论述了如何正确选择电子元器件和正确使用电子元器件对电子辈置可靠性的影响．同时也论述了正确布线提高系统可靠性问题及电子装置箱体设计应考虑的问题。
　　关键词：电子元器件电子装量可靠性设计中图分类号：302．7文献标识码：文章编号：1002-2422(2010)02-0057-04出：-蚰08．卜,鼬鹊弘0．电子元器件的正确选择(1)对电子元器件的选择的原则之一，电子元器件的技术性能、质量、使用条件等在满足产品要求情况下：要优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高的标准元器件，应最大限度的压缩元器件的品种、规格，生产厂。(2)对电子元器件的选择的原则之二，根据电子元器件质量等级与质量系数选用，国军标299《电子设备可靠性预计手册》列出了各类电子元器件。根据不同级别的标准和质量认证所对应的可靠性质量等级及质量系数。
　　质量系数越大表示器件的失效率越高，可靠性水平越低。美国的各类电子元器件的质量等级和质量系数可以查阅美国军用手册-一217《电子设备可靠性预计》。(3)对电子元器件的选择的原则之三，采用元器件计数法预计装置的平均故障间隔时间，通过对使用不同质量等级的元器件的装置的进行比较，分析对可靠性影响的大小，最后，正确选择电子元器件。
　　2元器件的正确使用(1)简化设计。①多个通道共用一个电路或器件。②在逻辑电路的设计中，简化设计的重点应该放在减少逻辑器件的数目，其次是减少门电路或输入端的数目。③多采用标准化、系列化的元器件，少采用特殊的或未经定型元器件。④能用软件完成的功能，不要用硬件实现。⑤能用数字电路实现的功能，不要用模拟电路完成。
　　⑥在保证实现规定功能指标的前提下，多采用集成电路，少采用分立器件，多采用较大规模的集成电路，少采用较小规模的集成电路。提高集成度可以减少元器件之间的连线、接点以及封装的数目，而这些连接点的可靠性常常是收稿日期：2009—12—21于涌源哈尔滨理工大学电工电子实训中心副教授(哈尔滨150040)．造成电路失效的主要原因。(2)低功耗设计。可以从两方面着手，一尽量采用低功耗器件，如在满足工作速度的情况下，尽量采用电路。而不用电路；二在完成规定功能的前提下，尽量简化逻辑电路，并更多的让软件来完成硬件的功能，以减少整机硬件的数量。
　　(3)保护电路设计。
　　在电路设计中，根据具体情况设计必要的保护电路。如在电路的信号输入端设计静电保护电路，在电源输入端设计浪涌干扰抑制电路，在高频高速电路中加入噪声抑制或吸收网络。具体保护电路的形式根据具体情况考虑．(4)电路的重点设计。常常有这样的情况，某个元器件的参数退化严重，但对电路性能的影响甚微；而另一个元器件稍有变化，就对电路性能产生显著影响。这是因为一个元器件对于电路可靠性的影响不仅取决于该元器件自身的质量，而且取决于该元器件在电路中关键作用。因此，在电路设计中应对电路性能影响显著的关键元器件或子电路。进行重点设计。(5)基于元器件的稳定参数和典型特性进行设计。对于那些由于工艺离散性以及随时间、温度和其它环境应力而变化的不太稳定的性能参数，设计时应给予更为宽容的限制。
　　对于那些不确定的无法控制的性能参数，设计时不宜采纳，有典型应用电路时，应尽可能使用。(6)块设计。在系统分割时，应注意电路功能和结构的均衡性，这样对提高装置可靠性有利。这主要体现在两个方面：一是每块电路的功能应相对完整，尽量减少各个电路之间的联接，以削弱互连对电路可靠性的影响：二是各个电路所含元器件的数量不要过于集中带来的不可靠因素，同时也方便了装配工艺设计．·57·(7)冗余设计和降额设计。冗余设计也称余度设计，是在系统或设备中的关键电路部位，设计一种以上的功能通道，当一个功能通道发生故障时，可用另一个通道代替，从而可使局部故障不影响整个装置的正常工作。对采用那种冗余方式(主动冗余，备用冗余，功能冗余)也要考虑。(8)常用集成电路的应用设计规则。在电路设计时，除了以上所述的通用设计原则之外，还要根据所用器件的具体情况，采用不同的设计规则。下面给出用几种常用集成电路进行电路设计时应该遵循的一些规则。．电路应用设计规则：①电源，稳定性应保持在5％之内；纹波系数应小于5％；电源初级应有射频旁路。②去耦，每使用8块兀电路就应当用一个．01叼．1的射频电容器对电源电压进行去耦。去耦电容的位置应尽可能地靠近集成电路，二者之间的距离应在15之内。每块印制电路板也应用一只容量更大些的低电感电容器对电源进行去耦。③输入信号，输入信号的脉冲宽度应长于传播延迟时闯，以免出现反射噪声。④要求逻辑“0”输出的器件，其不使用的输入传奇端应将其接地或与同一门电路的在用输端相连。⑤要求逻辑“1”输出的器件，其不使用的输入端应连接到一个大于2．7的电压上。为不增加传输延迟时间和噪声敏感度，所接电压不要超过该电路的电压最大额定值5．5。
　　⑥不使用的器件，其所有的输入端都应按照使功耗最低的方法连接。⑦在使用低功耗肖特基-电路时，应保证其输入端不出现负电压，以免电流流入输入箝位二极管。时钟脉冲的上升时间和下降时间应尽可能的短，以便提高电路的抗干扰能力。⑨通常时钟脉冲处于高态时，触发器的数据不应改变。
　　⑩扩展器应尽可能地靠近被扩展的门，扩展器的节点上不能有容性负载。在长信号线的接收端应接一个500—的上拉电阻，以便增加噪声容限和缩短上升时间。
　　集电极开路器件的输出负载应连接到小于等于最大额定值的电压上，所有其它器件的输出负载应连接到上。长信号线应该由专门为其设计的电路驱动。如线驱动器、缓冲器等。从线驱动器到接收电路的信号回路线应是连续的，应采用特性阻抗约为100的同轴线或双扭线。某些11电路具有集电极开路输出端，允许将几个电路的开集电极输出端连接在一起，以实现“线与”功能。但应在该输出端加一个上拉电阻，以便提供足够的驱动信·58·号和提高抗干扰能力，上拉电阻的阻值应根据该电路的出力来确定。电路应用设计规则：①电源，稳定性应保持在5％之内：纹波系数应小于5％：电源初级应有射频旁路。②如果电路自身和其输入信号源使用不同的电源，则开机时应首先接通电源，然后接通信号源，关机时应该首先关闭信号源，然后关闭电源。③输入信号，输入信号电压的幅度应限制在电路电源电压范围之内，以免引发闩锁：多余的输入端在任何情况下都不得悬空，应适当的连接到电路的电压正端或负端上。④当传奇装备电路由电路驱动时，应该在电路的输入端与之间连一个上拉电阻日志。⑤在非稳态和单稳态多谐振荡器等应用中，允许电路有一定的输入电流(通过保护二极管)，但应在其输入加接一只串联电阻，将输入电流限制在微安级的水平上．⑥输出信号和输出电压幅度应限制在电路电源电压范围之内，以免引发闩锁。⑦长信号线应该由专门为其设计的电路驱动，如线驱动器、缓冲器等。
　　⑧应避免在电流的输出端接大于500的电容负载。⑨电路的扇出应根据其输出容性负载量来确定．⑩并联应用，除三态输出门外，有源上拉门不得并联连接。只有一种情况例外，即并联门的所有输入端均并联在一起，而且这些门电路封装在同-"壳内。3可靠性预计为了验证可靠性设计的效果，根据系统可靠性的要求，电路设计完成后，可对关键电路的失效率进行预计，预计所依据的模型和方法见国军标299电子设备可靠性预计手册》。4正确布线4．1正确布线之一电磁兼容性设计(1)采用正确的布线之策略。
　　具体做法是印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连。为了抑制印制板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。(2)选择合理的导线宽度。印制导线应网络游戏这一点推荐的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路，印制导线宽度在．左右时，即可完全满足要求：对于集成电路，印制导线宽度可在0．2—1．0之间选择。(3)为了抑制高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，还应注意以下几点：①尽量减少印制导线的不连续性，禁止环状走线等。②时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，不要在长距离内与信号线并行。总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧挨着连接器。④数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。
　　最好是紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。⑤在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时，应注意器件排列方式。(4)抑制反射干扰为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰，除了特殊需要之外，应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。必要时可加终端匹配，即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。4．2正确布线之二去耦电容配置电源输入端跨接一个10—100的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采用100以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。
　　(2)为每个集成电路芯片配置一个0．01的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时，可每4一10个芯片配置一个-10钽电解电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500．20范围内阻抗小于1，而且漏电流很小。(3)对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和、等存储型器件，应在芯片的电源线和地线问直接接入去耦电容。
　　(4)去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。4．3正确布线之三接地设计(1)正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号的工作频率小于，布线和器件问的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。
　　当信号工作频率大于10时，地线阻抗交得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1．10时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的120，否则应采用多点接地法。(2)将数字电路与模拟电路分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。(3)尽量加粗接地线。
　　若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加租，应能通过三倍于印制电路板的允许电流。(4)将接地线构成闭环路。印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能找玩家力下降，若将接地构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。4．4正确布线之四热设计(1)对于采用自由对流空气冷却方式的设备，最好是将集成电路按纵长方式排列，对于采用强制空气冷却的设各，则应按横长方式配置。(2)同一块印制板上的元器件应尽可能按其发热量大小及耐热程度分区排列，发热量小或耐热性差的元器件放在冷却气流的最上游，发热量大或耐热性好的元器件放在冷却气流的最下游。(3)在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热途径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其它元器件温度的影响。(4)温度敏感器件最好安置在温度最低的区域，千万不要将它放在发热元器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。5机体的设计(1)对于用于电磁屏蔽的机箱材料的电导率、磁通率越高，屏蔽效果越好。
　　(2)材料的选用还受到强度、重量、散热性、工艺性等因素的制约。
　　当屏蔽效果不太好时，可考虑对其进行表面处理。在屏蔽机体设计时，应使机体有足够的厚度以增大磁路横切面积，增加屏蔽效果；同时在垂直于磁通方向不能开，以免增大磁阻。(3)机体要良好接地。机体接地有二个重要作用：一是接地能使屏蔽具有较好效果，二是消除静电影响。
　　6环境条件强制在使用环境复杂情况下相关，可以考虑强制冷却。加温，恒温，防振等。7结束语可靠性设计是技术进步的必然趋势，应该及早推广这一方法，以取得更好的经济与社会效益。参考文献1曾声奎，赵廷弟，等．系统可靠性设计分析教程．北京：北京航空航天大学啦版社，2004：128—134．·59·2010年4月电脑学习第2期基于技术开发学校电教管理系统娄青对区域性的学校电教管理系统的开发做了详细阐述。并提出了详细的解决方案。关键词：电教管理教据库中图分类号：312文献标识码：文章编号：1002-2422(2010)02-0060-03-：-。．：-1系统需求分析根据县(区)电教设备管理部门一教育装备中心的要求，系统要满足教育装备中心对全县(区)的电教使用和维护情况的管理，以及能让各级学校和各位教师管理其单位或者个人的电教使用和维护情况的管理。2系统模块设计根据系统需求分析，整个系统分为五个模块组成。分别为：系统设置及全区管理、学校管理、电教使用情况管理、电教维护情况管理、密码修改及系统退出模块。2．1系统设置及全区管理(1)学校管理：对全区使用该电教管理系统的中小学校包括幼儿园等单位进行管理设置。(2)学校管理员设置：对全区使用电教管理系统的单位设置管理员账号。(3)全区设备管理：对全区各级学校使用的电教设备进行类别名称管理。(4)学科科目管理：对全区教育系统各级单位的教学科目名称进行设置。(5)全区电教使用查询：对全区教育系统在某段时间内各级单位电教使用情况的统计。
　　(6)全区电教维护查询：对全区教育系统各级单位所有电教设备维护情况进行分析。2．2学校管理(1)学校组别管理；学校管理员根据其单位的教学情况设置各教研组名称。(2)教师信息管理：学校管理员根据其校各教师的实际情况，如所在组别、所教学科、姓名和密码等信息进行设2陈穷．电磁兼容性工程设计手册．北京：国防工业出版社，2005：201-203．33电磁兼容性手册．潘飞凡，译．成都：电子工业部第十研究所，1998：172—176．收稿日期：2010～03—11·娄青浙江省宁海中学实验师(浙江，宁海315600)。·60·置。(3)学校教室地址管理：根据其校多媒体电教设备配备情况，将有电教设备的地址输入到系统中进行管理。(4)学校电教使用查询：管理员对其校教师在某段时间内使用电教设备的情况进行统计。(5)学校电教维护查询：对其单位在某段时间内电教设备维护情况进行统计分析。2．3电教使用情况管理教师电教使用记录：教师对自己在那天那节课那个教室使用了那些电教设备进行登记。(2)教师电教使用查询：教师查询自己在某个时间段里使用电教设备的总体情况。
　　(3)电教设备维护上报：教师上报故障的设备信息，其中包括设备名称、设备地址、设备故障、上报时问等信息。(4)电教设备维护评价：教师对故障设备的维护情况进行评价。
　　包括评价的设备名称、评价时间、评价结果等信息。2．4电教维护情况管理(1)电教设备维护管理：维护部门对上报的故障设备信息进行汇总，并下派人员进行设各维护，包括故障设备的维护位置、维护状态和维护时间等信息。(2)个人电教维护查询：维护人员对自己在某个时间段内维护工作情况的查询，包括故障设备名称、故障位置、故障情况、维护时问、维护评价等信息。2．5密码修改及系统退出(1)用户密码修改：提供系统用户进行密码修改操作。
　　4钱振宇．电磁兼容测试和对策技术．广州：电器技术，2003(5)：23—25．5冯慈章，马西奎．工程电磁学导论．北京：高等教育出版社，2004：47-49．电子装置的可靠性设计作者：于涌源，刘端增，作者单位：哈尔滨理工大学电工电子实训中心,哈尔滨,150040刊名：电脑学习英文刊名：年，卷(期)：2010(2)参考文献(5条)1.冯慈章;马西奎工程电磁学导论20042.钱振宇电磁兼容测试和对策技术2003(05)3.潘飞凡电磁兼容性手册19984.陈穷电磁兼容性工程设计手册20055.曾声奎;赵廷弟系统可靠性设计分析教程2004。