CB電磁兼容設(shè)計中的地線設(shè)計

第2章電子設(shè)備的可靠性設(shè)計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)備的可靠性防護措施2.4印制電路板布線的可靠性設(shè)計2.5PCB電磁兼容設(shè)計中的地線設(shè)計思考題與練習(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、運動部位不靈活、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)時的冷熱沖擊。(2)采取各種防護措施，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.機械條件對電子設(shè)備的要求機械條件是指電子設(shè)備在不同的運載工具中使用時所受到的振動、沖擊、離心加速度等機械作用。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)的電子元器件和機械零部件在受到外界強烈振動和沖擊的條件下，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人員對產(chǎn)品可靠性的影響，包括使用和維護的程序及設(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，及時的維護和保養(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修理，直接影響到設(shè)備的可靠性，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須全面考慮。對電子設(shè)備的操縱要求，原則上可歸納為以下幾點：(1)為操縱者創(chuàng)造良好的工作條件。例如：設(shè)備不會產(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，有保險裝置。當(dāng)操縱者發(fā)生誤操作時，應(yīng)不會損壞設(shè)備，更不能危及人身安全。(4)控制機構(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，且長時間觀察不易疲勞，也不損傷視力。從維護方方便的角角度出發(fā)發(fā)，對結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計提出以以下要求求：(1)在在發(fā)生生故障時時，便于于打開維維修或能能迅速更更換備用用件。如如采用插插入式和和折疊式式結(jié)構(gòu)、、快速裝裝拆結(jié)構(gòu)構(gòu)以及可可換部件件式結(jié)構(gòu)構(gòu)等。(2)可可調(diào)組組件、測測試點應(yīng)應(yīng)布置在在設(shè)備的的同一面面；經(jīng)常常更換的的元器件件應(yīng)布置置在易于于裝拆的的部位；；對于電電路單元元應(yīng)盡可可能采用用印制板板并用插插座與系系統(tǒng)連接接。(3)元元器件件的組組裝密密度不不宜過過大，，即體體積填填充系系數(shù)在在可能能的條條件下下應(yīng)取取得低低一些些(一一般最最好不不超過過0.3)，以以保證證元器器件間間有足足夠的的空間間，便便于裝裝拆和和維修修。(4)設(shè)設(shè)備應(yīng)應(yīng)具有有過負負荷保保護裝裝置(如過過電流流、過過電壓壓保護護)，，危險險和高高壓處處應(yīng)有有警告告標(biāo)志志和自自動安安全保保護裝裝置(如高高壓自自動斷斷路門門開關(guān)關(guān))等等，以以確保保維修修安全全。(5)設(shè)設(shè)備最最好具具備監(jiān)監(jiān)測裝裝置和和故障障預(yù)報報裝置置，能能使操操縱者者盡早早地發(fā)發(fā)現(xiàn)故故障或或測試試失效效元器器件，，及時時更換換維修修，以以縮短短維修修時間間，防防止大大故障障出現(xiàn)現(xiàn)。2.1.3生生產(chǎn)產(chǎn)方面面1.生生產(chǎn)產(chǎn)條件件對電電子設(shè)設(shè)備的的要求求任何電電子設(shè)設(shè)備在在它的的研制制之后后都要要投入入生產(chǎn)產(chǎn)。生生產(chǎn)廠廠的設(shè)設(shè)備情情況、、技術(shù)術(shù)和工工藝水水平、、生產(chǎn)產(chǎn)能力力和生生產(chǎn)周周期以以及生生產(chǎn)管管理水水平等等因素素都屬屬于生生產(chǎn)條條件。。設(shè)備備若要要順利利地投投產(chǎn)，，必須須滿足足生產(chǎn)產(chǎn)條件件對它它的要要求，，否則則就不不可能能生產(chǎn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)質(zhì)的產(chǎn)產(chǎn)品，，甚至至根本本無法法投產(chǎn)產(chǎn)。生產(chǎn)條條件對對產(chǎn)品品的要要求一一般有有以下下幾個個方面面：(1)設(shè)設(shè)備中中的零零部件件、元元器件件，其其品種種和規(guī)規(guī)格應(yīng)應(yīng)盡可可能少少，盡盡量使使用由由專業(yè)業(yè)廠家家生產(chǎn)產(chǎn)的通通用零零部件件或產(chǎn)產(chǎn)品。。因為為這樣樣便于于生產(chǎn)產(chǎn)管理理，有有利于于提高高產(chǎn)品品質(zhì)量量，降降低成成本。。(2)設(shè)設(shè)備中中的機機械零零部件件必須須具有有較好好的結(jié)結(jié)構(gòu)工工藝性性，能能夠采采用先先進的的工藝藝方法法和流流程。。(3)設(shè)設(shè)備中中的零零部件件、元元器件件及其其各種種技術(shù)術(shù)參數(shù)數(shù)、形形狀、、尺寸寸等，，應(yīng)最最大限限度地地標(biāo)準準化和和規(guī)格格化；；還應(yīng)應(yīng)盡可可能采采用生生產(chǎn)廠廠家以以前曾曾經(jīng)生生產(chǎn)過過的零零部件件，充充分利利用生生產(chǎn)廠廠家的的先進進經(jīng)驗驗，使使產(chǎn)品品具有有繼承承性。。(4)設(shè)設(shè)備所所使用用的原原材料料的品品種規(guī)規(guī)格越越少越越好，，應(yīng)盡盡可能能少用用或不不用貴貴重材材料，，立足足于使使用國國產(chǎn)材材料和和來源源多、、價格格低的的材料料。(5)設(shè)設(shè)備(含零零部件件)的的加工工精度度要與與技術(shù)術(shù)條件件要求求相適適應(yīng)，，不允允許無無根據(jù)據(jù)地追追求高高精度度。在在滿足足產(chǎn)品品性能能指標(biāo)標(biāo)的前前提下下，其其精度度等級級應(yīng)盡盡可能能低，，裝配配也應(yīng)應(yīng)簡易易化，，盡量量不搞搞選配配和修修配，，力求求減少少裝配配工人人的體體力消消耗，，便于于自動動流水水生產(chǎn)產(chǎn)。2.經(jīng)經(jīng)濟濟性對對電子子設(shè)備備的要要求電子設(shè)設(shè)備的的經(jīng)濟濟性有有兩方方面的的內(nèi)容容：使使用經(jīng)經(jīng)濟性性和生生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)濟性性。使使用經(jīng)經(jīng)濟性性包括括設(shè)備備在使使用、、貯存存和運運輸過過程中中所消消耗的的費用用。為了提提高產(chǎn)產(chǎn)品的的經(jīng)濟濟性，，在設(shè)設(shè)計階階段就就應(yīng)充充分考考慮以以下幾幾個方方面：：(1)研研究產(chǎn)產(chǎn)品與與零部部件技技術(shù)條條件，，分析析產(chǎn)品品設(shè)計計參數(shù)數(shù)，研研討和和保證證產(chǎn)品品性能能和使使用條條件，，正確確制定定設(shè)計計方案案，這這是產(chǎn)產(chǎn)品經(jīng)經(jīng)濟性性的首首要環(huán)環(huán)節(jié)。。(2)根根據(jù)產(chǎn)量確確定產(chǎn)品結(jié)結(jié)構(gòu)形式和和產(chǎn)品類型型。產(chǎn)量的的大小決定定著生產(chǎn)批批量的規(guī)模模，生產(chǎn)批批量不同，，其生產(chǎn)方方式類型也也不同，因因而其生產(chǎn)產(chǎn)經(jīng)濟性也也不同。(3)運運用價值工工程觀念，，在保證產(chǎn)產(chǎn)品性能的的條件下，，按最經(jīng)濟濟的生產(chǎn)方方法設(shè)計零零部件。在在滿足產(chǎn)品品技術(shù)要求求的條件下下，選用最最經(jīng)濟合理理的原材料料和元器件件，以求降降低產(chǎn)品的的生產(chǎn)成本本。(4)全全面構(gòu)思，，周密設(shè)計計產(chǎn)品的結(jié)結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)產(chǎn)品具有良良好的操縱縱維修性能能和使用性性能，以降降低設(shè)備的的維修費用用和使用費費用。2.2電電子元器器件的選用用2.2.1電子子元器件的的選用準則則電子元器件件選用時應(yīng)應(yīng)遵循下列列原則：(1)根根據(jù)電路性性能的要求求和工作環(huán)環(huán)境的條件件選用合適適的元器件件，元器件件的技術(shù)條條件、技術(shù)術(shù)性能、質(zhì)質(zhì)量等級等等均應(yīng)滿足足設(shè)備工作作和環(huán)境的的要求，并并留有足夠夠的裕量。。(2)優(yōu)優(yōu)先選用經(jīng)經(jīng)實踐證明明質(zhì)量穩(wěn)定定、可靠性性高、有發(fā)發(fā)展前途的的標(biāo)準元器器件，不選選用淘汰和和禁用的元元器件。(3)應(yīng)應(yīng)最大限度度地壓縮元元器件的品品種規(guī)格，，減少生產(chǎn)產(chǎn)廠家，提提高它們的的復(fù)用率。。(4)除除特殊情況況外，所有有電子元器器件應(yīng)按不不同的要求求經(jīng)過必要要的可靠性性篩選后，，才能用到到產(chǎn)品中。。(5)優(yōu)優(yōu)先選用有有良好的技技術(shù)服務(wù)、、供貨及時時、價格合合理的生產(chǎn)產(chǎn)廠家的元元器件。對對關(guān)鍵元器器件要進行行用戶對生生產(chǎn)方的質(zhì)質(zhì)量認定。。(6)仔仔細分析比比較同類元元器件在品品種、規(guī)格格、型號和和制造廠商商之間的差差異，擇優(yōu)優(yōu)選用。要要注意統(tǒng)計計在使用過過程中元器器件所表現(xiàn)現(xiàn)出來的性性能與可靠靠性方面的的數(shù)據(jù)，作作為以后選選用的依據(jù)據(jù)。2.2.2電子子元器件的的主要技術(shù)術(shù)參數(shù)1.電阻阻器的主要要技術(shù)參數(shù)數(shù)(1)標(biāo)標(biāo)稱阻值和和允許偏差差。標(biāo)稱阻阻值是指電電阻器上所所標(biāo)示的名名義阻值，，所有標(biāo)稱稱阻值都必必須符合標(biāo)標(biāo)稱阻值系系列。常用用的標(biāo)稱阻阻值有E6、E12和E24系列，如如表2.1所示。實實際阻值與與標(biāo)稱阻值值的相對誤誤差稱為允允許偏差。。普通電阻阻的允許偏偏差有Ⅰ級級(±5%)、Ⅱ級級(±10%)和ⅢⅢ級(±20%)，，精密電阻阻允許偏差差要求更高高，如±2%、±1%、±0.5%～～±0.001%等等。表2.1電電阻器器標(biāo)稱阻值值系列(2)額額定功率。。電阻器的的額定功率率是指在正正常大氣壓壓力及額定定溫度條件件下，在電電阻器的使使用過程中中電阻器所所能承受而而不致將其其燒毀的最最大限度功功率值。它它是根據(jù)電電阻器本身身的阻值以以及所通過過的電流和和其兩端所所加的電壓壓來確定的的，是選擇擇電阻器的的主要參數(shù)數(shù)之一。常常用電阻器器額定功率率的系列值值如表2.2所示。。表2.2常常用電電阻器額定定功率的系系列值(3)溫溫度系數(shù)。。溫度系數(shù)數(shù)是指溫度度每升高或或降低1℃℃所引起的的電阻值的的相對變化化。溫度系系數(shù)越小，，電阻器的的穩(wěn)定性就就越好。2.電容容器的主要要技術(shù)參數(shù)數(shù)(1)標(biāo)標(biāo)稱容量和和允許偏差差。電容器器標(biāo)稱容量量及允許偏偏差的基本本含義同電電阻一樣，，標(biāo)稱容量量越大，電電容器貯存存電荷的能能力就越強強。(2)耐耐壓值(額額定工作電電壓)。耐耐壓值是指指在允許的的環(huán)境溫度度范圍內(nèi)，，電容器在在電路中長長期可靠地地工作所允允許加的最最大直流電電壓或交流流電壓的有有效值。在在選擇電容容器時，電電容器的耐耐壓值應(yīng)該該大于實際際工作承受受的電壓，，否則電容容器中的介介質(zhì)會被擊擊穿造成電電容器的損損壞。常用用的耐壓系系列值如下下所示(單單位：V)：(3)絕絕緣緣電電阻阻。。絕絕緣緣電電阻阻是是指指電電容容器器兩兩極極之之間間的的電電阻阻，，也也稱稱漏漏電電阻阻。。一一般般電電容容器器絕絕緣緣電電阻阻在在108～1010Ω之之間間，，電電容容量量越越大大絕絕緣緣電電阻阻就就越越小小，，所所以以不不能能單單憑憑所所測測絕絕緣緣電電阻阻值值的的大大小小來來衡衡量量電電容容器器的的絕絕緣緣性性能能。。3.半半導(dǎo)導(dǎo)體體二二極極管管的的主主要要技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)(1)最最大大正正向向電電流流IF。最最大大正正向向電電流流是是指指長長期期運運行行時時晶晶體體二二極極管管允允許許通通過過的的最最大大正正向向平平均均電電流流。。(2)反反向向飽飽和和電電流流Is。反反向向飽飽和和電電流流是是指指二二極極管管未未擊擊穿穿時時的的反反向向電電流流值值。。反反向向飽飽和和電電流流主主要要受受溫溫度度影影響響，，該該值值越越小小，，說說明明二二極極管管的的單單向向?qū)?dǎo)電電性性越越好好。。(3)最最大大反反向向工工作作電電壓壓URM。最最大大反反向向工工作作電電壓壓指指正正常常工工作作時時，，二二極極管管所所能能承承受受的的反反向向電電壓壓最最大大值值。。(4)最最高高工工作作頻頻率率fM。最最高高工工作作頻頻率率指指晶晶體體二二極極管管能能保保持持良良好好工工作作性性能能條條件件下下的的最最高高工工作作頻頻率率。。4.半導(dǎo)體體三極管的主主要技術(shù)參數(shù)數(shù)(1)交流流電流放大系系數(shù)。交流電電流放大系數(shù)數(shù)包括共發(fā)射射極電流放大大系數(shù)(β)和共基極電電流放大系數(shù)(α)。它是表明明晶體管放大大能力的重要要參數(shù)。(2)集電電極最大允許許電流ICM。集電極最大大允許電流指指放大器的β下降到正常值值的2/3時時所對應(yīng)的集集電極電流值值，或者說集集電極電流所所能達到的晶晶體三極管允允許的極限值值。(3)集電電極最大允許許耗散功率PCM。集電極最大大允許耗散功功率是指集電電極因受熱而而引起晶體三三極管的參數(shù)數(shù)變化不超過過規(guī)定允許值值時，集電極極所能消耗的的最大功率，，或者說晶體體管集電極溫溫度升高到不不致將集電結(jié)結(jié)燒毀所消耗耗的最大功率率。(4)集-射間反向擊擊穿電壓(UCEO)。集-射間間反向擊穿電電壓指三極管管基極開路時時，集電極和和發(fā)射極之間間允許加的最最高反向電壓壓。5.集成電電路的主要技技術(shù)參數(shù)1)?TTL“與非門門”集成電路路的主要靜態(tài)態(tài)參數(shù)(1)輸出出高電平UOH。輸出高電平平UOH是指輸入端有有一個(或幾幾個)為低電電平時的輸出出電平。UOH典型值約為3.6V。。(2)輸出出低電平UOL。輸出低電平平UOL是指在電路輸輸出端接有額額定負載(通通常規(guī)定為帶帶八個同類型型的與非門負負載)時，電電路處于飽和和導(dǎo)通狀態(tài)時時的輸出電壓壓。UOL一般應(yīng)小于或或等于0.35V。(3)輸入入短路電流IIS。輸入短路電電流IIS是指當(dāng)任何一一個輸入端接接地而其余輸輸入端懸空時時，流過該輸輸入端的電流流值。IIS應(yīng)小于1.5mA，且且越小越好。。(4)輸入入漏電流IIH。輸入漏電流流IIH是指在電路中中，當(dāng)任一輸輸入端接高電電平，其余輸輸入端接地時時，流過接高高電平輸入端端的電流。IIH應(yīng)小于70μμA，且越越小越好。(5)開門門電壓UON。開門電壓UON是指在電路輸輸出端接有負負載(通常規(guī)規(guī)定為帶八個個同類型的與與非門負載)時，使輸出出電壓為低電電平時的最小小輸入電壓。。一般UON應(yīng)小于或等于于1.8V，典型值為為1.4V。(6)關(guān)門門電壓UOFF。關(guān)門電壓UOFF是指輸出電壓壓值下降到規(guī)規(guī)定值(即UON)的90%時時的輸入電壓壓。一般UOFF應(yīng)小于或等于于0.8V，典型值為為1V。2)數(shù)字集集成電路的主主要動態(tài)參數(shù)數(shù)(1)平均均傳輸延遲時時間tpd。平均傳輸延延遲時間是數(shù)數(shù)字集成電路路的一個重要要動態(tài)參數(shù)。。當(dāng)門電路工工作時，若輸輸入一個脈沖沖信號，則輸輸出脈沖會有有一定的時間間延遲，如圖圖2.1所示示。(2)導(dǎo)通通延遲時間trd。導(dǎo)通延遲時時間是從輸入入脈沖上升沿沿的50%起起，到輸出脈脈沖下降沿的的50%為止止這段時間間間隔。(3)截止止延遲時間tfd。截止延遲時時間是從輸出出脈沖下降沿沿的50%起起，到輸出脈脈沖上升沿的的50%為止止這段時間間間隔。圖2.1數(shù)數(shù)字集成電電路的動態(tài)參參數(shù)3)運算放放大器的主要要參數(shù)(1)開環(huán)環(huán)電壓增益Aud。開環(huán)電壓增增益Aud是指運算放大大器處于開環(huán)環(huán)狀態(tài)并且沒沒有外部反饋饋時，其輸出出(直流)電電壓增量與輸輸入(直流)差模電壓增增量之比，即即Aud=ΔUo/ΔUi=Uo/Ui。(2)共共模抑抑制比比CMRR。差差模輸輸入是是指把把輸入入信號號電壓壓加在在運算算放大大器的的兩個個輸入入端之之間。。(3)輸輸入偏偏置電電流IB。輸入入偏置置電流流IB是指運運算放放大器器在沒沒有輸輸入信信號時時，流流入雙雙極型型晶體體管的的基極極電流流或場場效應(yīng)應(yīng)晶體體管的的柵極極漏電電流。。一般般規(guī)定定IB值是流流入兩兩個輸輸入端端的輸輸入偏偏置電電流之之和的的一半半。(4)輸輸入失失調(diào)電電流IOS。輸入入失調(diào)調(diào)電流流IOS是指當(dāng)當(dāng)輸入入信號號為零零時，，運算算放大大器的的兩個個輸入入端的的偏置置電流流的差差值，，即IOS=︱IB－︱－∣∣IB+∣。由由于信信號源源內(nèi)阻阻的存存在，，IOS會引起起一輸輸入電電壓變變化，，從而而破壞壞運算算放大大器的的平衡衡，使使其輸輸出電電壓值值不為為零，，因此此，要要求IOS愈小愈愈好。。(5)輸輸入失失調(diào)電電壓UOS。在運運算放放大器器的兩兩個輸輸入端端上外外加一一直流流補償償電壓壓，以以使其其輸出出端為為零電電位，，則外外加的的補償償電壓壓就是是輸入入失調(diào)調(diào)電壓壓UOS。UOS愈小，，運算算放大大器的的電路路對稱稱程度度愈好好。2.2.3電電子子元器器件的的降額額使用用元器件件失效效的一一個重重要原原因是是由于于它工工作在在允許許的應(yīng)應(yīng)力水水平之之上。。因此此為了了提高高元器器件可可靠性性，延延長其其使用用壽命命，必必須有有意識識地降降低施施加在在元器器件上上的工工作應(yīng)應(yīng)力，，以使使實際際使用用應(yīng)力力低于于其規(guī)規(guī)定的的額定定應(yīng)力力。對對元器器件有有影響響的應(yīng)應(yīng)力有有：時時間、、溫度度、濕濕度、、腐蝕蝕、機機械應(yīng)應(yīng)力(直接接負荷荷、沖沖擊、、振動動等)和電電應(yīng)力力(電電壓、、電流流、頻頻率等等)等等。1.電電阻阻器的的降額額使用用電阻器器按其其功能能可分分為固固定電電阻器器、電電位器器、熱熱敏電電阻器器等。。對于于固定定電阻阻器和和電位位器而而言，，影響響其可可靠性性的最最重要要應(yīng)力力為電電壓、、功率率和環(huán)環(huán)境溫溫度；；對于于熱敏敏電阻阻而言言，影影響其其可靠靠性的的應(yīng)力力則主主要是是功率率和環(huán)環(huán)境溫溫度。。2.電電容容器的的降額額使用用影響電電容器器可靠靠性的的最重重要應(yīng)應(yīng)力是是電壓壓和環(huán)環(huán)境溫溫度。。對于于固定定紙/塑料料薄膜膜電容容器而而言，，在應(yīng)應(yīng)用時時，交交流峰峰值電電壓與與直流流電壓壓之和和不得得超過過其額額定值值。3.半半導(dǎo)導(dǎo)體器器件降降額使使用可按GJB/Z35《電電子元元器件件降額額準則則》對對半導(dǎo)導(dǎo)體器器件合合理地地降額額使用用。需需要降降額的的主要要參數(shù)數(shù)是結(jié)結(jié)溫、、電壓壓和電電流。。半導(dǎo)體體器件件的降降額系系數(shù)S取0.5以以下，，溫度度低于于50℃。。鍺管管還要要低一一點。。不同同的半半導(dǎo)體體器件件，S的定義義不一一樣。。晶體二二極管管的S為平均均正向向工作作電流流與25℃℃時時的最最大額額定正正向電電流之之比。。晶體三三極管管的S為實際功率率與25℃℃時的最最大額定功功率之比。。穩(wěn)壓管的S為實際耗散散功率與25?℃時時最大額定定功率之比比。光電器件的的S為實際耗散散功率與25?℃時時最大額定定功率乘以以與最大允允許結(jié)溫有有關(guān)的修正正系數(shù)之比比。表2.3列列出了常用用元器件的的推薦降額額范圍。表2.3常常用元元器件的推推薦降額范范圍2.2.4電子子元器件的的檢驗與篩篩選電子元器件件的質(zhì)量是是電子產(chǎn)品品可靠性的的重要保證證，因此，，在電子設(shè)設(shè)備整機裝裝配前，應(yīng)應(yīng)按照整機機技術(shù)要求求對元器件件進行質(zhì)量量檢驗和篩篩選，不符符合要求的的元器件不不得裝入整整機。1.元器器件的外觀觀檢查外觀檢查時時，首先要要查對元器器件的型號號、規(guī)格和和出廠日期期是否符合合整機技術(shù)術(shù)條件要求求，沒有合合格證明的的元器件不不得使用。。外觀檢查的的主要內(nèi)容容如下：(1)元元器件外觀觀是否完整整無損，標(biāo)標(biāo)記是否清清晰，引線線和接線端端子是否無無銹蝕和明明顯氧化。。(2)電電位器、可可變電容器器和可調(diào)電電感器等組組件調(diào)節(jié)時時是否旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無無跳變和卡卡死現(xiàn)象。。(3)接接插件是否否插拔自如如，插針、、插孔鍍層層是否光亮亮，無明顯顯氧化和沾沾污。(4)膠膠木件表面面是否無裂裂紋、起泡泡和分層。。瓷質(zhì)件表表面是否光光潔平整，，無缺損。。(5)帶帶有密封結(jié)結(jié)構(gòu)的元器器件，密封封部件是否否損壞和開開裂。(6)鍍鍍銀件表面面是否光亮亮，無變色色發(fā)黑現(xiàn)象象。2.元器器件的篩選選和老化篩選和老化化的目的是是剔除因某某種缺陷而而導(dǎo)致早期期失效的元元器件，從從而提高元元器件的使使用壽命和和可靠性。。因此，凡凡有篩選和和老化要求求的元器件件，在整機機裝配前必必須按照整整機產(chǎn)品技技術(shù)要求和和有關(guān)技術(shù)術(shù)規(guī)定進行行嚴格的篩篩選和老化化。下面對半導(dǎo)導(dǎo)體二極管管、三極管管和集成電電路的篩選選和老化的的技術(shù)要求求作簡單介介紹。1)半導(dǎo)導(dǎo)體二極管管、三極管管的篩選(1)篩篩選程序如如下：①二極管管(此處列列舉的是整整流二極管管)：高溫溫貯存→溫溫度沖擊→→敲擊→功功率老化→→高溫測反反向漏電流流→常溫測測試→檢漏漏→外觀檢檢查。②三極管管：高溫貯貯存→溫度度沖擊→跌跌落(大功功率管不做做)→高溫溫反偏(硅硅PNP管管做)→功功率老化→→高低溫測測試(必要要時做)→→常溫測試試→檢漏→→外觀檢查查。(2)篩篩選條件及及要求如下下：①高溫貯貯存的要求求為：貯存溫度：：硅二極管管為150±3℃℃；硅三極極管為175±3℃℃；鍺二二極管、三三極管為100±2?℃。貯存時間：：A級為48小時，，B級為96小時。。②溫度沖沖擊的要求求為：鍺器件：－－55±3?℃～85±2℃℃硅器件：－－55±3?℃～125±3?℃③敲擊。。在專用夾夾具上用小小錘敲擊器器件，并用用圖示儀監(jiān)監(jiān)視最大工工作電流正正向曲線。。④功率老老化。在常常溫下，按按技術(shù)要求求(例如：：整流二極極管最大電電流不大于于1A時時，按額定定電流的1.5倍老老化；最大大電流大于于1A時時，可按額額定電流老老化)通電電老化。⑥高溫測測試。其試試驗溫度的的要求為：：鍺二極管管為70±±2℃，鍺鍺中小功率率三極管為為55±2℃，鍺大大功率管為為75±2℃，硅二二極管、三三極管為125±3℃，恒溫溫時間為30分鐘。。⑦低溫測測試。其試試驗溫度為為－55±±3℃，恒恒溫時間為為30分鐘鐘。⑧常溫測測試。常溫溫測試按技技術(shù)文件規(guī)規(guī)定進行。。⑨檢漏。。檢漏按技技術(shù)文件規(guī)規(guī)定進行。。2)半導(dǎo)導(dǎo)體集成電電路的篩選選對于半導(dǎo)體體集成電路路等組件，，也要按照照技術(shù)要求求，凡有篩篩選要求的的都要進行行篩選。(1)高高溫貯存。。高溫貯存存的作用是是通過高溫溫加熱來加加速任何可可能發(fā)生或或存在的表表面化學(xué)反反應(yīng)，使電電路穩(wěn)定，，剔除潛在在的失效電電路。貯存條件：：溫度為150～175±5℃，貯貯存時間為為48小時時或96小小時。150℃適適用于環(huán)氧氧扁平封裝裝的電路，，175℃℃適用于于其他材料料封裝的電電路。(2)溫溫度循環(huán)。。溫度循環(huán)環(huán)能檢驗電電路內(nèi)不同同結(jié)構(gòu)材料料的熱脹冷冷縮是否匹匹配。循環(huán)條件：：溫度范圍圍為－55±3～125±3℃。先先低溫后高高溫，每種種溫度下保保持30分分鐘，交替替時間小于于1分鐘，，交替次數(shù)數(shù)不少于5次。(3)離離心加速度度。離心加加速度試驗驗可使電路路內(nèi)部焊點點不牢，裝裝片或封裝裝不佳，管管殼及硅片片存在潛在在裂紋等缺缺陷易于暴暴露。試驗條件：：質(zhì)量小于于15g的電路可可施加外力力20kg，質(zhì)量量大于15g的電電路施加外外力5kg。沿電電路三個軸軸向，各試試驗1分鐘鐘。(4)跌跌落。有時時可以用跌跌落的方法法代替離心心加速度的的篩選方法法。(5)高高溫功率老老化。老化化條件：溫溫度為125±3℃℃，時間間為168小時或96小時。。亦可把溫溫度提高到到150±±3℃，，進行24小時老化化。(6)高高溫測試。。測試條件：：溫度為－－40±3℃和－55±3℃℃，各保持持30分鐘鐘，測試電電參數(shù)。(8)電電路輸入、、輸出特性性檢查。在在室溫下分分別對電路路每一個輸輸入、輸出出端的PN結(jié)加反向向電壓，觀觀察其特性性曲線有無無顯示擊穿穿現(xiàn)象。擊擊穿電壓應(yīng)應(yīng)大于7V，漏電電流應(yīng)小于于10μμA。2.3電電子設(shè)備備的可靠性性防護措施施2.3.1電子子設(shè)備的散散熱防護溫度度是是影影響響電電子子設(shè)設(shè)備備可可靠靠性性最最廣廣泛泛的的一一個個因因素素。。電電子子設(shè)設(shè)備備工工作作時時，，其其功功率率損損失失一一般般都都以以熱熱能能形形式式散散發(fā)發(fā)出出來來，，尤尤其其是是一一些些耗耗散散功功率率較較大大的的元元器器件件，，如如電電子子管管、、變變壓壓器器、、大大功功率率晶晶體體管管、、大大功功率率電電阻阻等等。。另另外外，，當(dāng)當(dāng)環(huán)環(huán)境境溫溫度度較較高高時時，，設(shè)設(shè)備備工工作作時時產(chǎn)產(chǎn)生生的的熱熱能能難難以以散散發(fā)發(fā)出出去去，，將將使使設(shè)設(shè)備備溫溫度度升升高高。。1.電電阻阻器器的的散散熱熱措措施施1)溫溫度度對對電電阻阻器器的的影影響響溫度度升升高高會會使使電電阻阻使使用用率率下下降降，，導(dǎo)導(dǎo)致致其其壽壽命命降降低低。。如如RTX型型碳碳膜膜電電阻阻，，當(dāng)當(dāng)環(huán)環(huán)境境溫溫度度為為40℃℃時時，，允允許許的的使使用用功功率率為為標(biāo)標(biāo)稱稱值值的的100%；；環(huán)環(huán)境境溫溫度度增增至至100℃℃時時，，允允許許使使用用功功率率僅僅為為標(biāo)標(biāo)稱稱值值的的20%。。另另外外，，溫溫度度過過高高能能使使噪噪聲聲增增大大。。溫溫度度變變化化同同樣樣會會使使阻阻值值變變化化，，溫溫度度每每升升高高或或降降低低10℃℃，，其其阻阻值值大大約約變變化化1%。。2)電電阻阻器器散散熱熱的的一一般般方方法法電阻阻的的溫溫度度與與其其形形式式、、尺尺寸寸、、功功率率損損耗耗、、安安裝裝位位置置以以及及環(huán)環(huán)境境溫溫度度等等因因素素有有關(guān)關(guān)。。一一般般情情況況下下，，電電阻阻是是通通過過引引出出線線的的傳傳導(dǎo)導(dǎo)和和本本身身的的對對流流、、輻輻射射來來散散熱熱的的。。電電阻阻器器散散熱熱的的一一般般考考慮慮有有：：(1)大大功功率率電電阻阻器器應(yīng)應(yīng)安安裝裝在在金金屬屬底底座座上上，，以以便便散散熱熱。。(2)不不許許在在沒沒有有散散熱熱的的情情況況下下，，將將功功率率電電阻阻器器直直接接裝裝在在接接線線端端或或印印制制板板上上。。(3)功功率率電電阻阻器器盡盡可可能能安安裝裝在在水水平平位位置置。。(4)引引線線長長度度應(yīng)應(yīng)短短些些，，使使其其和和印印制制電電路路板板的的接接點點能能起起散散熱熱作作用用；；但但又又不不能能太太短短，，且且最最好好稍稍彎彎曲曲，，以以允允許許熱熱脹脹冷冷縮縮。。如如用用安安裝裝架架，，則則要要考考慮慮其其熱熱脹脹冷冷縮縮的的應(yīng)應(yīng)力力。。(5)當(dāng)當(dāng)電阻阻器成成行或或成排排安裝裝時，，要考考慮通通風(fēng)的的限制制和相相互散散熱的的影響響，并并將其其適當(dāng)當(dāng)組合合。(6)在在需要要補充充絕緣緣時，，需考考慮散散熱問問題。。2.半半導(dǎo)導(dǎo)體分分立器器件的的散熱熱措施施1)溫溫度度對半半導(dǎo)體體分立立器件件的影影響半導(dǎo)體體器件件對溫溫度反反應(yīng)很很敏感感，過過高的的溫度度會使使器件件的工工作點點發(fā)生生漂移移、增增益不不穩(wěn)定定、噪噪聲增增大和和信號號失真真，嚴嚴重時時會引引起熱熱擊穿穿。因因此，，通常常半導(dǎo)導(dǎo)體器器件的的工作作溫度度不能能過高高，如如鍺管管不超超過70～～100℃℃；硅硅管不不超過過150～～200℃℃。表表2.4列列出了了常用用元器器件的的允許許溫度度。表2.4常常用元元器件件允許許溫度度2)半半導(dǎo)導(dǎo)體分分立器器件散散熱的的一般般考慮慮(1)對對于功功率小小于100mW的的晶體體管，，一般般不用用散熱熱器。。(2)大大功率率半導(dǎo)導(dǎo)體分分立器器件應(yīng)應(yīng)裝在在散熱熱器上上。(3)散散熱器器應(yīng)使使肋片片沿其其長度度方向向垂直直安裝裝，以以便于于自然然對流流。散散熱器器上有有多個個肋片片時，，應(yīng)選選用肋肋片間間距大大的散散熱器器。(4)半半導(dǎo)體體分立立器件件外殼殼與散散熱器器間的的接觸觸熱阻阻應(yīng)盡盡可能能小，，應(yīng)盡盡量增增大接接觸面面積，，接觸觸面保保持光光潔，，必要要時在在接觸觸面上上涂上上導(dǎo)熱熱膏或或加熱熱絕緣緣硅橡橡膠片片，借借助于于合適適的緊緊固措措施保保證緊緊密接接觸。。(5)散散熱器器要進進行表表面處處理，，使其其粗糙糙度適適當(dāng)并并使表表面呈呈黑色色，以以增強強輻射射換熱熱。(6)對對于熱熱敏感感的半半導(dǎo)體體分立立器件件，安安裝時時應(yīng)遠遠離耗耗散功功率大大的元元器件件。(7)對對于工工作于于真空空環(huán)境境中的的半導(dǎo)導(dǎo)體分分立器器件，，散熱熱器設(shè)設(shè)計時時應(yīng)以以只有有輻射射和傳傳導(dǎo)散散熱為為基礎(chǔ)礎(chǔ)。3)散散熱熱器常用的的散熱熱器大大致有有：平平板形形、平平行肋肋片形形、叉叉指形形、星星形等等，如如圖2.2(a)～～(d)所所示。。圖2.2散散熱器器形狀狀(a)平平板形形；(b)平平行肋肋片形形；(c)叉叉指形形；(d)星星形3.變變壓壓器的的散熱熱措施施1)溫溫度度對變變壓器器的影影響溫度對對變壓壓器的的影響響除降降低其其使用用壽命命外，，絕緣緣材料料的性性能也也將下下降。。一般般情況況下，，變壓壓器的的允許許溫度度應(yīng)低低于95℃℃。2)變變壓壓器散散熱的的一般般考慮慮(1)不不帶外外罩的的變壓壓器，，要求求鐵心心與支支架、、支架架與固固定面面都要要良好好接觸觸，使使其熱熱阻最最小。。(2)對對有外外罩的的變壓壓器，，除要要求外外罩與與固定定面良良好接接觸外外，可可將其其墊高高并在在固定定面上上開孔孔，形形成對對流，，如圖圖2.3所所示。。(3)變變壓器器外表面面應(yīng)涂無無光澤黑黑漆，以以加強輻輻射散熱熱。圖2.3變變壓器的的散熱4.集集成電路路的散熱熱措施集成電路路的散熱熱，主要要依靠管管殼及引引線的對對流、輻輻射和傳傳導(dǎo)散熱熱，如圖圖2.4所示。。當(dāng)集成成電路的的熱流密密度超過過0.6W/cm2時，應(yīng)裝裝散熱裝裝置，以以減少外外殼與周周圍環(huán)境境的熱阻阻。圖2.4集集成電路路的散熱熱5.電電子設(shè)備備整機的的散熱措措施1)機機殼自然然散熱機殼是接接受設(shè)備備內(nèi)部熱熱量并將將其散到到周圍環(huán)環(huán)境中去去的機械械結(jié)構(gòu)。。機殼散散熱措施施一般考考慮如下下：(1)選選擇導(dǎo)導(dǎo)熱性能能好的材材料做機機殼，加加強機箱箱內(nèi)外表表面的熱熱傳導(dǎo)。。(2)在在機殼殼內(nèi)、外外表面涂涂粗糙的的黑漆，，以提高高機殼熱熱輻射能能力。(3)在在機殼殼上合理理地開通通風(fēng)孔，，以加強強氣流的的對流換換熱能力力。圖2.5為常見見的通風(fēng)風(fēng)口形式式。圖(a)為為最簡單單的沖壓壓而成的的通風(fēng)孔孔；圖(b)為為通風(fēng)孔孔較大時時用金屬屬網(wǎng)遮住住洞口的的形式；；圖(c)為百百葉窗式式通風(fēng)孔孔。圖2.5散散熱器通通風(fēng)口形形式2)印印制板的的熱設(shè)計計從有利于于散熱的的角度出出發(fā)，印印制板最最好是直直立安裝裝，板與與板之間間的距離離一般不不要小于于2cm，而而且元器器件在印印制板上上的排列列方式應(yīng)應(yīng)遵循如如下規(guī)則則：(1)對對于采采用對流流空氣冷冷卻方式式的設(shè)備備，最好好是將集集成電路路(或其其他元器器件)按按縱長方方式排列列，如圖圖2.6(a)所示；；對于采采用強制制空氣冷冷卻(風(fēng)風(fēng)扇冷卻卻)的設(shè)設(shè)備，則則應(yīng)按橫橫長方式式排列，，如圖2.6(b)所所示。(2)在在同一一塊印制制板上安安裝半導(dǎo)導(dǎo)體器件件時，應(yīng)應(yīng)將發(fā)熱熱量小或或不耐熱熱的元器器件(如如小信號號晶體管管、小規(guī)規(guī)模集成成電路、、電解電電容等)放在氣氣流的入入口處，，將發(fā)熱熱量大或或耐熱好好的元器器件放在在氣流的的出口處處。圖2.6集集成電路路在印制制板上的的排列(a)縱縱長排排列；(b)橫橫長排排列(3)在在水平平方向上上，大功功率器件件應(yīng)盡量量靠近印印制板邊邊沿布置置，以便便縮短傳傳熱途徑徑；在垂垂直方向向上，大大功率器器件應(yīng)盡盡量靠近近印制板板上方布布置，以以便減小小這些器器件工作作時對其其他元器器件溫度度的影響響。(4)溫溫度敏敏感器件件最好安安置在溫溫度最低低的區(qū)域域(如設(shè)設(shè)備底部部)，不不要將它它放在發(fā)發(fā)熱元器器件的正正上方，，多個器器件最好好是水平平交錯布布局。也也可采用用“熱屏屏蔽”方方法達到到熱保護護作用。。3)內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)的合理理布局由于設(shè)備備內(nèi)印制制板的散散熱主要要依靠空空氣對流流，因此此在設(shè)計計時要研研究空氣氣流動途途徑，合合理配置置元器件件或印制制電路板板。具體體措施有有：(1)要要合理理地布置置機箱進進出風(fēng)口口的位置置，盡量量增大進進出風(fēng)口口之間的的距離和和高度差差，以增增強自然然對流。。(2)對對大面面積的元元器件應(yīng)應(yīng)特別注注意其放放置位置置，如機機箱底的的底板、、隔熱板板、屏蔽蔽板等。。若位置置安排不不合理，，則可能能阻礙或或阻斷自自然對流流的氣流流。(3)在在印制制板上進進行元器器件布局局時，要要避免在在某個區(qū)區(qū)域留有有較大的的空域。。如圖2.7(a)所所示，冷冷卻空氣氣大多從從此空域域中流走走，造成成散熱效效果大大大降低。。如圖2.7(b)所所示，冷冷卻空氣氣的通路路阻抗均均勻，散散熱效果果得到了了改善。。整機設(shè)設(shè)備內(nèi)有有多塊印印制電路路板的情情況也應(yīng)應(yīng)注意同同樣的問問題。圖2.7元元器件的的布局(a)較較差布布局；(b)較較好布布局4)強強制風(fēng)冷冷強制風(fēng)冷冷是利用用風(fēng)機進進行鼓風(fēng)風(fēng)或抽風(fēng)風(fēng)，提高高設(shè)備內(nèi)內(nèi)空氣流流動的速速度，增增大散熱熱面的溫溫差，達達到散熱熱的目的的。強制制風(fēng)冷的的散熱形形式主要要是對流流散熱，，其冷卻卻介質(zhì)是是空氣。。強制風(fēng)風(fēng)冷是目目前應(yīng)用用最多的的一種強強制冷卻卻方法。?！緦嵗俊考沙呻娐吩谠谟≈瓢灏迳系呐排帕蟹绞绞綄ζ錅販厣挠坝绊?。圖2.8給出了了大規(guī)模模集成電電路(LSI)和小規(guī)規(guī)模集成成電路(SSI)混合合安裝情情況下的的兩種排排列方式式。LSI的功功耗為1.5W，SSI的的功耗為為0.3W。。實測結(jié)結(jié)果表明明，圖2.8(a)所所示排列列方式使使LSI的溫升升達50℃，而而圖2.8(b)所示示排列方方式使LSI的的溫升為為40℃℃，顯然然采納后后一種排排列方式式對降低低LSI的溫升升更為有有效。圖2.8集集成電路路的排列方式式對其溫升的的影響2.3.2電子設(shè)備的氣氣候防護潮濕、鹽霧、、霉菌以及氣氣壓、污染氣氣體對電子設(shè)設(shè)備影響很大大，其中潮濕濕的影響是最最主要的。特特別是在低溫溫高濕條件下下，空氣濕度度達到飽和時時會使機內(nèi)元元器件、印制制電路板上產(chǎn)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象象，使電性能能下降，故障障上升1.潮濕的的防護電子設(shè)備受到到潮濕空氣的的侵蝕，會在在元器件或材材料表面凝聚聚一層水膜，，并滲透到材材料內(nèi)部，從從而造成絕緣緣材料的表面面電導(dǎo)率增加加，體積電阻阻率降低，介介質(zhì)損耗增加加，零部件電電氣短路、漏漏電或擊穿等等。潮氣還能能引起覆蓋層層起泡甚至脫脫落，使其失失去保護作用用。防潮濕的措施施很多，常用用的方法有浸浸漬、灌封、、密封等。1)浸漬浸漬是將被處處理的組件或或材料浸入不不吸濕的絕緣緣漆中，經(jīng)過過一定時間使使絕緣液體進進入組件或材材料的小孔、、縫隙和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的空隙，，從而提高組組件或材料的的防潮濕性能能和其他性能能。2)灌封灌封是用于熱熱溶狀態(tài)的樹樹脂、橡膠等等將電器組件件澆注封閉，，形成一個與與外界完全隔隔絕的獨立的的整體。3)密封密封是防止潮潮濕長期影響響的最有效的的方法。密封封是將零件、、元器件、部部件或一些復(fù)復(fù)雜的裝置甚甚至整機安裝裝在不透氣的的密封盒內(nèi)，，這種防潮手手段屬于機械械防潮。2.鹽霧和和霉菌的防護護1)鹽霧的的防護鹽霧主要發(fā)生生在海上和近近海地區(qū)，因因鹽堿被風(fēng)刮刮起或鹽水蒸蒸發(fā)而形成的的一種帶有鹽鹽分的霧狀氣氣體。鹽霧的防護方方法主要是：：在一般電鍍鍍的基礎(chǔ)上進進行加工，即即嚴格電鍍工工藝，保證鍍鍍層厚度，選選擇適當(dāng)?shù)腻冨儗臃N類；采采用密封機殼殼或機罩，使使設(shè)備與鹽霧霧環(huán)境隔開；；對關(guān)鍵組件件進行灌封或或加其他密封封措施。2)霉菌的的防護霉菌是指生長長在營養(yǎng)基質(zhì)質(zhì)上而形成絨絨毛狀、蜘網(wǎng)網(wǎng)狀或絮狀菌菌絲體的真菌菌。霉菌種類類繁多。電子設(shè)備的霉霉菌防護方法法有以下幾種種：(1)控制制環(huán)境條件。。(2)密封封防霉。(3)使用用防霉劑。(4)使用用防霉材料。。3.金屬的的防腐電子設(shè)備中大大量應(yīng)用到金金屬材料，金金屬材料會和和周圍腐蝕介介質(zhì)發(fā)生化學(xué)學(xué)或電化學(xué)作作用，從而導(dǎo)導(dǎo)致金屬的腐腐蝕。金屬防腐蝕措措施如下：(1)選擇擇合適的材料料。金屬材料料的耐蝕性能能與所接觸的的介質(zhì)有密切切的關(guān)系。選選材時，首先先要知道腐蝕蝕介質(zhì)的種類類、腐蝕強度度、PH值以以及影響腐蝕蝕性的諸如環(huán)環(huán)境溫度、濕濕度變化情況況等各種因素素。(2)采用用表面涂覆方方法。表面涂涂覆是電子設(shè)設(shè)備最常用的的金屬防腐蝕蝕方法。表面面涂覆就是在在零件表面涂涂覆一層金屬屬或非金屬覆覆蓋層。根據(jù)據(jù)構(gòu)成覆蓋層層的物質(zhì)不同同，可將覆蓋蓋層分為三類類：金屬覆蓋蓋層(電鍍)、化學(xué)覆蓋蓋層(金屬氧氧化物)和涂涂料覆蓋層。。2.3.3電子設(shè)備的電電磁防護屏蔽就是用導(dǎo)導(dǎo)電或?qū)Т挪牟牧现瞥傻囊砸院小?、板板和柵等形式式，將電磁場場限制在一定定空間范圍內(nèi)內(nèi)，使電磁場場從屏蔽體的的一面?zhèn)鞯搅砹硪幻鏁r受到到很大的衰減減，從而抑制制電磁場的擴擴散。根據(jù)屏屏蔽抑制功能能的不同，可可分為電屏蔽蔽、磁屏蔽和和電磁屏蔽。。電屏蔽即靜電電或電場的屏屏蔽，用于防防止或抑制寄寄生電容耦合合，隔離靜電電或電場干擾擾。電屏蔽最最簡單的方法法是在感應(yīng)源源和受感器之之間加一塊接接地良好的金金屬板，把感感應(yīng)源的寄生生電容短接到到地，達到屏屏蔽的目的。。磁屏蔽用于防防止磁感應(yīng)，，抑制寄生電電感耦合，隔隔離磁場干擾擾。電磁屏蔽用于于防止或抑制制高頻電磁場場的干擾。1.元器件件防靜電措施施半導(dǎo)體器件在在制造、存貯貯、運輸及裝裝配過程中均均可能因摩擦擦而產(chǎn)生靜電電電壓，當(dāng)器器件與這些帶帶電體接觸時時，帶電體就就會通過器件件引腳放電，，引起器件失失效。如MOS器件、雙雙極器件和混混合集成電路路等器件對靜靜電放電損傷傷敏感。以對靜電敏感感的CMOS集成電路為為例，在電路路設(shè)計及印制制板設(shè)計時，，應(yīng)注意以下下幾點：(1)不使使用的輸入端端應(yīng)根據(jù)要求求接電源或接接地，不得懸懸空。(2)作為為線路板輸入入接口的電路路，其輸入端端除加瞬變電電壓抑制二極極管外，還應(yīng)應(yīng)對地接電阻阻器(阻值一一般取0.2～1MΩΩ)。(3)當(dāng)電電路與電阻電電容組成振蕩蕩器時，電容容器存貯電荷荷產(chǎn)生的電壓壓可使有關(guān)輸輸入端的電壓壓瞬時高于電電源電壓。(4)作為為線路板輸入入接口的傳輸輸門，每個輸輸入端都應(yīng)串串接電阻器(阻值取50～100ΩΩ)。(5)作為為線路板輸入入接口的邏輯輯門，每個輸輸入端都應(yīng)串串接電阻器(阻值取100～200?Ω)。(6)作為為線路板輸入入接口的應(yīng)用用部位，應(yīng)防防止其輸入電電位高于電源源電位(先加加信號源，后后加線路板電電源，就可導(dǎo)導(dǎo)致這一現(xiàn)象象發(fā)生)。2.導(dǎo)線的的屏蔽1)印制導(dǎo)導(dǎo)線屏蔽單面印制板在在信號線之間間設(shè)置接地的的印制導(dǎo)線可可以起屏蔽作作用，如圖2.9(a)所示。雙面面印制板，除除在信號線之之間設(shè)置接地地線以外，其其背面銅箔也也接地，增強強了屏蔽作用用，如圖2.9(b)所所示。圖2.9印印制板的屏屏蔽線2)高頻導(dǎo)導(dǎo)線(同軸射射頻電纜)的的屏蔽高頻導(dǎo)線的屏屏蔽主要是在在其外面套上上一層金屬絲絲的編織網(wǎng)，，中心是芯線線，金屬網(wǎng)是是屏蔽層，芯芯線和屏蔽層層之間襯有絕絕緣材料，屏屏蔽層外還有有一層絕緣套套管。(1)高頻頻高電平導(dǎo)線線的屏蔽。對對于高頻高電電平導(dǎo)線，屏屏蔽的作用主主要是防止其其干擾外界。。導(dǎo)線接入電電路時，只要要將屏蔽層在在一端接地，，則中心導(dǎo)線線信號電流在在屏蔽層上感感應(yīng)出的電荷荷就被釋放到到地，在屏蔽蔽層外部沒有有電場。一端端接地的方法法具有有效的的電場屏蔽作作用，如圖2.10所示示。圖2.10屏屏蔽體一一端接地的電電場屏蔽作用用如果屏蔽層兩兩端接地，則則使屏蔽層通通過地能夠得得到一個與中中心線電流方方向相反的電電流。兩電流流產(chǎn)生的磁場場互相抵消，，使在屏蔽層層的外面沒有有磁場輻射，，從而起到磁磁屏蔽作用，，如圖2.11(a)、、(b)所示示。圖2.11屏屏蔽體上上有電流時的的屏蔽作用屏蔽層與屏蔽蔽盒的連接正正確與否也很很重要。正確確的接法是：：屏蔽層在芯芯線進入屏蔽蔽盒的入口時時就應(yīng)與屏蔽蔽盒連接，如如圖2.12(a)所示示；否則，屏屏蔽層所耦合合的外界干擾擾信號在屏蔽蔽盒內(nèi)會產(chǎn)生生磁場，形成成干擾，如圖圖2.12(b)所示。。(2)高頻頻低電平導(dǎo)線線的屏蔽。對對于高頻低電電平導(dǎo)線，屏屏蔽的作用主主要是防止外外界對其的干干擾。圖2.12隔隔離電纜纜外皮與屏蔽蔽盒的連接3.低頻變變壓器的屏蔽蔽變壓器的鐵心心由鐵磁材料料制成，磁通通絕大部分在在鐵心中形成成閉合回路，，但有小部分分磁通(漏磁磁通)穿過周周圍空間而造造成干擾，這這將影響其附附近的電子設(shè)設(shè)備的正常工工作，如放大大器的調(diào)制交交流聲，因此此必須對變壓壓器進行屏蔽蔽。變壓器的常見見屏蔽方法有有兩種。一種種是在鐵心側(cè)側(cè)面包鐵皮，，如圖2.13(a)所所示；另一種種是在線包外外面包一圈銅銅皮作為短路路環(huán)，如圖2.13(b)。漏磁通通在環(huán)內(nèi)感應(yīng)應(yīng)渦流，而渦渦流所產(chǎn)生的的磁場與漏磁磁場反向，所所以短路環(huán)減減少了漏磁場場對外界的干干擾。圖2.13變變壓器的的屏蔽4.電路的的屏蔽電路單元屏蔽蔽的一般原則則如下：(1)在電電子設(shè)備或系系統(tǒng)具有不同同頻率的電路路中，為防止止相互之間的的雜散電容耦耦合而造成干干擾，對于振振蕩器、放大大器、濾波器器等都應(yīng)分別別加以屏蔽。。(2)如果果多級放大器器的增益不大大，則級與級級之間可以不不屏蔽；如果果其增益大，，輸出級對輸輸入級的反饋饋大，則級與與級之間應(yīng)加加以屏蔽。(3)如果果低電平級靠靠近高電平級級，則需要屏屏蔽；如果干干擾電平與低低電平級的輸輸入電平可以以比擬，則應(yīng)應(yīng)嚴格屏蔽。。(4)根據(jù)據(jù)電路特性決決定是否屏蔽蔽。電路是否否需要屏蔽決決定于電路本本身的特點。。如低輸入阻阻抗的放大器器受寄生反饋饋的影響比高高輸入阻抗放放大器的影響響要小。2.4印印制電路板布布線的可靠性性設(shè)計2.4.1電磁兼容性設(shè)設(shè)計電磁兼容性(EMC)是是指電子系統(tǒng)統(tǒng)及其元器件件在各種電磁磁環(huán)境中仍能能夠協(xié)調(diào)、有有效地進行工工作的能力。。EMC設(shè)計計的目的是既既能抑制各種種外來的干擾擾，使電路和和設(shè)備在規(guī)定定的電磁環(huán)境境中能正常工工作，又能減減少其本身對對其他設(shè)備的的電磁干擾。。印制電路板電電磁兼容設(shè)計計具體體現(xiàn)在在布線時，此此時要注意以以下問題：(1)專用用零伏線、電電源線的走線線寬度大于等等于1mm。(2)電源源線和地線盡盡可能靠近，，整塊印制板板上的電源與與地要呈“井井”字形分布布，以便使分分布線電流達達到均衡。(3)要為為模擬電路專專門提供一根根零伏線，以以減少線間串串?dāng)_。必要時時可增加印制制線條的間距距。注意安插插一些零伏線線作為線間隔隔離。(4)印制制電路板的插插頭也要多安安排一些零伏伏線作為線間間隔離；要特特別注意電流流流通中的導(dǎo)導(dǎo)線環(huán)路尺寸寸；如有可能能，在控制線線(于印制板板上)的入口口處加接R-C去耦，以以便消除傳輸輸中可能出現(xiàn)的的干擾因素。。(5)印制制電路板上印印制弧線的寬寬度不要突變變，導(dǎo)線不要要突然拐角(≥90°)。傳輸線拐拐角要采用45°角，以以降低回損。。(6)時鐘鐘引線、行驅(qū)驅(qū)動器或總線線驅(qū)動器的信信號線常常載載有大的瞬變變電流，其印印制導(dǎo)線要盡盡可能短；而而對于電源線線和地線這類類難以縮短長長度的布線，，則應(yīng)在印制制板面積和線線條密度允許許的條件下盡盡可能加大布布線的寬度。。(7)采用用平行走線可可以減少導(dǎo)線線電感，但會會使導(dǎo)線之間間的互感和分分布電容增加加。(8)為了了抑制印制導(dǎo)導(dǎo)線之間的串串?dāng)_，在設(shè)計計布線時應(yīng)盡盡量避免長距距離的平行走走線，盡可能能拉開線與線線之間的距離離，信號線與與地線及電源源線盡可能不不交叉。在使用一般電電路時，印制制導(dǎo)線間隔和和長度設(shè)計可可以參考表2.5所列規(guī)規(guī)格。表2.5印印制電路板板防串?dāng)_設(shè)計計規(guī)則2.4.2高頻數(shù)字電路路PCB設(shè)計計中的布局與與布線為了避免高頻頻信號通過印印制導(dǎo)線時產(chǎn)產(chǎn)生的電磁輻輻射，在印制制電路板布線線時，應(yīng)注意意以下要點：：(1)高頻頻數(shù)字信號線線要用短線。。(2)主要要信號線最好好集中在PCB板中心。。(3)時鐘鐘發(fā)生電路應(yīng)應(yīng)在板中心附附近。(4)電源源線盡可能遠遠離高頻數(shù)字字信號線或用用地線隔開，，電路的布局局必須減少電電流回路，電電源的分布必必須是低感應(yīng)應(yīng)的(多路設(shè)設(shè)計)。(5)數(shù)據(jù)據(jù)總線的布線線應(yīng)每兩根信信號線之間夾夾一根信號地地線，最好是是緊挨著最不不重要的地址址引線放置地地回路，因為為后者常載有有高頻電流。。輸入、輸出出端用的導(dǎo)線線應(yīng)盡量避免免相鄰平行，，如圖2.14所示。圖2.14數(shù)數(shù)據(jù)總線線的布線方式式(6)盡量量減少印制導(dǎo)導(dǎo)線的不連續(xù)續(xù)性，例如導(dǎo)導(dǎo)線寬度不要要突變，導(dǎo)線線的拐角大于于90°，禁禁止環(huán)形走線線等。這樣也也有利于提高高印制導(dǎo)線耐耐焊接熱的能能力。(7)總線線驅(qū)動器應(yīng)緊緊挨其欲驅(qū)動動的總線。(8)在印印制板布線高高速、中速和和低速邏輯電電路時，應(yīng)按按照圖2.15的方式排排列器件。(9)由由于于突突出出引引線線存存在在抽抽頭頭電電感感，，因因此此要要避避免免使使用用有有引引線線的的組組件件。。圖2.15不不同同工工作作速速度度的的邏邏輯輯電電路路在在印印制制板板上上的的排排列列順順序序特殊殊元元器器件件在在電電磁磁兼兼容容性性設(shè)設(shè)計計中中還還要要遵遵循循以以下下原原則則：：(1)盡