电子产品作业1(答案)

作业1

1．什么是设计？电子产品设计包括哪些内容？

答：设计是根据产品（课题）的要求，以科学理论为依据，知识技能为基础，创新构思，把研究方案以最佳方式进行物化的过程。

电子产品设计包括工程技术设计和结构造型设计两个方面的内容。设计人员不能只考虑电子电路设计而忽略结构造型设计。要根据已经提出的技术构想，制定出具体明确的完整方案。

2．电子产品具有哪些特点？设计电子产品有什么要求？

答：现代电子产品具有许多不同于其它产品及不同于以往电子产品的特点，由于电子产品种类繁多又各具特点，就其整体情况：1）电子产品具有体积小、重量轻的特点，使它在知识、技术、信息的密集程度上高于其它产品。2）电子产品使用广泛，使用与各行业。3）电子产品的可靠性要求高。4）电子产品的精度要求高，控制系统复杂。

电子产品设计时应按照“安全、可靠、耐用、经济、美观、好造、易修”的要求进行。

产品设计应具有：实用性好；可靠性高；安全性能符合电气产品安全标准；性价比高；工艺性好；符合标准化原则；具有继承性。

3．简述电子产品的设计方法和步骤。

答：设计方法是实现设计预想目标的途径。在电子产品设计中，有很多实用而有效的设计方法。1）.系统论设计法；2）.优化设计法；3）.计算机辅助设计法；4）.模块化设计法；5）.可靠性设计法；6）.电子设计自动化设计法、软件设计法。

步骤：1.设计问题的提出。

2.设计的准备工作

1）设计目标定位；2）针对问题收集信息；3）.设计的综合构思。

4.设计方案的审核。

5.设计实施监督。

6.产品试制试用。

7.导入市场。

8.设计的全程管理。

4．单元电路设计的一般方法和步骤是什么？

答：电路设计的内容

1. 拟定电路设计的技术条件

2.电源的种类的选择。根据设计任务书及相关元器件工作的需要，确定产品电源的种类。

3.确定负荷容量。负荷容量应包括：带载能力和电路自身的功耗。

4.设计电路原理图、接线图、安装图、装配图；

5.选择电子、电器元件，指定电机和电子元器件明细表；

6.画出电动机、执行部件、控制部件及检测元件总布局图；

7.设计机壳、面板、印制电路板、接线板以及非标准电器和专用安装零件；

8.编写设计计算说明书和使用说明书。

方法

电路设计的基本方法有：

1）借鉴设计法；

2）近似设计法；

3）分解、组合设计法；

5．影响电子产品设计的因素有哪些？提高电子设备的可靠性一般采取哪些技术措施?

答：影响因素主要有：产品功能、性能要求、用户界面、形状系数、产品成本、可靠性等。

措施：1. 正确选用电子元器件。元器件的可靠性是产品可靠性的基础。电子产品的硬件故障大都直接以元器件的各种损坏或故障的方式表现出来。

2. 电子元器件的降额使用。

3. 瞬间过应力的防护。在连续长期稳定工作过程中，很少发生元器件损坏，然而在开机或关机的瞬间，元器件损坏率都大大增加，这就是典型的瞬态过应力损坏。另外，这种过应力还可能破坏电路的正常工作状态。为此，应采取各种措施防止瞬间过应力的损坏。

4．抗干扰设计恰当。

6．什么是可靠性? 它有何意义? 产品的可靠性包括哪些内容?它主要用哪些指标来衡量？

它们之间有何关系？列出表达式。

答：可靠性是产品质量的一个重要方面，通常所说的产品质量好，不外乎两层意思：一是达到预期的技术指标；二是在使用中很可靠。电子产品的可靠性是指它的有效工作寿命。即它能够完成某一特定功能的时间。（也可定义为产品在规定的时间内，按规定的条件，完成规定功能的能力。）

可靠性不仅直接反映产品各部分的质量而且关系到整个系统运行过程的成败。一个部件或元件失效，不仅仅是损坏失效的元件、部件本身，而且还会损坏使用这些元件、部件的设备和系统。通常所说的产品质量好，不外乎两层意思：一是达到预期的技术指标；二是在使用中很可靠。如果产品的技术指标先进，但可靠性差，就会失去实际使用价值。

整机的可靠性与它所使用的元器件的可靠性、元器件的数量、电路设计的质量、产品的结构类型等有关。对于不同的产品，可用无故障率、可靠度、失效率等度量指标来表示其可靠性。

失效率：是指产品工作到t时刻后的一个单位时间内的失效数与在t时刻尚能正常工作

可靠度：产品在规定的条件和时间内完成规定功能的概率称为可靠度。可靠度与时间有关，时间不同，可靠度的数值也不同。

故障率F（t）：

是指在实际使用条件下和所要求的时间内，系统参数处于给定的偏差范围内的概率。

F（t）+ R(t)=1

平均寿命：平均寿命是指产品平均无故障工作时间。记作MTBF。

MTBF=总工作时间（h）/故障次数

7．半导体器件的失效规律与普通元器件是否一样?为什么?

答：不一样。对半导体器件而言，它的寿命长、稳定可靠，所以其失效特性有特殊的地方。早期失效和一般元件相同，失效率随时间增加迅速下降。失效原因通常是由于原材料缺陷和工艺因素所引起。在偶然失效期，失效率低且随时间递减。这一时期失效率近似为一常数，是半导体器件最好的工作时期。半导体器件没有耗损失效期，这是其特殊性所在。

8．某产品由3个硅二极管，4个硅NPN三极管，19个碳膜电阻，7个陶瓷电容，1片NC555

芯片，1片CD4511芯片，1片CD4060芯片，1片4553芯片构成，分别求该产品180天、365天、5年的可靠度。

总失效率: =

（3×0.97×0.1+4×4.6×0.15+19×0.25×

0.3+7×0.38×0.3+1×0.15×0.71+1×0.1×0.2+1

×0.18×0.32+1×0.16×0.25)×10-6/h=(0.291+2.76+1.425+0.798+0.1065+0.02+0.0576+0.04)×10-6/h=5.498×10-6/h

产品180天、365天、5年的可靠度:

t1=180×24=4320

t2=365×24=8760

t3=5×365×24=43800

R(t1)=97.65%; R(t2)=95.3%

R(t3)=78.6%;

答:

9．对于电子产品设备产生干扰主要来源于哪些方面及产生的原因？常用的抗干扰方法有哪些？针对不同的干扰源采用相应抗干扰措施，试举日常生活中两个例子说明？

答:干扰的来源:1.空间干扰；2.电路内部干扰。

硬件抗干扰设计:措施主要包括屏蔽、接地、滤波。

软件抗干扰设计:数字滤波、采样、输出数据重复发送、输入输出避开系统干扰时段。根据不同的干扰源采取不同的对策。大体上可以从三个方面着手：一是消除干扰源，主要针对人为干扰而言。二是阻断干扰途径，采取屏蔽措施。三是分离有用信号和干扰信号，干扰信号本身占据一定频带及空间方位，有的出现于一定的时间段，它们有不同的传播通道。

如:电子电路都是由直流电源供电的，任何电路的电流都需经地线形成回路，所以地线就是电子电路中各电路的公共点。理想的接地应使流经地线的各电路的电流互不影响。接地的目的在于消除各部分电路电流流经公共地线阻抗时所产生的共阻抗耦合干扰，避免使电路受磁场和地电位差的影响。即不使其形成地电流环路，从而避免地环路电流与其它电路产生磁耦合干扰.

高频电路来说，采用低电阻率的良好导体材料如铜、铝做成屏蔽罩，利用其电磁感应现象在屏蔽壳体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽目的。

10．电子元器件的主要参数包括哪几项？其规格参数有哪些？

答:电子元器件的主要参数包括:1.特性参数；2.规格参数；3.质量参数。

描述电子元器的特性参数的数量称为它们的规格参数。它包括：标称值、尺寸、额定值和允差值。

11．在元器件上常用的数值标注方法有哪三种？试默写出色标法的色码定义。并：1）用四色环标注出电阻：6.8KΩ±5%，47Ω±5%；

2）用五色环标注出电阻：2.00KΩ±1%，39.0Ω±1%；

3）已知电阻上的色标排列次序如下，试写出各对应的电阻值及允许偏差:

a “橙白黄金”

b“棕黑金金”

c“绿蓝黑棕棕”

d“灰红黑银棕”

12．电阻、电容如何分类，他们的技术指标有哪些?试述它们的主要用途？

答: ①按制造工艺或材料分：②按使用范围及用途分：③固定值和可变值分

电阻技术指标:标称值、额定功率、允许偏差.电阻器主要用途是多分压、限流，还可以与电容器组成滤波器、陷波器等。

电容技术指标:标称值和允许偏差；额定电压（耐压值）；漏电阻和漏电流；稳定性。电容器在各类电子线路中是一种必不可小的重要元件。主要作用储能、调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、陷波、补偿等电路必不可少。

13．什么是IC芯片？它与分立元件电路比较有哪些特点？根据什么原则选用它？

答: 集成电路是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺将电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等元器件按照设计要求连接起来制作在一块硅片上成为具有特定功能的电路。目前使用较多的是半导体集成电路。

根据产品的技术指标和实现的功能，成本、结构、体积、使用原则等选择具体的型号。