否則就不可能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，甚至根本無法投產(chǎn)。生產(chǎn)條件對產(chǎn)品的要求一般有以下幾個(gè)方面：(1)設(shè)備中的零部件、元器件，其品種和規(guī)格應(yīng)盡可能少，盡量使用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的通用零部件或產(chǎn)品。因?yàn)檫@樣便于生產(chǎn)管理，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。(2)設(shè)備中的機(jī)械零部件必須具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性，能夠采用先進(jìn)的工藝方法和流程。(3)設(shè)備中的零部件、元器件及其各種技術(shù)參數(shù)、形狀、尺寸等，應(yīng)最大限度地標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化；還應(yīng)盡可能采用生產(chǎn)廠家以前曾經(jīng)生產(chǎn)過的零部件，充分利用生產(chǎn)廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使產(chǎn)品具有繼承性。(4)設(shè)備所使用的原材料的品種規(guī)格越少越好，應(yīng)盡可能少用或不用貴重材料，立足于使用國產(chǎn)材料和來源多、價(jià)格低的材料。(5)設(shè)備(含零部件)的加工精度要與技術(shù)條件要求相適應(yīng)，不允許無根據(jù)地追求高精度。在滿足產(chǎn)品性能指標(biāo)的前提下，其精度等級應(yīng)盡可能低，裝配也應(yīng)簡易化，盡量不搞選配和修配，力求減少裝配工人的體力消耗，便于自動(dòng)流水生產(chǎn)。2.經(jīng)濟(jì)性對電子設(shè)備的要求電子設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性有兩方面的內(nèi)容：使用經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。使用經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)備在使用、貯存和運(yùn)輸過程中所消耗的費(fèi)用。為了提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)充分考慮以下幾個(gè)方面：(1)研究產(chǎn)品與零部件技術(shù)條件，分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)，研討和保證產(chǎn)品性能和使用條件，正確制定設(shè)計(jì)方案，這是產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的首要環(huán)節(jié)。(2)根據(jù)產(chǎn)量確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和產(chǎn)品類型。產(chǎn)量的大小決定著生產(chǎn)批量的規(guī)模，生產(chǎn)批量不同，其生產(chǎn)方式類型也不同，因而其生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性也不同。(3)運(yùn)用價(jià)值工程觀念，在保證產(chǎn)品性能的條件下，按最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法設(shè)計(jì)零部件。在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件下，選用最經(jīng)濟(jì)合理的原材料和元器件，以求降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。(4)全面構(gòu)思，周密設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品具有良好的操縱維修性能和使用性能，以降低設(shè)備的維修費(fèi)用和使用費(fèi)用。2.2電子元器件的選用2.2.1電子元器件的選用準(zhǔn)則電子元器件選用時(shí)應(yīng)遵循下列原則：(1)根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件選用合適的元器件，元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求，并留有足夠的裕量。(2)優(yōu)先選用經(jīng)實(shí)踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前途的標(biāo)準(zhǔn)元器件，不選用淘汰和禁用的元器件。(3)應(yīng)最大限度地壓縮元器件的品種規(guī)格，減少生產(chǎn)廠家，提高它們的復(fù)用率。(4)除特殊情況外，所有電子元器件應(yīng)按不同的要求經(jīng)過必要的可靠性篩選后，才能用到產(chǎn)品中。(5)優(yōu)先選用有良好的技術(shù)服務(wù)、供貨及時(shí)、價(jià)格合理的生產(chǎn)廠家的元器件。對關(guān)鍵元器件要進(jìn)行用戶對生產(chǎn)方的質(zhì)量認(rèn)定。(6)仔細(xì)分析比較同類元器件在品種、規(guī)格、型號和制造廠商之間的差異，擇優(yōu)選用。要注意統(tǒng)計(jì)在使用過程中元器件所表現(xiàn)出來的性能與可靠性方面的數(shù)據(jù)，作為以后選用的依據(jù)。2.2.2電子元器件的主要技術(shù)參數(shù)1.電阻器的主要技術(shù)參數(shù)(1)標(biāo)稱阻值和允許偏差。標(biāo)稱阻值是指電阻器上所標(biāo)示的名義阻值，所有標(biāo)稱阻值都必須符合標(biāo)稱阻值系列。常用的標(biāo)稱阻值有E6、E12和E24系列，如表2.1所示。實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值的相對誤差稱為允許偏差。普通電阻的允許偏差有Ⅰ級(±5%)、Ⅱ級(±10%)和Ⅲ級(±20%)，精密電阻允許偏差要求更高，如±2%、±1%、±0.5%～±0.001%等。表2.1電阻器標(biāo)稱阻值系列(2)額定功率。電阻器的額定功率是指在正常大氣壓力及額定溫度條件下，在電阻器的使用過程中電阻器所能承受而不致將其燒毀的最大限度功率值。它是根據(jù)電阻器本身的阻值以及所通過的電流和其兩端所加的電壓來確定的，是選擇電阻器的主要參數(shù)之一。常用電阻器額定功率的系列值如表2.2所示。表2.2常用電阻器額定功率的系列值(3)溫度系數(shù)。溫度系數(shù)是指溫度每升高或降低1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小，電阻器的穩(wěn)定性就越好。2.電容器的主要技術(shù)參數(shù)(1)標(biāo)稱容量和允許偏差。電容器標(biāo)稱容量及允許偏差的基本含義同電阻一樣，標(biāo)稱容量越大，電容器貯存電荷的能力就越強(qiáng)。(2)耐壓值(額定工作電壓)。耐壓值是指在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，電容器在電路中長期可靠地工作所允許加的最大直流電壓或交流電壓的有效值。在選擇電容器時(shí)，電容器的耐壓值應(yīng)該大于實(shí)際工作承受的電壓，否則電容器中的介質(zhì)會(huì)被擊穿造成電容器的損壞。常用的耐壓系列值如下所示(單位：V)：(3)絕緣電阻。絕緣電阻是指電容器兩極之間的電阻，也稱漏電阻。一般電容器絕緣電阻在108～1010?Ω之間，電容量越大絕緣電阻就越小，所以不能單憑所測絕緣電阻值的大小來衡量電容器的絕緣性能。3.半導(dǎo)體二極管的主要技術(shù)參數(shù)(1)最大正向電流IF。最大正向電流是指長期運(yùn)行時(shí)晶體二極管允許通過的最大正向平均電流。(2)反向飽和電流Is。反向飽和電流是指二極管未擊穿時(shí)的反向電流值。反向飽和電流主要受溫度影響，該值越小，說明二極管的單向?qū)щ娦栽胶谩?3)最大反向工作電壓URM。最大反向工作電壓指正常工作時(shí)，二極管所能承受的反向電壓最大值。(4)最高工作頻率fM。最高工作頻率指晶體二極管能保持良好工作性能條件下的最高工作頻率。4.半導(dǎo)體三極管的主要技術(shù)參數(shù)(1)交流電流放大系數(shù)。交流電流放大系數(shù)包括共發(fā)射極電流放大系數(shù)(β)和共基極電流放大系數(shù)(α)。它是表明晶體管放大能力的重要參數(shù)。(2)集電極最大允許電流ICM。集電極最大允許電流指放大器的β下降到正常值的2/3時(shí)所對應(yīng)的集電極電流值，或者說集電極電流所能達(dá)到的晶體三極管允許的極限值。(3)集電極最大允許耗散功率PCM。集電極最大允許耗散功率是指集電極因受熱而引起晶體三極管的參數(shù)變化不超過規(guī)定允許值時(shí)，集電極所能消耗的最大功率，或者說晶體管集電極溫度升高到不致將集電結(jié)燒毀所消耗的最大功率。(4)集-射間反向擊穿電壓(UCEO)。集-射間反向擊穿電壓指三極管基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間允許加的最高反向電壓。5.集成電路的主要技術(shù)參數(shù)1)?TTL“與非門”集成電路的主要靜態(tài)參數(shù)(1)輸出高電平UOH。輸出高電平UOH是指輸入端有一個(gè)(或幾個(gè))為低電平時(shí)的輸出電平。UOH典型值約為3.6V。(2)輸出低電平UOL。輸出低電平UOL是指在電路輸出端接有額定負(fù)載(通常規(guī)定為帶八個(gè)同類型的與非門負(fù)載)時(shí)，電路處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的輸出電壓。UOL一般應(yīng)小于或等于0.35V。(3)輸入短路電流IIS。輸入短路電流IIS是指當(dāng)任何一個(gè)輸入端接地而其余輸入端懸空時(shí)，流過該輸入端的電流值。IIS應(yīng)小于1.5mA，且越小越好。(4)輸入漏電流IIH。輸入漏電流IIH是指在電路中，當(dāng)任一輸入端接高電平，其余輸入端接地時(shí)，流過接高電平輸入端的電流。IIH應(yīng)小于70μA，且越小越好。(5)開門電壓UON。開門電壓UON是指在電路輸出端接有負(fù)載(通常規(guī)定為帶八個(gè)同類型的與非門負(fù)載)時(shí)，使輸出電壓為低電平時(shí)的最小輸入電壓。一般UON應(yīng)小于或等于1.8V，典型值為1.4V。(6)關(guān)門電壓UOFF。關(guān)門電壓UOFF是指輸出電壓值下降到規(guī)定值(即UON)的90%時(shí)的輸入電壓。一般UOFF應(yīng)小于或等于0.8V，典型值為1V。2)數(shù)字集成電路的主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)(1)平均傳輸延遲時(shí)間tpd。平均傳輸延遲時(shí)間是數(shù)字集成電路的一個(gè)重要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)。當(dāng)門電路工作時(shí)，若輸入一個(gè)脈沖信號，則輸出脈沖會(huì)有一定的時(shí)間延遲，如圖2.1所示。(2)導(dǎo)通延遲時(shí)間trd。導(dǎo)通延遲時(shí)間是從輸入脈沖上升沿的50%起，到輸出脈沖下降沿的50%為止這段時(shí)間間隔。(3)截止延遲時(shí)間tfd。截止延遲時(shí)間是從輸出脈沖下降沿的50%起，到輸出脈沖上升沿的50%為止這段時(shí)間間隔。圖2.1數(shù)字集成電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)3)運(yùn)算放大器的主要參數(shù)(1)開環(huán)電壓增益Aud。開環(huán)電壓增益Aud是指運(yùn)算放大器處于開環(huán)狀態(tài)并且沒有外部反饋時(shí)，其輸出(直流)電壓增量與輸入(直流)差模電壓增量之比，即Aud=ΔUo/ΔUi=Uo/Ui。(2)共模抑制比CMRR。差模輸入是指把輸入信號電壓加在運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端之間。(3)輸入偏置電流IB。輸入偏置電流IB是指運(yùn)算放大器在沒有輸入信號時(shí)，流入雙極型晶體管的基極電流或場效應(yīng)晶體管的柵極漏電流。一般規(guī)定IB值是流入兩個(gè)輸入端的輸入偏置電流之和的一半。(4)輸入失調(diào)電流IOS。輸入失調(diào)電流IOS是指當(dāng)輸入信號為零時(shí)，運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端的偏置電流的差值，即IOS=︱IB－︱－∣IB+∣。由于信號源內(nèi)阻的存在，IOS會(huì)引起一輸入電壓變化，從而破壞運(yùn)算放大器的平衡，使其輸出電壓值不為零，因此，要求IOS愈小愈好。(5)輸入失調(diào)電壓UOS。在運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端上外加一直流補(bǔ)償電壓，以使其輸出端為零電位，則外加的補(bǔ)償電壓就是輸入失調(diào)電壓UOS。UOS愈小，運(yùn)算放大器的電路對稱程度愈好。2.2.3電子元器件的降額使用元器件失效的一個(gè)重要原因是由于它工作在允許的應(yīng)力水平之上。因此為了提高元器件可靠性，延長其使用壽命，必須有意識地降低施加在元器件上的工作應(yīng)力，以使實(shí)際使用應(yīng)力低于其規(guī)定的額定應(yīng)力。對元器件有影響的應(yīng)力有：時(shí)間、溫度、濕度、腐蝕、機(jī)械應(yīng)力(直接負(fù)荷、沖擊、振動(dòng)等)和電應(yīng)力(電壓、電流、頻率等)等。1.電阻器的降額使用電阻器按其功能可分為固定電阻器、電位器、熱敏電阻器等。對于固定電阻器和電位器而言，影響其可靠性的最重要應(yīng)力為電壓、功率和環(huán)境溫度；對于熱敏電阻而言，影響其可靠性的應(yīng)力則主要是功率和環(huán)境溫度。2.電容器的降額使用影響電容器可靠性的最重要應(yīng)力是電壓和環(huán)境溫度。對于固定紙/塑料薄膜電容器而言，在應(yīng)用時(shí)，交流峰值電壓與直流電壓之和不得超過其額定值。3.半導(dǎo)體器件降額使用可按GJB/Z35《電子元器件降額準(zhǔn)則》對半導(dǎo)體器件合理地降額使用。需要降額的主要參數(shù)是結(jié)溫、電壓和電流。半導(dǎo)體器件的降額系數(shù)S取0.5以下，溫度低于50℃。鍺管還要低一點(diǎn)。不同的半導(dǎo)體器件，S的定義不一樣。晶體二極管的S為平均正向工作電流與25?℃時(shí)的最大額定正向電流之比。晶體三極管的S為實(shí)際功率與25?℃時(shí)的最大額定功率之比。穩(wěn)壓管的S為實(shí)際耗散功率與25?℃時(shí)最大額定功率之比。光電器件的S為實(shí)際耗散功率與25?℃時(shí)最大額定功率乘以與最大允許結(jié)溫有關(guān)的修正系數(shù)之比。表2.3列出了常用元器件的推薦降額范圍。表2.3常用元器件的推薦降額范圍2.2.4電子元器件的檢驗(yàn)與篩選電子元器件的質(zhì)量是電子產(chǎn)品可靠性的重要保證，因此，在電子設(shè)備整機(jī)裝配前，應(yīng)按照整機(jī)技術(shù)要求對元器件進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和篩選，不符合要求的元器件不得裝入整機(jī)。1.元器件的外觀檢查外觀檢查時(shí)，首先要查對元器件的型號、規(guī)格和出廠日期是否符合整機(jī)技術(shù)條件要求，沒有合格證明的元器件不得使用。外觀檢查的主要內(nèi)容如下：(1)元器件外觀是否完整無損，標(biāo)記是否清晰，引線和接線端子是否無銹蝕和明顯氧化。(2)電位器、可變電容器和可調(diào)電感器等組件調(diào)節(jié)時(shí)是否旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無跳變和卡死現(xiàn)象。(3)接插件是否插拔自如，插針、插孔鍍層是否光亮，無明顯氧化和沾污。(4)膠木件表面是否無裂紋、起泡和分層。瓷質(zhì)件表面是否光潔平整，無缺損。(5)帶有密封結(jié)構(gòu)的元器件，密封部件是否損壞和開裂。(6)鍍銀件表面是否光亮，無變色發(fā)黑現(xiàn)象。

2.元器件的篩選和老化篩選和老化的目的是剔除因某種缺陷而導(dǎo)致早期失效的元器件，從而提高元器件的使用壽命和可靠性。因此，凡有篩選和老化要求的元器件，在整機(jī)裝配前必須按照整機(jī)產(chǎn)品技術(shù)要求和有關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和老化。下面對半導(dǎo)體二極管、三極管和集成電路的篩選和老化的技術(shù)要求作簡單介紹。1)半導(dǎo)體二極管、三極管的篩選(1)篩選程序如下：①二極管(此處列舉的是整流二極管)：高溫貯存→溫度沖擊→敲擊→功率老化→高溫測反向漏電流→常溫測試→檢漏→外觀檢查。②三極管：高溫貯存→溫度沖擊→跌落(大功率管不做)→高溫反偏(硅PNP管做)→功率老化→高低溫測試(必要時(shí)做)→常溫測試→檢漏→外觀檢查。(2)篩選條件及要求如下：①高溫貯存的要求為：貯存溫度：硅二極管為150±3?℃；硅三極管為175±3?℃；鍺二極管、三極管為100±2?℃。貯存時(shí)間：A級為48小時(shí)，B級為96小時(shí)。②溫度沖擊的要求為：鍺器件：－55±3?℃～85±2?℃硅器件：－55±3?℃～125±3?℃③敲擊。在專用夾具上用小錘敲擊器件，并用圖示儀監(jiān)視最大工作電流正向曲線。④功率老化。在常溫下，按技術(shù)要求(例如：整流二極管最大電流不大于1A時(shí)，按額定電流的1.5倍老化；最大電流大于1A時(shí)，可按額定電流老化)通電老化。⑥高溫測試。其試驗(yàn)溫度的要求為：鍺二極管為70±2℃，鍺中小功率三極管為55±2℃，鍺大功率管為75±2℃，硅二極管、三極管為125±3℃，恒溫時(shí)間為30分鐘。⑦低溫測試。其試驗(yàn)溫度為－55±3℃，恒溫時(shí)間為30分鐘。⑧常溫測試。常溫測試按技術(shù)文件規(guī)定進(jìn)行。⑨檢漏。檢漏按技術(shù)文件規(guī)定進(jìn)行。2)半導(dǎo)體集成電路的篩選對于半導(dǎo)體集成電路等組件，也要按照技術(shù)要求，凡有篩選要求的都要進(jìn)行篩選。(1)高溫貯存。高溫貯存的作用是通過高溫加熱來加速任何可能發(fā)生或存在的表面化學(xué)反應(yīng)，使電路穩(wěn)定，剔除潛在的失效電路。貯存條件：溫度為150～175±5℃，貯存時(shí)間為48小時(shí)或96小時(shí)。150℃適用于環(huán)氧扁平封裝的電路，175℃適用于其他材料封裝的電路。(2)溫度循環(huán)。溫度循環(huán)能檢驗(yàn)電路內(nèi)不同結(jié)構(gòu)材料的熱脹冷縮是否匹配。循環(huán)條件：溫度范圍為－55±3～125±3℃。先低溫后高溫，每種溫度下保持30分鐘，交替時(shí)間小于1分鐘，交替次數(shù)不少于5次。(3)離心加速度。離心加速度試驗(yàn)可使電路內(nèi)部焊點(diǎn)不牢，裝片或封裝不佳，管殼及硅片存在潛在裂紋等缺陷易于暴露。試驗(yàn)條件：質(zhì)量小于15g的電路可施加外力20kg，質(zhì)量大于15g的電路施加外力5kg。沿電路三個(gè)軸向，各試驗(yàn)1分鐘。(4)跌落。有時(shí)可以用跌落的方法代替離心加速度的篩選方法。(5)高溫功率老化。老化條件：溫度為125±3?℃，時(shí)間為168小時(shí)或96小時(shí)。亦可把溫度提高到150±3℃，進(jìn)行24小時(shí)老化。(6)高溫測試。測試條件：溫度為－40±3℃和－55±3℃，各保持30分鐘，測試電參數(shù)。(8)電路輸入、輸出特性檢查。在室溫下分別對電路每一個(gè)輸入、輸出端的PN結(jié)加反向電壓，觀察其特性曲線有無顯示擊穿現(xiàn)象。擊穿電壓應(yīng)大于7V，漏電流應(yīng)小于10μA。2.3電子設(shè)備的可靠性防護(hù)措施2.3.1電子設(shè)備的散熱防護(hù)溫度是影響電子設(shè)備可靠性最廣泛的一個(gè)因素。電子設(shè)備工作時(shí)，其功率損失一般都以熱能形式散發(fā)出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管、變壓器、大功率晶體管、大功率電阻等。另外，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的熱能難以散發(fā)出去，將使設(shè)備溫度升高。1.電阻器的散熱措施1)溫度對電阻器的影響溫度升高會(huì)使電阻使用率下降，導(dǎo)致其壽命降低。如RTX型碳膜電阻，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，允許的使用功率為標(biāo)稱值的100%；環(huán)境溫度增至100℃時(shí)，允許使用功率僅為標(biāo)稱值的20%。另外，溫度過高能使噪聲增大。溫度變化同樣會(huì)使阻值變化，溫度每升高或降低10℃，其阻值大約變化1%。2)電阻器散熱的一般方法電阻的溫度與其形式、尺寸、功率損耗、安裝位置以及環(huán)境溫度等因素有關(guān)。一般情況下，電阻是通過引出線的傳導(dǎo)和本身的對流、輻射來散熱的。電阻器散熱的一般考慮有：(1)大功率電阻器應(yīng)安裝在金屬底座上，以便散熱。(2)不許在沒有散熱的情況下，將功率電阻器直接裝在接線端或印制板上。(3)功率電阻器盡可能安裝在水平位置。(4)引線長度應(yīng)短些，使其和印制電路板的接點(diǎn)能起散熱作用；但又不能太短，且最好稍彎曲，以允許熱脹冷縮。如用安裝架，則要考慮其熱脹冷縮的應(yīng)力。(5)當(dāng)電阻器成行或成排安裝時(shí)，要考慮通風(fēng)的限制和相互散熱的影響，并將其適當(dāng)組合。(6)在需要補(bǔ)充絕緣時(shí)，需考慮散熱問題。2.半導(dǎo)體分立器件的散熱措施1)溫度對半導(dǎo)體分立器件的影響半導(dǎo)體器件對溫度反應(yīng)很敏感，過高的溫度會(huì)使器件的工作點(diǎn)發(fā)生漂移、增益不穩(wěn)定、噪聲增大和信號失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起熱擊穿。因此，通常半導(dǎo)體器件的工作溫度不能過高，如鍺管不超過70～100℃；硅管不超過150～200℃。表2.4列出了常用元器件的允許溫度。表2.4常用元器件允許溫度2)半導(dǎo)體分立器件散熱的一般考慮(1)對于功率小于100mW的晶體管，一般不用散熱器。(2)大功率半導(dǎo)體分立器件應(yīng)裝在散熱器上。(3)散熱器應(yīng)使肋片沿其長度方向垂直安裝，以便于自然對流。散熱器上有多個(gè)肋片時(shí)，應(yīng)選用肋片間距大的散熱器。(4)半導(dǎo)體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應(yīng)盡可能小，應(yīng)盡量增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時(shí)在接觸面上涂上導(dǎo)熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸。(5)散熱器要進(jìn)行表面處理，使其粗糙度適當(dāng)并使表面呈黑色，以增強(qiáng)輻射換熱。(6)對于熱敏感的半導(dǎo)體分立器件，安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離耗散功率大的元器件。(7)對于工作于真空環(huán)境中的半導(dǎo)體分立器件，散熱器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以只有輻射和傳導(dǎo)散熱為基礎(chǔ)。3)散熱器常用的散熱器大致有：平板形、平行肋片形、叉指形、星形等，如圖2.2(a)～(d)所示。圖2.2散熱器形狀(a)平板形；(b)平行肋片形；(c)叉指形；(d)星形3.變壓器的散熱措施1)溫度對變壓器的影響溫度對變壓器的影響除降低其使用壽命外，絕緣材料的性能也將下降。一般情況下，變壓器的允許溫度應(yīng)低于95℃。2)變壓器散熱的一般考慮(1)不帶外罩的變壓器，要求鐵心與支架、支架與固定面都要良好接觸，使其熱阻最小。(2)對有外罩的變壓器，除要求外罩與固定面良好接觸外，可將其墊高并在固定面上開孔，形成對流，如圖2.3所示。(3)變壓器外表面應(yīng)涂無光澤黑漆，以加強(qiáng)輻射散熱。圖2.3變壓器的散熱4.集成電路的散熱措施集成電路的散熱，主要依靠管殼及引線的對流、輻射和傳導(dǎo)散熱，如圖2.4所示。當(dāng)集成電路的熱流密度超過0.6W/cm2時(shí)，應(yīng)裝散熱裝置，以減少外殼與周圍環(huán)境的熱阻。圖2.4集成電路的散熱5.電子設(shè)備整機(jī)的散熱措施1)機(jī)殼自然散熱機(jī)殼是接受設(shè)備內(nèi)部熱量并將其散到周圍環(huán)境中去的機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)殼散熱措施一般考慮如下：(1)選擇導(dǎo)熱性能好的材料做機(jī)殼，加強(qiáng)機(jī)箱內(nèi)外表面的熱傳導(dǎo)。(2)在機(jī)殼內(nèi)、外表面涂粗糙的黑漆，以提高機(jī)殼熱輻射能力。(3)在機(jī)殼上合理地開通風(fēng)孔，以加強(qiáng)氣流的對流換熱能力。圖2.5為常見的通風(fēng)口形式。圖(a)為最簡單的沖壓而成的通風(fēng)孔；圖(b)為通風(fēng)孔較大時(shí)用金屬網(wǎng)遮住洞口的形式；圖(c)為百葉窗式通風(fēng)孔。圖2.5散熱器通風(fēng)口形式2)印制板的熱設(shè)計(jì)從有利于散熱的角度出發(fā)，印制板最好是直立安裝，板與板之間的距離一般不要小于2cm，而且元器件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循如下規(guī)則：(1)對于采用對流空氣冷卻方式的設(shè)備，最好是將集成電路(或其他元器件)按縱長方式排列，如圖2.6(a)所示；對于采用強(qiáng)制空氣冷卻(風(fēng)扇冷卻)的設(shè)備，則應(yīng)按橫長方式排列，如圖2.6(b)所示。(2)在同一塊印制板上安裝半導(dǎo)體器件時(shí)，應(yīng)將發(fā)熱量小或不耐熱的元器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在氣流的入口處，將發(fā)熱量大或耐熱好的元器件放在氣流的出口處。圖2.6集成電路在印制板上的排列(a)縱長排列；(b)橫長排列(3)在水平方向上，大功率器件應(yīng)盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱途徑；在垂直方向上，大功率器件應(yīng)盡量靠近印制板上方布置，以便減小這些器件工作時(shí)對其他元器件溫度的影響。(4)溫度敏感器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備底部)，不要將它放在發(fā)熱元器件的正上方，多個(gè)器件最好是水平交錯(cuò)布局。也可采用“熱屏蔽”方法達(dá)到熱保護(hù)作用。3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理布局由于設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣對流，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動(dòng)途徑，合理配置元器件或印制電路板。具體措施有：(1)要合理地布置機(jī)箱進(jìn)出風(fēng)口的位置，盡量增大進(jìn)出風(fēng)口之間的距離和高度差，以增強(qiáng)自然對流。(2)對大面積的元器件應(yīng)特別注意其放置位置，如機(jī)箱底的底板、隔熱板、屏蔽板等。若位置安排不合理，則可能阻礙或阻斷自然對流的氣流。(3)在印制板上進(jìn)行元器件布局時(shí)，要避免在某個(gè)區(qū)域留有較大的空域。如圖2.7(a)所示，冷卻空氣大多從此空域中流走，造成散熱效果大大降低。如圖2.7(b)所示，冷卻空氣的通路阻抗均勻，散熱效果得到了改善。整機(jī)設(shè)備內(nèi)有多塊印制電路板的情況也應(yīng)注意同樣的問題。圖2.7元器件的布局(a)較差布局；(b)較好布局4)強(qiáng)制風(fēng)冷強(qiáng)制風(fēng)冷是利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)或抽風(fēng)，提高設(shè)備內(nèi)空氣流動(dòng)的速度，增大散熱面的溫差，達(dá)到散熱的目的。強(qiáng)制風(fēng)冷的散熱形式主要是對流散熱，其冷卻介質(zhì)是空氣。強(qiáng)制風(fēng)冷是目前應(yīng)用最多的一種強(qiáng)制冷卻方法。【實(shí)例】集成電路在印制板上的排列方式對其溫升的影響。圖2.8給出了大規(guī)模集成電路(LSI)和小規(guī)模集成電路(SSI)混合安裝情況下的兩種排列方式。LSI的功耗為1.5W，SSI的功耗為0.3W。實(shí)測結(jié)果表明，圖2.8(a)所示排列方式使LSI的溫升達(dá)50℃，而圖2.8(b)所示排列方式使LSI的溫升為40℃，顯然采納后一種排列方式對降低LSI的溫升更為有效。圖2.8集成電路的排列方式對其溫升的影響2.3.2

電子設(shè)備的氣候防護(hù)潮濕、鹽霧、霉菌以及氣壓、污染氣體對電子設(shè)備影響很大，其中潮濕的影響是最主要的。特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)會(huì)使機(jī)內(nèi)元器件、印制電路板上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，使電性能下降，故障上升1.潮濕的防護(hù)電子設(shè)備受到潮濕空氣的侵蝕，會(huì)在元器件或材料表面凝聚一層水膜，并滲透到材料內(nèi)部，從而造成絕緣材料的表面電導(dǎo)率增加，體積電阻率降低，介質(zhì)損耗增加，零部件電氣短路、漏電或擊穿等。潮氣還能引起覆蓋層起泡甚至脫落，使其失去保護(hù)作用。防潮濕的措施很多，常用的方法有浸漬、灌封、密封等。1)浸漬浸漬是將被處理的組件或材料浸入不吸濕的絕緣漆中，經(jīng)過一定時(shí)間使絕緣液體進(jìn)入組件或材料的小孔、縫隙和結(jié)構(gòu)件的空隙，從而提高組件或材料的防潮濕性能和其他性能。2)灌封灌封是用于熱溶狀態(tài)的樹脂、橡膠等將電器組件澆注封閉，形成一個(gè)與外界完全隔絕的獨(dú)立的整體。

3)密封密封是防止潮濕長期影響的最有效的方法。密封是將零件、元器件、部件或一些復(fù)雜的裝置甚至整機(jī)安裝在不透氣的密封盒內(nèi)，這種防潮手段屬于機(jī)械防潮。

2.鹽霧和霉菌的防護(hù)1)鹽霧的防護(hù)鹽霧主要發(fā)生在海上和近海地區(qū)，因鹽堿被風(fēng)刮起或鹽水蒸發(fā)而形成的一種帶有鹽分的霧狀氣體。鹽霧的防護(hù)方法主要是：在一般電鍍的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工，即嚴(yán)格電鍍工藝，保證鍍層厚度，選擇適當(dāng)?shù)腻儗臃N類；采用密封機(jī)殼或機(jī)罩，使設(shè)備與鹽霧環(huán)境隔開；對關(guān)鍵組件進(jìn)行灌封或加其他密封措施。2)霉菌的防護(hù)霉菌是指生長在營養(yǎng)基質(zhì)上而形成絨毛狀、蜘網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌。霉菌種類繁多。電子設(shè)備的霉菌防護(hù)方法有以下幾種：(1)控制環(huán)境條件。(2)密封防霉。(3)使用防霉劑。(4)使用防霉材料。3.金屬的防腐電子設(shè)備中大量應(yīng)用到金屬材料，金屬材料會(huì)和周圍腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用，從而導(dǎo)致金屬的腐蝕。金屬防腐蝕措施如下：(1)選擇合適的材料。金屬材料的耐蝕性能與所接觸的介質(zhì)有密切的關(guān)系。選材時(shí)，首先要知道腐蝕介質(zhì)的種類、腐蝕強(qiáng)度、PH值以及影響腐蝕性的諸如環(huán)境溫度、濕度變化情況等各種因素。(2)采用表面涂覆方法。表面涂覆是電子設(shè)備最常用的金屬防腐蝕方法。表面涂覆就是在零件表面涂覆一層金屬或非金屬覆蓋層。根據(jù)構(gòu)成覆蓋層的物質(zhì)不同，可將覆蓋層分為三類：金屬覆蓋層(電鍍)、化學(xué)覆蓋層(金屬氧化物)和涂料覆蓋層。2.3.3

電子設(shè)備的電磁防護(hù)屏蔽就是用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻囊院?、殼、板和柵等形式，將電磁場限制在一定空間范圍內(nèi)，使電磁場從屏蔽體的一面?zhèn)鞯搅硪幻鏁r(shí)受到很大的衰減，從而抑制電磁場的擴(kuò)散。根據(jù)屏蔽抑制功能的不同，可分為電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。電屏蔽即靜電或電場的屏蔽，用于防止或抑制寄生電容耦合，隔離靜電或電場干擾。電屏蔽最簡單的方法是在感應(yīng)源和受感器之間加一塊接地良好的金屬板，把感應(yīng)源的寄生電容短接到地，達(dá)到屏蔽的目的。磁屏蔽用于防止磁感應(yīng)，抑制寄生電感耦合，隔離磁場干擾。電磁屏蔽用于防止或抑制高頻電磁場的干擾。1.元器件防靜電措施半導(dǎo)體器件在制造、存貯、運(yùn)輸及裝配過程中均可能因摩擦而產(chǎn)生靜電電壓，當(dāng)器件與這些帶電體接觸時(shí)，帶電體就會(huì)通過器件引腳放電，引起器件失效。如MOS器件、雙極器件和混合集成電路等器件對靜電放電損傷敏感。以對靜電敏感的CMOS集成電路為例，在電路設(shè)計(jì)及印制板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)不使用的輸入端應(yīng)根據(jù)要求接電源或接地，不得懸空。(2)作為線路板輸入接口的電路，其輸入端除加瞬變電壓抑制二極管外，還應(yīng)對地接電阻器(阻值一般取0.2～1MΩ)。(3)當(dāng)電路與電阻電容組成振蕩器時(shí)，電容器存貯電荷產(chǎn)生的電壓可使有關(guān)輸入端的電壓瞬時(shí)高于電源電壓。(4)作為線路板輸入接口的傳輸門，每個(gè)輸入端都應(yīng)串接電阻器(阻值取50～100?Ω)。(5)作為線路板輸入接口的邏輯門，每個(gè)輸入端都應(yīng)串接電阻器(阻值取100～200?Ω)。(6)作為線路板輸入接口的應(yīng)用部位，應(yīng)防止其輸入電位高于電源電位(先加信號源，后加線路板電源，就可導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生)。

2.導(dǎo)線的屏蔽1)印制導(dǎo)線屏蔽單面印制板在信號線之間設(shè)置接地的印制導(dǎo)線可以起屏蔽作用，如圖2.9(a)所示。雙面印制板，除在信號線之間設(shè)置接地線以外，其背面銅箔也接地，增強(qiáng)了屏蔽作用，如圖2.9(b)所示。圖2.9印制板的屏蔽線2)高頻導(dǎo)線(同軸射頻電纜)的屏蔽高頻導(dǎo)線的屏蔽主要是在其外面套上一層金屬絲的編織網(wǎng)，中心是芯線，金屬網(wǎng)是屏蔽層，芯線和屏蔽層之間襯有絕緣材料，屏蔽層外還有一層絕緣套管。(1)高頻高電平導(dǎo)線的屏蔽。對于高頻高電平導(dǎo)線，屏蔽的作用主要是防止其干擾外界。導(dǎo)線接入電路時(shí)，只要將屏蔽層在一端接地，則中心導(dǎo)線信號電流在屏蔽層上感應(yīng)出的電荷就被釋放到地，在屏蔽層外部沒有電場。一端接地的方法具有有效的電場屏蔽作用，如圖2.10所示。圖2.10屏蔽體一端接地的電場屏蔽作用如果屏蔽層兩端接地，則使屏蔽層通過地能夠得到一個(gè)與中心線電流方向相反的電流。兩電流產(chǎn)生的磁場互相抵消，使在屏蔽層的外面沒有磁場輻射，從而起到磁屏蔽作用，如圖2.11(a)、(b)所示。

圖2.11屏蔽體上有電流時(shí)的屏蔽作用屏蔽層與屏蔽盒的連接正確與否也很重要。正確的接法是：屏蔽層在芯線進(jìn)入屏蔽盒的入口時(shí)就應(yīng)與屏蔽盒連接，如圖2.12(a)所示；否則，屏蔽層所耦合的外界干擾信號在屏蔽盒內(nèi)會(huì)產(chǎn)生磁場，形成干擾，如圖2.12(b)所示。(2)高頻低電平導(dǎo)線的屏蔽。對于高頻低電平導(dǎo)線，屏蔽的作用主要是防止外界對其的干擾。圖2.12隔離電纜外皮與屏蔽盒的連接3.低頻變壓器的屏蔽變壓器的鐵心由鐵磁材料制成，磁通絕大部分在鐵心中形成閉合回路，但有小部分磁通(漏磁通)穿過周圍空間而造成干擾，這將影響其附近的電子設(shè)備的正常工作，如放大器的調(diào)制交流聲，因此必須對變壓器進(jìn)行屏蔽。變壓器的常見屏蔽方法有兩種。一種是在鐵心側(cè)面包鐵皮，如圖2.13(a)所示；另一種是在線包外面包一圈銅皮作為短路環(huán)，如圖2.13(b)。漏磁通在環(huán)內(nèi)感應(yīng)渦流，而渦流所產(chǎn)生的磁場與漏磁場反向，所以短路環(huán)減少了漏磁場對外界的干擾。圖2.13變壓器的屏蔽4.電路的屏蔽電路單元屏蔽的一般原則如下：(1)在電子設(shè)備或系統(tǒng)具有不同頻率的電路中，為防止相互之間的雜散電容耦合而造成干擾，對于振蕩器、放大器、濾波器等都應(yīng)分別加以屏蔽。(2)如果多級放大器的增益不大，則級與級之間可以不屏蔽；如果其增益大，輸出級對輸入級的反饋大，則級與級之間應(yīng)加以屏蔽。(3)如果低電平級靠近高電平級，則需要屏蔽；如果干擾電平與低電平級的輸入電平可以比擬，則應(yīng)嚴(yán)格屏蔽。

(4)根據(jù)電路特性決定是否屏蔽。電路是否需要屏蔽決定于電路本身的特點(diǎn)。如低輸入阻抗的放大器受寄生反饋的影響比高輸入阻抗放大器的影響要小。2.4印制電路板布線的可靠性設(shè)計(jì)2.4.1

電磁兼容性設(shè)計(jì)電磁兼容性(EMC)是指電子系統(tǒng)及其元器件在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。EMC設(shè)計(jì)的目的是既能抑制各種外來的干擾，使電路和設(shè)備在規(guī)定的電磁環(huán)境中能正常工作，又能減少其本身對其他設(shè)備的電磁干擾。印制電路板電磁兼容設(shè)計(jì)具體體現(xiàn)在布線時(shí)，此時(shí)要注意以下問題：(1)專用零伏線、電源線的走線寬度大于等于1mm。(2)電源線和地線盡可能靠近，整塊印制板上的電源與地要呈“井”字形分布，以便使分布線電流達(dá)到均衡。(3)要為模擬電路專門提供一根零伏線，以減少線間串?dāng)_。必要時(shí)可增加印制線條的間距。注意安插一些零伏線作為線間隔離。

(4)印制電路板的插頭也要多安排一些零伏線作為線間隔離；要特別注意電流流通中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸；如有可能，在控制線(于印制板上)的入口處加接R-C去耦，以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素。(5)印制電路板上印制弧線的寬度不要突變，導(dǎo)線不要突然拐角(≥90°)。傳輸線拐角要采用45°角，以降低回?fù)p。(6)時(shí)鐘引線、行驅(qū)動(dòng)器或總線驅(qū)動(dòng)器的信號線常常載有大的瞬變電流，其印制導(dǎo)線要盡可能短；而對于電源線和地線這類難以縮短長度的布線，則應(yīng)在印制板面積和線條密度允許的條件下盡可能加大布線的寬度。(7)采用平行走線可以減少導(dǎo)線電感，但會(huì)使導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加。(8)為了抑制印制導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)盡量避免長距離的平行走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號線與地線及電源線盡可能不交叉。在使用一般電路時(shí)，印制導(dǎo)線間隔和長度設(shè)計(jì)可以參考表2.5所列規(guī)格。表2.5印制電路板防串?dāng)_設(shè)計(jì)規(guī)則2.4.2

高頻數(shù)字電路PCB設(shè)計(jì)中的布局與布線為了避免高頻信號通過印制導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射，在印制電路板布線時(shí)，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：(1)高頻數(shù)字信號線要用短線。(2)主要信號線最好集中在PCB板中心。(3)時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板中心附近。(4)電源線盡可能遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號線或用地線隔開，電路的布局必須減少電流回路，電源的分布必須是低感應(yīng)的(多路設(shè)計(jì))。(5)數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每兩根信號線之間夾一根信號地線，最好是緊挨著最不重要的地址引線放置地回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。輸入、輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，如圖2.14所示。圖2.14數(shù)據(jù)總線的布線方式(6)盡量減少印制導(dǎo)線的不連續(xù)性，例如導(dǎo)線寬度不要突變，導(dǎo)線的拐角大于90°，禁止環(huán)形走線等。這樣也有利于提高印制導(dǎo)線耐焊接熱的能力。(7)總線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其欲驅(qū)動(dòng)的總線。(8)在印制板布線高速、中速和低速邏輯電路時(shí)，應(yīng)按照圖2.15的方式排列器件。(9)由于突出引線存在抽頭電感，因此要避免使用有引線的組件。圖2.15不同工作速度的邏輯電路在印制板上的排列順序特殊元器件在電磁兼容性設(shè)計(jì)中還要遵循以下原則：(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，避免放電，使引線意外短路。(3)根據(jù)電路的功能單元對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下要求：①按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號方向盡可能保持一致。②以每個(gè)功能電路的核心組件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。③在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。2.4.3混合信號電路PCB設(shè)計(jì)中的布局與布線混合信號電路PCB是指含有模擬電路和數(shù)字電路的PCB?；旌闲盘栯娐稰CB的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。1.混合信號電路PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)中的布線原則(1)遵守常規(guī)的布線原則。(2)在印制電路板的所有層中，數(shù)字信號只能在印制板的數(shù)字部分布線，模擬信號只能在印制板的模擬部分布線。(3)實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字電源分割。2.混合信號電路PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)中的布局原則(1)遵循常規(guī)的元器件布局原則。(2)將PCB分區(qū)為獨(dú)立的、合理的模擬電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)。(3)?A/V轉(zhuǎn)換器跨分區(qū)放置。(4)電源和地線單獨(dú)引出。2.4.4單片機(jī)系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)1.單片機(jī)系統(tǒng)印制電路板設(shè)計(jì)要求印制電路板的設(shè)計(jì)對單片機(jī)系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪音源，盡量減少噪音的傳播與耦合，以及盡量減少噪音的吸收這三大原則設(shè)計(jì)印制電路板和布線。印制電路板要合理分區(qū)。印制電路板按單點(diǎn)接電源、單點(diǎn)接地的原則送電。2.單片機(jī)系統(tǒng)印制電路板設(shè)計(jì)技巧(1)把時(shí)鐘振蕩電路、高速邏輯電路部分用地線圈起來，讓周圍電場趨近于零。(2)I/O驅(qū)動(dòng)器件、功率放大器盡量靠近印制電路板的邊沿，靠近接插件。(3)能用低速的器件就不用高速的器件，高速器件只用在關(guān)鍵的地方。(4)使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時(shí)鐘，時(shí)鐘發(fā)生器要盡量靠近用到該時(shí)鐘的芯片。(5)使用45°的折線布線，不要使用90°折線，以減小高頻信號的發(fā)射。電源線、地線要盡量粗。信號線的過孔要盡量少。(6)關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地。若將敏感信號和噪聲場帶信號通過一條扁帶電纜引出，則要用地線—信號—地線方式引出(見圖2.14)。(7)任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。(8)對A/D類器件，數(shù)字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉。噪聲敏感線不要與高速線、大電流線平行。(9)單片機(jī)及其他集成電路如有多個(gè)電源、地端，則每端都要加一個(gè)去耦電容，每個(gè)集成電路也要加一個(gè)去耦電容(獨(dú)石電容或瓷片電容)。(10)單片機(jī)不用的I/O端口編程時(shí)要定義成輸出。(11)需要時(shí)，電源線、地線上可加銅線繞制的高頻扼流圈，用來阻斷高頻噪聲的傳導(dǎo)。(12)盡量不要使用集成電路插座，把集成電路直接焊在印制板上，因?yàn)椴遄休^大的分布電容。(13)若經(jīng)濟(jì)條件允許，可用多層板制作印制電路板。2.5PCB電磁兼容設(shè)計(jì)中的地線設(shè)計(jì)2.5.1地線阻抗干擾任何導(dǎo)線(包括地線)都有一定的阻抗。阻抗指的是交流狀態(tài)下導(dǎo)線對電流的阻抗，這個(gè)阻抗主要是由導(dǎo)線的電感引起的。當(dāng)頻率較高時(shí)，導(dǎo)線的阻抗遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，如表2.6所示。因此，地線的阻抗引起的地線上各點(diǎn)之間的電位差能夠造成電路的誤動(dòng)作，導(dǎo)致電路工作的異常。表2.6導(dǎo)?線?的?阻?抗2.5.2地線環(huán)路干擾和抑制電源饋線接入電路后，電路接地，饋線和地線就構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，如圖2.16所示。當(dāng)交變磁場穿過這些環(huán)路網(wǎng)孔時(shí)，在環(huán)路中就產(chǎn)生感生電勢em，em=dΦ/dt。em會(huì)經(jīng)過電源饋線(或信號線)產(chǎn)生地環(huán)流，對各電路單元造成干擾。這種干擾稱為地線環(huán)路干擾。圖2.16地環(huán)路的干擾1)使用隔離變壓器如圖2.17所示，采用隔離變壓器可以有效地切斷地環(huán)流。但是變壓器繞組之間存在分布電容C，仍然能夠?yàn)轭l率較高的地環(huán)路電流提供通路，因此采用隔離變壓器的方法對高頻地環(huán)路電流的抑制效果較差。圖2.17采用隔離變壓器阻隔地環(huán)路2)使用光耦合器采用光耦合器阻隔地環(huán)流是最常用的方法，如圖2.18所示。用光連接有兩種方法，一是用光耦器件連接，另一種是用光纖連接。光耦器件的分布電容一般只有2pF，即使在高頻工作時(shí)也能提供良好的隔離；光纖連接幾乎沒有分布電容，隔離性能最好，但安裝、維護(hù)、成本等方面都不如光耦器件。圖2.18采用光耦合阻隔地環(huán)流3)使用共模扼流圈當(dāng)傳輸?shù)男盘栍兄绷鞣至炕蛴泻芏囝l率的交流分量時(shí)，就不能用變壓器而應(yīng)用共模扼流圈隔離，如圖2.19所示。圖2.19共模扼流圈隔離地環(huán)流2.5.3公共阻抗耦合干擾和抑制當(dāng)兩個(gè)電路共用一段地線時(shí)，由于地線的阻抗，一個(gè)電路的地電位會(huì)受另一個(gè)電路工作電流的調(diào)制。這樣一個(gè)電路中的信號會(huì)耦合進(jìn)另一個(gè)電路，這種耦合稱為公共阻抗耦合，如圖2.20所示。圖2.20公共阻抗耦合1)減少公共地線阻抗的設(shè)計(jì)只要布局許可，印制板最好做成大平面接地方式。在雙層板上布地線網(wǎng)格時(shí)，如有可能，印制板的一面全部用銅箔做成接地平面，另一面作為信號布線。在多層板中專門用一層做電線。大平面接地方式有如下好處：(1)大平面接地可以降低印制電路的對地阻抗，有效地抑制印制板信號線之間的干擾和噪聲。(2)大平面接地起著電磁屏蔽和靜電屏蔽的作用，可減少外界對電路的高頻輻射干擾以及電路對外界的高頻輻射干擾。(3)大平面接地還有良好的散熱效果，其大面積的銅箔猶如金屬散熱片，可迅速向外界散發(fā)印制電路板中的熱量。如果無法采用大平面接地，則應(yīng)在印制電路板的周圍設(shè)計(jì)接地母線，接地母線的兩端接到系統(tǒng)的公共接地點(diǎn)上。印制板上所有電路的地線都連接到離它最近的接地母線上，以降低地阻抗，如圖2.21所示。接地母線在數(shù)字系統(tǒng)和高頻電路中比較適用。接地母線應(yīng)盡可能寬，其寬度至少為2.5mm。圖2.21接地母線2)并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地如圖2.22所示，它是把各電路的地線接在一點(diǎn)上。這種接地方式的優(yōu)點(diǎn)是不存在公共地線，各電路的接地點(diǎn)只與本電路的地電流和地阻抗有關(guān)。圖2.22并聯(lián)單點(diǎn)接地這種接地方式的缺點(diǎn)是接地的導(dǎo)線過多。對于相互干擾較少的電路，可以采用串聯(lián)單點(diǎn)接地。例如，可以將電路按照強(qiáng)信號、弱信號、模擬信號、數(shù)字信號等分類，然后在同類電路內(nèi)部采用串聯(lián)單點(diǎn)接地，在不同類型的電路內(nèi)部采用并聯(lián)單點(diǎn)接地，如圖2.23所示。圖2.23串、并聯(lián)單點(diǎn)接地思考題與練習(xí)題1.影響電子設(shè)備可靠性的主要因素有哪些？2.晶體管散熱器有哪幾類？各有什么特點(diǎn)？3.元器件的篩選與電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)有什么關(guān)系？篩選的一般原則是什么？4.簡述元器件降額使用與可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)系。

5.潮濕、鹽霧、霉菌對電子設(shè)備有何危害？如何防范？6.靜電屏蔽時(shí)為什么要將屏蔽體直接接地？試說明一般屏蔽物的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)。7.試說明電路單元屏蔽的一般原則。8.印制電路板散熱有什么措施？9.在高頻數(shù)字電路PCB的布局與布線中如何考慮電磁兼容設(shè)計(jì)？10.在混合信號電路PCB的布局與布線中如何考慮電磁兼容設(shè)計(jì)？11.電子設(shè)備內(nèi)部印制板如何布置比較合理？12.試述地線中存在的干擾及抑制方法。謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本萬利工程1、背景驅(qū)動(dòng)2、盈利策略3、選菜試菜4、價(jià)值創(chuàng)造5、完美呈現(xiàn)6、成功面試7、持續(xù)改造（一）、一本萬利工程的背景驅(qū)動(dòng)

1、什么是一本萬利

2、餐飲時(shí)代的變遷菜單經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)方針運(yùn)營市場定位的體現(xiàn)經(jīng)營水平的體現(xiàn)體現(xiàn)餐廳的特色與水準(zhǔn)溝通的工具餐廳對顧客的承諾菜單承諾的六大表現(xiàn)1、名字的承諾2、質(zhì)量的承諾3、價(jià)格的承諾4、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的承諾5、外文翻譯的準(zhǔn)確6、保證供應(yīng)的承諾

1、顧客滿意度餐廳價(jià)值、價(jià)格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、滿足感、有價(jià)值感、喜悅感、特別感2-2、初期投資餐廳面積、保證金、設(shè)備投資、店鋪裝潢、器具用品投資、制服選定、菜單制作2-1、開業(yè)準(zhǔn)備廚具、供應(yīng)商選定、設(shè)計(jì)、用品選定、餐廳配置、員工訓(xùn)練、餐廳氣氛、促銷方式3、經(jīng)營數(shù)據(jù)營業(yè)額、客流量、成本率、人均消費(fèi)、顧客回頭率、出品速度、人事費(fèi)用菜單內(nèi)容決定決定相關(guān)相關(guān)決定決定決定決定以菜單為導(dǎo)向的硬件投資

1、餐廳的裝修風(fēng)格2、硬件設(shè)施服務(wù)操作3、餐廳動(dòng)線4、餐具與家俬5、廚房布局6、廚房設(shè)備菜單設(shè)計(jì)正果1、能誘導(dǎo)顧客購買你想讓他買的餐點(diǎn)2、能迅速傳達(dá)餐廳要表達(dá)的東西3、雙贏：顧客喜歡、餐廳好賣餐廳時(shí)代的變遷食物時(shí)代硬體時(shí)代軟體時(shí)代心體時(shí)代食物食品饑食飽食品質(zhì)挑食品味品食品德懼食體驗(yàn)人們正在追尋更多的感受，更多的意義更多的體驗(yàn)，更多的幸福（二）盈利策略1、組建工程團(tuán)隊(duì)2、確定核心價(jià)值3、確定盈利目標(biāo)4、確定客單價(jià)5、設(shè)計(jì)盈利策略6、確定核心產(chǎn)品誰來設(shè)計(jì)菜單？產(chǎn)品=做得出來的物品商品=賣得出去的物品商家=產(chǎn)品具備商品附加值物（什么產(chǎn)品）+事（滿足顧客何種需求）從物到事從食物到餐飲從吃什么到為什么吃產(chǎn)品本身決定一本，產(chǎn)品附加值決定萬利從生理到心理從物質(zhì)到精神從概念到五覺體驗(yàn)創(chuàng)造產(chǎn)品的五覺附加值體驗(yàn)何來

一家企業(yè)以服務(wù)為舞臺以商品為道具，讓消費(fèi)者完全投入的時(shí)候，體驗(yàn)就出現(xiàn)了PART01物=你的企業(yè)賣什么產(chǎn)品+事=能滿足顧客何種需求？確定核心價(jià)值理念核心價(jià)值理念1、賣什么樣的菜2、賣什么樣的氛圍？3、如何接待顧客？賣給誰？賣什么事？賣什么價(jià)？企業(yè)目標(biāo)的設(shè)定1、理論導(dǎo)向的目標(biāo)設(shè)定2、預(yù)算3、制定利潤目標(biāo)費(fèi)用營業(yè)額虧損區(qū)利潤區(qū)臨界點(diǎn)變動(dòng)費(fèi)用總費(fèi)用營業(yè)額曲線費(fèi)用線X型損益圖利潤導(dǎo)向的目標(biāo)設(shè)定確定目標(biāo)設(shè)定營業(yè)收入=固定成本+目標(biāo)利潤1-變動(dòng)成本率-營業(yè)稅率例：A餐廳每月固定成本40萬，變動(dòng)成本50%，營業(yè)稅率5.5%，目標(biāo)利率每月8萬，問A餐廳的月營業(yè)收入：月營收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108萬測算損益平衡點(diǎn)保本線=固定成本1-變動(dòng)成本率-營業(yè)稅率例：A餐廳保本線=40÷（1-50%-5.5%）

=40÷0.445

=90萬定價(jià)的三重意義2、向競爭對手發(fā)出的信息和信號1、是利潤最大化和最重要的決定因素3、價(jià)格本事是價(jià)值的體現(xiàn)定價(jià)由此開始1、評估產(chǎn)品、服務(wù)的質(zhì)量2、尋求顧客價(jià)值與平衡點(diǎn)3、以價(jià)值定義市場確定客單價(jià)盈利占比策略

占比策略內(nèi)部策略銷售占比占比策略內(nèi)部策略10%40%10%20%20%（三）、選菜試菜1、ABC產(chǎn)品