電路的可靠性設計精選(九篇)

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第1篇：電路的可靠性設計范文

關鍵詞：高速公路；計重設備；穩定；運行；要點分析

一、計重設備不穩定的危害

從2003年我國高速公路實施計重收費以來，計重設備的可靠、準確運行就成為了高速公路收費系統中一個重要組成部分。因為，計重設備的準確無誤運行，直接決定著過往車輛計費的準確性。當一輛車輛被計算出高額通行費時，司機極大可能會有復稱的要求，且容易引起其它爭議，這不僅會降低收費站車道的通行效率，也會對高速公路的服務質量水平造成一定的負面影響。此外，難免還會造成高速公路通行費征收中的隱性經濟損失。

為了確保計重設備的穩定運行，國家技術監督局下達強制指示，高速公路計重設備必須每年進行兩次檢定。但是，這也不是萬全之策，難以保障設備的穩定性和計費計算的準確性。在實踐中，由于通行費的稱重計費錯誤，使過往司乘人員與收費工作人員引發爭議及矛盾的現象屢見不鮮。

眾所周知，貨車通行費的計算不僅與行車里程和車貨總重有關，而且還與計重設備傳輸給收費計算機的車輛數據有關。例如，當計重設備判斷的車軸類型發生錯誤時，即使稱量準確，計算出的通行費也有可能發生錯誤。再有，當計重設備出現分車不清、錯誤分車、甚至數據傳輸錯誤時，更不可能計算出準確的通行費。

如果計重設備發生系統故障，收費員很容易發現并報修。但是，當計重設備不穩定，或者受到強干擾產生偶發性差錯時，往往難以發現。即使發現并報修后，維護人員在現場看到的也多半是一臺正常設備，無法判斷差錯發生的原因究竟是設備不穩定，還是偶爾受到強干擾所致。

二、計重設備的故障因素和解決措施

1.紅外分離器方面

主要應考慮足夠的檢測距離，要確保它在惡劣氣候如濃霧、雨雪等天氣條件下正常工作。由于稱重設備在露天環境下，來往的車輛尾氣、油泥以及灰塵等污物經常會沾染紅外分離器的玻璃，因而導致紅外分離器光線投射效果下降，造成車輛分離錯誤。外表玻璃最好換裝加熱玻璃以避免水霧形成。經常檢查底腳固定螺絲，使兩根光幕管位置保持良好對位。由于光幕管位置離收費崗亭較遠，不易觀察，要特別留意個別司機故意遮擋光幕管的情況。要定期安排人員檢查紅外分離器的清潔狀況，及時清潔表面。

2.輪軸識別器

輪軸識別器由一組檢測單元組成，當車輪壓上輪胎識別器時，被壓的檢測單元觸點閉合。稱重處理器根據閉合單元的數量，判定輪胎數。根據同一單元被壓的次數來識別軸數。根據基本信息組合得到所需的相關信息。計重設備輪軸識別器長期在露天工作，受到日曬、雨淋、大雪等惡劣天氣和超重車輛碾壓的影響，經常發生無重、拆分軸不準確等故障，給收費站的工作帶來了很多不便，容易激發與司乘人員的矛盾，同時也給設備維護工作帶來了很大難度。所以應該定期安排人員對車道上的每個輪軸識別器檢查，發現問題，及時更換。

3.稱重平臺的計重傳感器以及平臺的表面平整度

傳感器和輪軸識別器一樣，都有使用壽命，需定期檢測，發現問題及時處理。另外，稱重收費的理想狀態是車輛水平、勻慢速地通過稱重平臺。因此，保持收費車道的平整度十分重要，稱重平臺的表面一定要水平。若有坡度就會使車輛產生勢能，影響稱重精確度，而且這個影響是直接的、長期的，所以應該定期安排人員檢查稱重平臺的平整度，發現問題，及時校正。

4.控制箱

這是比較容易被忽視的地方，控制箱一般安裝在收費島上的露天位置，如果保護措施不到位，容易產生漏電。所以應該定期檢查，發現積水和積塵一定要立刻清除。電源線及數據線需用高質量套管以防小動物的破壞。

5.人為因素

個別司機會利用一切可能，千方百計地琢磨怎樣在通過計重設備時減輕車重。比如有的司機盡量靠近邊道外側行駛，使一側車輪不從稱重板上壓過，不僅減輕車貨重量，而且還導致壓壞路沿石，撞壞護欄、收費島頭等；有的超載車輛通過秤臺時采用變換車速、S型行駛、反復進退等手段，總想找出稱重規律以減輕重量；甚至還有司機搭板過秤，逃交通行費。這就要求收費站工作人員在日常工作中要細致觀察，及時制止，以減少這些不規范過秤行為的發生。

總結

綜上所述，計重收費設備作為高速公路收費系統的組成部分，其穩定性的重要作用愈發凸顯。為此，高速公路機電設備維護人員，要保持高度的責任感，不僅要掌握先進的維修技術，同時還需形成預防性維護保養的觀念，保持定期檢查與保養設備的習慣。同時，最好定期組織車輛進行計重自測，以便隨時了解和掌握設備的穩定性。總而言之，計費稱重設備是高速公路實施收費的重點要素，我們應在努力做好設備的維護和保養，進一步提高設備的穩定性，使計重設備高效、穩定地為高速公路事業貢獻力量。

參考文獻：

[1] 張春芳. 計重收費――高速公路通行費征收的新選擇[J]. 交通世界(運輸.車輛), 2006, (04).

第2篇：電路的可靠性設計范文

[關鍵詞]：消防 電子產品 可靠性 設計

中圖分類號：D035.36 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

我國的消防工作貫徹預防為主、防消結合的方針。隨著科學技術水平的不斷進步，很多高科技的消防產品被應用到了火災的預防中。其中以火災自動報警產品的使用最為廣泛。為保證消防電子產品穩定的發揮保護作用，對于其可靠性的設計至關重要。在進行產品設計的時候，設計人員必須對可靠性設計的理論知識和實現方法有全面的了解和掌握，并在設計中充分運用這些知識，才能有效提高產品的可靠性。

二、消防電子產品的可靠性設計時要注意的問題

1、產品的結構和電路的設計應遵循簡單有效的原則。

2、要盡可能使用成熟經典的結構和電路。

3、功能組件要按照功能化、積木化、標準化的原則構建。

4、在必須使用新設計的時候，要使其標準化，并特別注意其繼承性。

5、可能時盡量選擇數字電路和集成電路，對于邏輯電路要先對其進行狀態簡化。

6、設計時應同時兼顧產品的性能指標和可靠性指標。

7、盡可能使用傳統的工藝和已經固化的操作方法。

8、要不斷使用新的可靠性設計技術。

三、電子元器件的選擇和使用

1、元器件的選用原則

元器件的選擇要符合下述原則:

（1）結合產品的設計功能以及使用環境的要求，選擇與匹配的元器件。

（2）根據元器件的極限值采取降額設計的方法保證元器件使用壽命。

（3）按照產品要求選擇符合國家元器件技術標準并具有檢測報告的元器件。

（4）在進行產品設計時，盡量使用標準元器件，簡化品種數量。特別是對大批量生產的產品，這是最重要的原則。

（5）必須使用非標元器件時，要進行嚴格的審查驗收，并符合批準程序。

（6）制定元器件的采購技術手冊，規范對元器件采購的技術要求。

2、器件封裝結構和質量等級的選擇

（1) 器件封裝結構的選擇

環氧樹脂塑封器件屬于非氣密性結構, 容易受潮、鹽霧和受到其它腐蝕性氣體的腐蝕而失效。因此, 對于此類器件的使用環境有非常嚴格的要求。如果要求較高的環境適應性，則應當對器件采用金屬、陶瓷或者是熔點低的玻璃進行封裝。在環境清潔、溫濕度能夠有效控制并且沒有腐蝕型氣體的環境下，也可以使用塑料密封元器件。

（2) 質量等級的選擇

元器件的質量好壞對于其失效率有直接的影響。對于不同的質量等級對應的元器件的失效率的影響程度和質量系數是各不相同的。在規定中按照分類對元器件分為A、B、C、三個質量層。每一個質量層又包含了很多質量等級。不同的等級對應這不同的質量數值。

（3）質量等級的選擇原則為

①對可靠性要求比較高的產品, 要首先考慮已經通過了生產許可證并且有QPL的元器件。

②關鍵件、重要件、分配可靠性高、基本失效率高的元器件應當選用質量等級高的元器件;

③沒有特殊要求的其它元器件可以根據生產執行標準, 參照國標中質量等級順序選用。

四、降額設計

1、概念

所謂降額設計, 就是使元器件工作在比額定值低的狀態的一種設計技術。為有效地提高元器件的使用可靠性并提高元器件的使用壽命，要降低施加在元器件上面的工作應力。對于降額的量值要通過綜合測試而確定，要在保證電路正常可靠工作的同時，還要保持其所需要的性能。降額的措施可以根據元器件的不同類型不同規定具體而定。例說，電阻降額就是降低使用功率和額定功率的比值；電容降額是使工作的電壓低于額定的電壓；對于接觸原件，則要降低張力、扭力、溫度和其他特殊應用相關的限制。

電子元器件的降額，要控制在最佳的降額范圍之內。在這個范圍內的元器件的工作應力變化對失效效率有非常明顯的影響。設計中也便于實施，不需要對設備的重量、體積和成本等方面投入過多。因此，要結合元器件的實際應用情況確定相應的降額水平。如果降額不夠會使元器件失效率過大，達不到對其可靠性的設計要求。反之，如果降額過度，設備的設計會發生困難，并會在設備的重量、體積、成本等方面支付過高的成本，甚至可能造成元器件數量的增加，反而會降低設備的可靠性。

2、 降額設計要注意的問題

（1）當元器件的負荷應力不能降額或者對最大的降額有限制的時候，比如電子管的燈絲電壓，不能強制進行降額設計，否則會損失元器件的使用壽命。

（2）一些元器件即使降額一定程度也不能實現預期的效果。如薄膜電阻器的功率減額到10%以下時,或者一般二極管的反向電壓減額到最大反向電壓的60%以下的時候, 失效率就不會再繼續降低。

（3）對于一些類型的電容器降額可能發生低電平的失效。也就是說降額會使失效率升高，這顯然并非降額的目的。

五、漂移補償設計

產生漂移的原因主要是元器件的參數標準值與實際數值存在公差、環境條件變化對元器件性能產生影響或是使用在惡劣環境而導致元件性能退化等因素。

如果元器件參數值發生的漂移超出其設計參數范圍, 就會使設備或系統不能完成規定的功能。漂移補償設計是通過在設計階段根據電路原理寫出特性方程, 然后通過收集元器件的分布參數來計算它們的漂移范圍，通過補償使漂移結果處在設計范圍內來保證設備正常使用的一種設計方法。

六、 熱設計

1、元器件的布局

由于工作溫度受設備的位置和設備內元器件安排的影響, 元器件的配置和布局應遵循下述原則:

(1) 各耗能元器件之間盡量保持較大的空間;

(2) 設備要安裝在適用的最冷的環境之中;

(3) 要保證熱敏元器件處于最冷區。

2、散熱風扇的選擇

(1) 散熱風扇的功耗不應超過熱負荷的10%;

(4) 散熱風扇的安裝應保證它的吸氣通過設備, 而不是排氣通過設備。

3、冷卻劑流道設計

(1)不能夠阻礙冷卻劑流過元器件;

(2) 在流道中使轉彎半徑達到最大;

(3) 流道不能夠突然擴張和收縮;

(4) 設計要保證自然對流輔助強迫對流;

(5) 采用自然對流冷卻的設備, 要將其垂直安裝電路板和散熱片, 不能夠水平安裝

七、結束語

隨著消防電子產品的應用范圍不斷擴大，其使用環境條件也變得多樣化，因此對其設計可靠性的要求也越來越高。在消防電子產品的可靠性設計的時候，要注意設計常見問題，并從電子元器件的選擇和使用方面入手，嚴把質量關，再重點注重降額設計、漂移補償設計、熱設計這幾個方面，使消防電子產品的可靠性設計得到最大限度的保證。本文通過對消防電子產品可靠性設計的探討，能夠給設計和生產提供一定的借鑒和指導，有利于提高消防電子產品的可靠性和質量，進而增加產品的社會效益和經濟效益。

參考文獻：

[1]吳鵬飛，淺析消防電子產品可靠性設計措施[J]電子產品世界，2012

[2]李萬達，電子產品可靠性設計的問題和解決措施[J]科技信息，2011

[3]董志剛，電子產品可靠性設計標準[M]中國機械出版社，2010

第3篇：電路的可靠性設計范文

[關鍵詞]單片機系統 可靠性 設計

中圖分類號：C931.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0050-01

隨著科學技術的不斷進步，人們對于單片機系統的設計也更加關注，不斷研究出新的技術，來提升單片機系統運行的可靠性。但是其可靠性與用戶需求依然存在著一定的差距，亟需對其進行完善，提升可靠性。

一、軟件方面可靠性設計措施

（一）正確設計軟件

1.認真設計

對于單片機系統每部分的硬件地址，要清楚明確，對于匯編語言指令以及機器狀態影響要了解和掌握，對于CPU內部的RAM功能要劃分正確，仔細認真編寫單片機系統軟件。同時，在編寫中，應用軟件工程做法，保證程序的透明易懂，提升可維護性和可讀性。

2.合理安排中斷

按照系統的具體特點，對于工段優先級和中斷功能進行合理的安排，保護和恢復中斷現場，防止發生中斷沖突。

3.模塊化結構

按照系統功能，可以將軟件劃分為多個模塊，保證變成具有清楚的思路，便于調試和閱讀，不易出錯。

（二）提升可靠性具體措施

1.設計合理的軟件陷阱

在運行軟件的過程中，有可能會出現失控的情況，例如，受到干擾，或者程序飛逸到非程序區。所以，在重要程序段、程序斷裂點、非程序區以及向量區，可以埋設陷阱，從而及時捕捉飛逸程序。

2.指令冗余技術的應用

在不對實時性造成影響的情況下，反復執行同一指令，應用三選二方式實施判定，可以消除一些偶然的干擾，從而提升可靠性。

3.NOP指令的應用

在進行單片機的地面測井儀的研制時，在對編好程序進行仿真運行時能夠通過，但是寫入指令時卻無法運行，這是就可以將發生問題的字節用NOP代替，從而正常運行。

4.軟件消抖方式

在按鍵操作中經常會發生意外的抖動，為了有效消抖，在處理程序內，可以通過延時再判，保證人機對話運行的可靠性。

5.直接地址的應用

固定寄存器內的Ri寄存器，可以應用直接地址來提升可靠性，所以在設計軟件時，應用直接地址，防止出現誤傳遞。

6.數字濾波技術

在測量參數的時候，可以通過數字濾波技術來消除隨機干擾。例如，針對核測井信號，通過加權平滑，可以消除高斯噪聲。針對井溫信號，可以采用程序判斷濾波或者中值濾波，提高可信度。

二、硬件方面可靠性設計措施

（一）系統合理設計

各種器件應該保證速度匹配，不能混用高、低速器件。匹配電平，CMOS和TTL接口電平應該匹配。匹配溫度性能，不能混用高、低溫器件。匹配可靠性等級，不能混用可靠性不同的器件。對于系統時鐘要合理的選擇。在保證實時性的情況下，系統時鐘較低，能夠降低速度要求，可以提高可靠性。對于連接件的布局和選型、器件安裝結構等要合理設計。單機片系統的鍵盤板、接口板和主機板需要應用總線板插槽進行相互連接，插槽的工藝會影響系統運行的可靠性。因此，可以減少中間環節，用插座和插頭來代替插槽。

（二）保證元器件的可靠

盡量保證元器件的可靠性等級高。篩選元器件，對于元器件要進行分級分類的使用。

（三）人-環境特性的可靠性策略

第一，按照硬件的功能，采用模塊化布局，主要包括兩個層次，分別是板級，以及印制板內部的單元電路。例如，將不同參數的測量電路進行劃分，形成不同接口板，然后在板內將數字電路和模擬電路進行集中布局。第二，保證元器件的引線走向和布局滿足信號傳輸特性要求。第三，在印制板的電源入口部分，增加電容，從而濾除電源干擾。第四，對于同一印制板內部的同一組電源，防止翻面走線，避免不同電源互相干擾。

第五，在繼承芯片的供電引腳處安裝去耦電容，提升集成芯片運行可靠性。第六，將調零電路安裝到模擬輸出通道，抑制輸出零漂。第七，抗振設計。單機片系統中存在著較多的插拔器件，不僅要選擇較好性能的插座，還應該將插座和器件固定在一起，例如涂敷高溫硅膠和應用金屬卡等。還可以應用晶振，提高可靠性。第八，設計低功耗系統。通過低功耗設計和加裝保溫瓶，可以適應高溫環境。將單機片系統應用于下井儀中，因為惡劣的散熱條件和有限的安裝空間，可以簡化設計，運用高集成低功耗的元器件。CPU和其他期間應該保證是軍品級別，保證正常工作。

第九，當輻射對微電子器件產生影響后，會造成漏電流和表面翻轉，為了改善這種情況，可以應用在通訊和航天領域應用比較廣泛的GaAs的單片微波集成電路。現階段，在石油測井行業，還沒有出現輻射影響單片機系統運行可靠性的情況，但是也需要重視這方面的因素，從而提升可靠性。

結語：

綜上所述，針對于單片機系統，為了保證其運行的安全性和可靠性，需要從軟件和硬件兩個方面入手，進行合理的設計，提升其運行的可靠性。在軟件系統中，需要認真的設計軟件，通過一些高新技術的應用，提升軟件設計質量，進而提高可靠性。對于硬件，應該選擇一些性能優良的硬件設備，降低各種因素的影響，從而提升運行安全性。結合軟件和硬件兩個方面，綜合設計單機片系統，全面提高其運行的可靠性。

參考文獻

[1] 孟相武，程勁，羅克露，韓淙.基于Linux的高可用集群系統的設計及實現[J].電子科技大學學報，2005（04）.

[2] 龔征華，施丹，沈國海，王志南.基于嵌入式單片機的角度自動控制系統的可靠性設計[J].船舶，2007（05）.

[3] 唐緯，吳耀庭，葛善鋒，宋明，彭樂龍，徐殿平，張圣，劉洋.終端產品常用通訊接口的可靠性設計（續）[J].質量與可靠性，2006（06）.

第4篇：電路的可靠性設計范文

【關鍵詞】高可靠;寬溫度范圍;可靠性設計;晶體濾波器

隨著晶體濾波器的廣泛應用，對器件的性能指標和抗惡劣環境的能力也提出了更高的要求，尤其是航天航空等事實領域更是嚴格。晶體濾波器在接收機中起著信號選擇作用，是一種頻率控制器件。

為滿足用戶環境適應性和其它特殊高可靠的要求，我們研制了一種高可靠寬溫晶體濾波器。

1.技術指標

標稱頻率：28.012MHz，3dB寬度：32kHz±2kHz，帶內波動：≤1.0dB，矩形系數：BW70dB/BW3dB≤2.5，插入損耗：≤4dB，寄生抑制：≥60dB，阻帶衰耗：≥80dB，外形尺寸：25mm×20mm×9mm，工作溫度范圍：-55℃～105℃。

環境要求：鹽霧、機械沖擊、掛機振動、自主飛行振動和室溫下貯存壽命，是可靠性重點攻關項目，為確保產品性能穩定可靠，根據可靠性設計準則內容要求進行可靠性設計和預計。

2.設計及方案確定

2.1 電路設計

該濾波器的主要指標通帶寬度為32kHz ±2kHz，相對帶寬為1.1‰。根據單片晶體濾波器最大帶寬分析，這一指標用窄帶單片晶體濾波器可以實現，又因為單片晶體濾波器具有體積小，所需元件少，可靠性高等優點，是分立式晶體濾波器無法比擬的。該濾波器要求阻帶衰減大于75dB，矩形系數小于2.5，從契比雪夫濾波器特性圖上直接查出n=8可滿足上述要求。因此選用八極點單片晶體濾波電路，如圖1所示。

圖1 電路圖

圖2 電極尺寸圖

2.2 參數設計

2.2.1 晶片設計

選用Q值大于240萬的Z塊水晶料。切型和切角為：AT切35o19'±30"。晶片尺寸設計為φ4.5mm的圓形片。

2.2.2 電極尺寸設計

選擇單頻性較好的Z′方向耦合，形狀設計成雙面分矩形電極，采用兩種電極尺寸，目的是錯開寄生峰，如圖2所示。

3.可靠性設計

3.1 內部結構簡化設計

內部由4只兩極點單片晶體濾波器、6只耦合電容和1塊印制板組成，采用電阻焊封裝形式，晶體焊接時，金屬外殼直接與基座相焊接固定，實現大面積接地。使產品具有集成性、穩定性高、可靠性好等特點，如圖3所示。

圖3 內部結構

3.2 抗鹽霧試驗的環境防護設計

這項試驗對元器件的破壞主要表現為：元器件表面的化學反應方面，即通常說的“腐蝕”。抗鹽霧性能低會造成元器件的可焊性變差，還會導致密封不良，造成電性能指標變差。所以在設計金屬外殼和基座鍍層材料時，選擇化學性能穩定的鎳，要求鍍層的致密度和厚度能夠抗鹽霧。

3.3 抗機械沖擊、掛機振動、自主飛振動試驗的環境防護設計

這些試驗項目是模擬整機在現場環境下出現的振動、沖擊對器件的影響，功率譜密度表示不同頻率施加的機械應力。顯然這種振動、沖擊會使元器件產生因機械缺陷、機械變形等導致的失效模式。如晶片斷裂、引線斷裂、部件變形等引起的開路、斷路、漏氣、性能指標變差等，采用可靠性設計防護設計如下：

3.3.1 設計小面積晶片增強抗振性。在石英晶片外形尺寸的設計上，不僅要考慮避開三種寄生耦合振動，而且要考慮其可靠性。我們曾做過試驗比較φ4.5和φ5.5兩種直徑的晶片，在寄生振動和抗振動方面的差別，結果是φ4.5直徑的晶片在上述兩方面都要優于φ5.5直徑的晶片，同時晶片直徑小又符合經濟性，所以我們選擇直徑為4.5的晶片設計結構。

3.3.2 采取選擇優質的水晶材料和抗機械疲勞的基座、外殼材料。

3.3.3 采用二次封裝設計結構，有效保護振子，使產品經過嚴酷振動、沖擊后，振子不出現裂紋、斷裂等防護設計。

3.4 室溫下貯存壽命的環境防護設計

減小老化率提高產品的長期穩定性，控制產品內部水汽含量小于5000ppm和滿足105℃（1000h）的壽命試驗，來保證室溫下貯存壽命不少于18年要求。

3.5 元器件、零部件的選擇與控制

可靠性主要從設計、材料選擇、工藝控制、可靠性試驗幾方面來保證。

該濾波器及構成濾波器的濾波晶體都采用金屬外殼、電阻焊封裝形式，封裝時都在抽真空，沖高純氮的情況進行，這種二次封裝不但保證了產品的密封性，同時使產品的長期頻率穩定性得到改善。內部元件用電路板連接，濾波晶體的外殼直接與濾波器基座相焊接固定，實現大面積接地，這樣即能提高產品的可靠性又改善了濾波器的阻帶衰耗指標。

4.實測數據

項目名稱 指標要求 實測結果

標稱頻率（MHz） 28.012 28.012

通帶寬度（kHz） 32±2 32～33.5

通帶波動（dB） ≤1.0 0.3～0.6

插入損耗（dB） ≤3.0 1.0～1.2

寄生抑制（dB） ≥60 85～95

矩形系數 ≤2.5 2.0～2.2

5.創新點

5.1 采用二次電阻焊封裝形式，具有可靠性高、抗振性強、密封性好的特點。

5.2 采用單片八極點串聯電路形式，具有插入損耗小，選擇性好的特點;

5.3 優化設計工藝參數，具有在寬溫度范圍內頻率穩定可靠，同時滿足貯存壽命18年的要求。

6.結束語

本文論述的可靠性設計是今后電子元器件產品設計中的關鍵，在性能指標滿足使用的同時，也要保證能抗擊各種惡劣環境及提高儲存壽命的要求。

參考文獻

[1]李忠誠.現代晶體濾波器的設計[M].國防工業出版社， 1981.

[2]馮致禮，王之興.晶體濾波器[M].宇航出版社，1987.

第5篇：電路的可靠性設計范文

【Abstract】Along with the development of China's aerospace industry， the reliability of avionics communication equipment in the aerospace industry has attracted more and more attention from the relevant departments， the paper first introduces the significance of avionics communication equipment reliability design， and then analyzes the main influence factors of avionics communication equipment’s reliability， and finally puts forward specific measures to ensure aviation electronic communication equipment reliability design.

【關鍵詞】航空；設備；可靠性；技術

【Keywords】aviation； equipment； reliability； technology

【中圖分類號】V243.1 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0141-02

1 引言

隨著我國整體科學技術的不斷發展，以及近年來在航天事業上的巨大發展，在航天產業中具備極大影響的電子通信設備其可靠性越發的受到人們的重視。目前眾多的電子通信生產企業在其生產理念上，已經逐漸建立起了以切實檢驗手段來進行產品質量保障的體系，可靠性、質量已經成為設備使用者的最重要的關注點。在此背景下，論文圍繞航空電子通信設備的可靠性，分三部分展開了細致的分析探討，旨在提供一些該方面的理論參考，以下是具體內容。

2 航空電子通信設備可靠性設計的重要意義

2.1 是通信電子設備使用壽命的直接影響因素

首先基于航空事業其本身的特點，往往使用的周期很長，這也就要求航空電子設備具備很長的使用周期。而電子通信設備的可靠性設計便是電子通信設備使用壽命的最直接影響因素。從整體上觀察，電子通信設備的設計、安裝以及使用和后期的維修過程，可靠性都參與其中，因此也可以說目前在通信電子設備設計上可靠性已經成為一個設計的重點所在。

2.2 是信息時代人們對電子通信設備的基本需求

隨著我國科學技術的整體抬頭，目前市場上的電子通信設備也越發的多元化和多樣化。而隨著通信電子設備數量的增多，在航空事業方面對通信電子設備的選擇要求也就相應提升，除了要求通信電子設備滿足基本的通信功能之外，在使用感受以及可靠性等方面，也提出了更多的要求，因此航空通信電子設備的可靠性設計是時代背景下的一個客觀要求。

3 航空電子通信設備可靠性的主要影響因素

3.1 制造技術及制造條件的影響

在航空電子通信設備可靠性方面的影響因素，首先便是生產航空電子通信設備的制造技術以及制造的條件。就目前的航空電子通信設備發展趨勢進行觀察，便捷化、智能化以及多功能化是未來的發展趨勢，而要實現這一趨勢就必須在航空電子通信設備的生產環節，保障一個良好完整的生產體系。目前存在著一部分生產廠家，在生產中并不具備完備的生產的條件，進而難以保障航空電子通信設備的生產質量，在可靠性方面就會存在一定不確定性。

3.2 惡劣天氣的影響

因為航空電子通信設備的使用往往位于外界，而地球的環境十分多變，在太空更是會受到諸多的宇宙因素影響。雷電天氣、雨雪天氣等都會對航空電子通信設備產生一定干擾和破壞，影響設備的正常工作狀態，而這些因素便會對航空電子通信設備的可靠性產生一定的影響。

3.3 外界電磁的影響

航空電子通信設備在使用原理上，電磁波是其最為主要的一環，但是在航空電子通信設備使用時常常會受到一些外界電磁的影響。地球本身就是一個巨大的磁場，而這些電磁場中的電磁波所產生的輻射，便會對航空電子通信設備的正常工作產生一定的影響，進而對航空電子通信設備的可靠性造成了影響。

4 保障航空子通信設備的可靠性措施

4.1 不斷優化、簡化電子線路

不斷進行航空電子通信設備電子線路的優化和簡化，便可以極大化的減少外界磁場對航空電子通信設備可靠性的影響。而在航空電子通信設備可靠性設計時，必須在滿足基本的航空電子通信設備功能以及質量的基礎上，通過不斷地進行技術創新，實現制造流程的優化，從而達到航空電子通信設備電子線路的簡化和優化，具體而言可以從以下幾個方面入手：①在元器件的使用通道設計上，可以設計為幾個元器件共同使用一個通道，進而實現線路通道的減少[1]；②在元器件的使用數量上，可在保障基本功能之上，通過技術創新，盡可能減少對元器件的使用數量；③在設備組成上，盡可能使用軟件對硬件進行代替；④對于設備中的一些模擬電路可使用數字電路進行代替。但在整體的線路簡化、優化的過程中必須注意，不能為了最大化的簡化路線，而導致元器件在使用過程中出現集成電路板被過載燒壞的現象，更不能將一些成熟性不足的技術和設計方案使用到航空電子通信設備電子線路的優化和簡化中。

4.2 深化低耗功率設計

目前在航空電子通信設備可靠性提升設計方面，低耗功率設計已經得到了一定的應用，但是從整體上進行觀察，低耗功率設計還有很大的進一步深化空間，因此在提升航空電子通信設備可靠性方面，可以進一步對低耗功率設計進行深化。從航空電子通信設備性能上進行觀察，航空電子通信設備正逐漸朝著高密度化以及微型化的方向發展，而這一趨勢直接導致了航空電子通信設備中元器件數量的增多以及集成電路在能耗方面的提升，進而在航空電子通信設備的使用過程中持續發熱的現象越發凸顯，而這一問題就可能會導致，航空電子通信設備使用可靠性受到影響。因此在目前已有的低耗功率設計基礎上，還需要進一步深化低耗功率設計，保護航空電子通信設備電路安全，也提升航空電子通信設備的可靠性[2]。

4.3 依托維修性設計提升設備可靠性

除了設計制造環節提升航空電子通信設備可靠性之外，面對航空電子通信設備機械化工作環境和惡劣天氣導致的航空電子通信設備損壞，還需要通過維修性設計，在航空電子通信設備的后期使用上提升其可靠性。具體而言，航空電子通信設備的制作人員必須保障航空電子通信設備在故障出現后的檢查和拆卸十分方便；此外對于航空電子通信設備的一些元器件必須是可以在市場上買到的，不能大量使用一些不再生產和使用的元器件。

5 結語

綜上所述，隨著我國航天事業的整體抬頭，以及通信電子設備的不斷多元化和多樣化，人們逐漸對通信電子設備的可靠性提出了新的要求，而通信電子設備的可靠性設計本身，也直接對通信電子設備的使用壽命產生影響，也是時代背景下的一種必然要求。航空電子通信設備可靠性方面，制造技術及制造條件、機械化工作環境、惡劣天氣、外界電磁都會對其產生影響，基于這些影響因素以及結合航空電子通信設備的特殊性，不斷優化、簡化電子線路、深化低耗功率設計、依托于維修性設計提升設備可靠性是切實有效保障航空子通信設備可靠性的具體措施，值得相關企業充分合理地參考使用。

【參考文獻】

第6篇：電路的可靠性設計范文

【關鍵詞】電子通訊設備 可靠性設計 設計指標 實現方案

一、電子通訊設備的可靠性設計要求

電子通訊設備的可靠性，不單單涉及到元器件的設計使用，更包含降額要求、簡化要求、冗余要求、健壯要求等，現分述如下。

（一）元器件的選用必須合理

無論是哪種電子通訊設備，其基本組成成分都是各種電子元器件，若是這些元器件本身沒有極高的可靠性，組裝出來的電子通訊設備又有何可靠性可言？

因此，在元器件的設計使用上，必須嚴格執行一套標準。首先，在設計上，盡量不要無謂地增加元器件的種類，使其維護與保障過程盡量單一；其次，在使用上必須盡量采用先進的元器件，并保證采購渠道的穩定性與合法性，防止元器件質量參差不齊的情況發生。

（二）設備設計時必須具備降額設計意識

所謂降額，指的是保證設備在運行過程中，內部各元器件承受的電應力或熱應力不超過其額定值。通過降額，能夠保證元器件工作環境的穩定，降低其故障率，進而減少整個設備出現故障的幾率。

一般而言，在設計中，我們必須保證設計按照Ⅱ級降額標準進行，具體為保證通過降額設計，既能夠盡量保證元器件運行的可靠性，又能夠保證設備充分滿足了用戶的投資，即，保證降額滿足設備的可靠性與性價比的關系。

（三）設備設計時必須具備簡化設計意識

一般而言，設備越復雜，其可靠性越低，因此在滿足設備正常使用的前提下，因保證其內部設計最簡單。這一方面能有效減少故障的出現率，一方面又能保證一旦故障出現，能夠以最快的速度進行維修。

其基本原則是：首先，減少單位元器件數量，降低連接復雜度；其次，單位元器件可靠性必須高；再次，盡量采用標準化單位元器件；然后，還應以模塊化、集成化為要求進行設計；最后，強化軟件功能，弱化硬件功能。

（四）設備設計時必須具備冗余設計意識

所謂冗余，是指設備在某一單元出現故障之后，整個設備還能通過另一單元完成整個工作流程。一般而言，該原則違背了上面三項原則，其基本理念，就是在設計過程中，能夠容忍一部分單位元器件出現故障，因此，一般只有在無法進行降額、簡化設計，且難以采用更具耐受性元器件時，才優先考慮這一原則。

其基本原則是：首先，根據安全可靠原則，確定冗余的等級、類型要求；其次，根據要求選用冗余方案；再次，根據冗余方案確定配置與管理手段。

（五）保證設備具備一定的健壯性

所謂健壯性，在這里指的是保證設備在使用周期內，能夠容忍一定限度的內外環境變更，以最小的消耗，保證設備具備長久運行的安全可靠性。

一般設計原則可遵循QFD開發手段或三次設計手段等。

二、實現電子通訊設備可靠性設計的方案

隨著可靠性設計技術的迅猛發展，產生了多種遵循可靠性設計原則的基本方案，其中有代表意義的就是電磁兼容設計、熱設計、耐環境設計、軟件可靠性設計等，分述如下。

（一）電磁兼容設計

該設計方案的主要內容，就是保證電子設備之間或者其內部元器件之間，不會因為電磁感應出現運行故障。

現以幾個例子介紹其應用。首先，在進行電子通訊設備接地設計時，如果接地設備的頻率不足1MHz，應該采取單點接地的手段，以防止環路因素引起的電電磁兼容干擾；其次，對敏感設備采取主動屏蔽電磁干擾的手段進行屏蔽設計，以良導體制屏蔽板屏蔽電場，以高導磁率屏蔽板屏蔽磁場等；在濾波設計、瞬態一致設計中，電磁兼容技術也多有涉及。

（二）熱設計

熱設計方案的主要內容，就是保證元器件運行不被其他元器件運行產生的熱量干擾，且不會產生能夠影響其它元器件工作的熱量。一般熱設計需要與電路、結構、維修等其它設計內容綜合考慮。

現以幾個例子介紹其應用。首先，對運行產生高熱的設備，如CPU等，可采用風扇強迫制冷或者自然對流等手段進行散熱；其次，對風扇不宜安裝，卻又需要強迫制冷的元器件，可以采用銅條導熱，冷卻銅條的間接散熱方法；有時我們還需要通過加熱、恒溫等措施，來保證元器件的工作溫度，這同樣屬于熱設計的范疇。

（三）其它設計方案

其它設計方案主要包括耐環境設計、軟件可靠性設計等。其中前者包含有三防設計，是目前比較熱門的一個話題，例如索尼公司的Xperia Z手機，就采用了相應技術，其它還有抗沖擊震動設計等；后者主要針對軟件設計，重點在于防止軟件層面的系統不穩定。

三、結束語

隨著電子通訊技術的迅猛發展，人們對電子通訊設備的運行可靠性越發重視，使得廠商在設計過程中，必須充分考慮元器件的合理選用、降額設計、簡化設計、冗余設計、健壯設計等可靠性設計基本要求，為了滿足這些要求，就需要設計人員在進行實際設計的過程中，充分考慮到電磁兼容設計、熱設計、耐環境設計、軟件可靠性設計等多方面內容。

參考文獻：

[1]劉頌.電子通訊設備的可靠性設計技術探討[J].大觀周刊，2012（11）.

[2]寇曉瑩.電子通訊設備的可靠性設計技術探討[J].黑龍江科技信息，2013（17）.

第7篇：電路的可靠性設計范文

關鍵詞：雷達 可靠性 質量控制

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0039-01

可靠性是雷達設備的基本指標，其可靠性的高低直接影響著雷達的質量及其使用效能。因此，需要對雷達的可靠性增長措施進行研究，提高雷達的可靠性并實現雷達的質量控制，保證雷達監測能夠更加安全可靠。

1 提高雷達的可靠性

1.1 系統可靠性設計、論證及試驗規范

確定雷達系統可靠性設計方案后應當對其進行論證，首先應建立系統的可靠性數學模型，分析計算其相關的指標，并對其不足之處進行及時的調整和優化。然后對可靠性指標進行預計和分配，檢查出系統存在的薄弱環節，進行改進。如在系統方案論證階段發現接收機可靠性是一個薄弱環節，技術人員可以將原設計方案用自動切換的雙攻冗余來代替，從而達到可靠性要求。可靠性設計及試驗的規范是研制雷達產品的必要文件，是可靠性設計的重要依據，因此，應當針對雷達研制制定相關的可靠性保證、維修、測試、安全等幾個方面的大綱，并對其可靠性設計及試驗等進行規范。在研制時將嚴格實施這些規范，提高雷達產品的可靠性。確定完方案后，應按照相關的標準進入設計階段。雷達設計中有幾個比較關鍵的提高可靠性的環節。一是冗余設計，在發射、接收、反干擾、信號處理等雷達的分系統中應當應用冗余設計。

如由64個發射組件構成的壘固態發射機，即使其中的部分組件發生了故障，整體雷達的發射也不會受到很大的影響。同時在雷達設計中應當減少一些沒有實際作用且笨重的裝卡具能夠降低維修的難度，提高維修水平。二是環境的防護設計，雷達的可靠性需要到各種環境因素，如我國的國土廣闊，地理環境差別較大，氣候復雜，尤其是等高原地區，氣候惡劣，地形復雜，因此在雷達的設計中需要結合這些因素來全面提高雷達的可靠性。三是減小MTTR設計，也即簡化可維修設計。提高雷達的可靠性，應當保證雷達的維修簡單，需要的時間短。從而保證雷達維修人員能夠高效的找出雷達產生問題的原因，并及時解決，達到降低維修時間及成本的目的。

1.2 可靠性設計分析及改進

在雷達的設計過程中，應及時對系統及分系統中的可靠性及故障等進行分析，以便及時發現設計中的故障及薄弱環節，保證雷達在投入生產時能夠消除存在的隱患。如雷達伺服分系統，通過分析發現雷達在受到強振動沖擊時，天線啟動旋轉時天線未豎到位，導致齒輪打滑或損壞等故障的發生。因此設計師在分析中可以增加控保電路來避免這一故障的出現。設計師在對雷達的可靠性分析時，可以借助計算機及仿真技術來提高設計質量。如機載PD雷達，可供安裝的空間比較小，而安裝的結構又必須緊湊，并且尺寸方面也受到限制，在設計中很容易出現一些難以考慮到的地方，這些隱患很有可能會使得整個設計失敗，不僅會浪費有限的設計時間，還會造成物力、人力的損失。但借助計算機通過結構CAD顯示在計算機中可以觀察到整個雷達的各部分的圖示以及運行的實況，并由計算機提供出各種數據，設計人員對其進行核算和改進，提高設計的進度，保證設計能夠成功。如雷達的分系統的調試還未完成時，可以通過計算機仿真提前模擬，縮短了調試的時間并保證了調試的質量。

2 雷達設備的質量控制

2.1 設備加工中的質量控制

對設備加工的質量控制，是保證雷達可靠性的重要措施，加工工藝的規范性直接影響雷達的使用性能。因此在生產的過程中應嚴格按照生產及檢測的相關要求來進行。如元器件的選用，雷達由很多元件組成，其性能與元件有著很大的關系，選用可靠性高的元件，能夠有效提高雷達的性能。因此在生產中應全面了解元件的各個因素，尤其是元件的使用壽命。元件的使用壽命應當能夠滿足現有的工作任務，并且能夠保證元件的供貨商穩定，能夠得到可靠的供貨。并且還應保證元件的可靠性指標，明確元件應用的失效率等級。同時在選用時應明確元件的質量及使用的范圍。并且應當選用那些經過反復試驗，性能穩定的元器件。同時還注意元器件的檢測，在進行元件的檢測時必須經過嚴格的篩選，原材料在入庫時進行檢測，保證其電源的環境承受能力符合要求。

2.2 外購雷達設備的質量控制

除了國內的雷達設備的質量控制，對于從國外購進的雷達設備，也應進行嚴格的質量控制，并且外國的雷達設備必須是定型設備。首先應通過軍方代表以及承制方的檢測并做好相應的市場調查，通過論證多個廠家，最后提交報告簽訂合約。在確定廠家后應與廠家進行合作，保證生產的質量，并且需要經過多次檢測才能購買，并要做好與生產廠家的質量與進度的檢查和協調，保證雷達的質量可靠性。

總之，可靠性是雷達設備的重要指標，必須優化雷達設計提高雷達可靠性，實現雷達設計及生產質量控制，保證雷達的可靠性，使其能夠安全高效的完成日常作業。

參考文獻

第8篇：電路的可靠性設計范文

關鍵詞：軍工；產品；質量管理

一、引言

隨著通信技術和計算機技術的飛速發展，信息資源的網絡化勢在必行，國防科技情報電子化工程的全面啟動標志著國防科技情報事業進入了一個新的時代————網絡時代，從此，每一個國防科技情報工作者都將成為網絡信息資源的提供者、使用者和管理者。無論是查詢信息、提供信息還是建數據庫，都將在網絡環境中進行。而國防用定制化計算機一般是高性能的計算機，它可以解決一些重大挑戰性問題，如核爆炸的模擬和核能研究、密碼分析與破譯、大氣和海洋模型的建立、中長期天氣預報、全球氣候變化預測、石油勘探、環境建模、大規模集成電路設計、銀河系形成及宇宙演變過程模擬與研究、新材料研究、生物分子結構研究、衛星遙感數據及地震數據的分析、節能汽車和飛機設計、核磁共振成像數據分析、藥物設計、數字圖書館、能源管理、虛擬手術和遠程醫療、基于虛擬現實技術的教育訓練系統研制等。高性能計算機的水平可以代表一個國家整體的科學技術水平，是關系到國家戰略利益的核心高技術，是各種尖端科技的有力支柱高性能計一算機是國家信息建設必不可少的基礎設施，是國家經濟建設的重要支撐，也是加快軍隊和國防現代化建設、做好軍事斗爭準備必不可少的重要裝備二高性能計算機是國家綜合國力的重要體現，是國防實力和軍隊威懾力的重要體現。

軍工產品質量的優劣，是關系到戰爭勝負、部隊指戰員生命安全的大問題。由于這種特殊的重要性，我們黨和國家早就把“軍工產品質量第一”作為一項長期的重大方針政策來抓，從而促進了國防工業和科技事業的發展，為部隊，提供了大批的武器裝備。近年來，雖然各軍工產品研制單位都建立了一套全面、有效的質量體系，為產品性能持續穩定地符合技術規范及要求提供了質量保證能力的證明。但是，隨著科學技術的飛速發展，產品越來越復雜，促使需求方越來越關注產品的性能、可信度和安全性。而供方對生產者自己出具的合格證又往往缺乏信心，特別是大型復雜的軍工產品，不能只依靠過程檢驗來確認其性能，而需要依靠通過全面質量管理來驗證或確認產品的綜合性能。

二、我國軍用質量管理標準的特點

（一）積極采用國際標準和國外先進標準

1959年美國國防部制定并頒布了軍用規范MIL-Q-9858《質量大綱要求》，1983年國防科工委借鑒美國MIL-Q-9858A《質量大綱要求》的架構，組織起草了《軍工產品質量控制暫行條例》，1987年原國防科工委了《軍工產品質量管理條例》，1991年頒布了與《條例》配套的GJB/Z16-91《軍工產品質量管理要求與評定導則》，《導則》標準是最早借鑒國外經驗的標準。在1994版ISO9000系列標準的基礎上，1996年編制了GJB/Z9000《質量管理和質量保證》國家軍用系列標準，96版的GJB/Z9000系列標準是真正意義上與國際接軌的標準，2001年我國又了國軍標《質量管理體系要求》（GJB9001A-2001），更加突顯出了與國際標準的融合。

（二）符合國情，突出軍工特色

我們的社會制度、所有制形式、市場環境、工業基礎等各方面，都與國外有很大差異，照抄照搬是不行的。對于國外先進的管理經驗，本著博采眾長、為我所用的原則，另一方面強調理論聯系實際，從實際情況出發，總結自己行之有效的經驗。2001年的國軍標《質量管理體系要求》（GJB9001A-2001）仍采用“A+B”的結構模式。即等同采用了國家標準(國際標準)作為標準的A部分，并在此基礎上，增加了適應當前國防科技工業發展的特殊要求作為標準的B部分。例如：增加了“預防為主”、“一次成功”的質量管理原則、強調最高管理者的責任和質量部門的權限、加強設計和開發策劃等內容，以上內容都是多年來軍工質量管理行之有效的經驗和方法，也是具有軍工質量管理特色的具體體現。

（三）質量管理標準總體上執行得比較好

GJB9001A-2001系列標準是質量體系建設、質量體系認證和使用方提出質量保證要求并實施質量監督的依據，由于軍工產品質量體系認證工作的推動、使用方的需求牽引、政府的引導，質量管理標準在軍工企事業得到普遍重視，均按國軍標要求建立質量管理體系并實施認證，一些支持性標準也納入到企業的程序文件當中，作為企業各項工作的依據。

三、軍用計算機產品的質量管理措施

（一）搞好方案論證的質量管理

方案論證的質暈管理，就是對滿足戰術技術指標。為方案，聘請同行專家，會同軍方或總體單位進行質量評審。重點從以下三方面進行評價。一是性能先進性。對所選用的產品方案所達到的性能指標，是否滿足軍方或總體單位的使用要求，與國內外同類產品相比，是否具有自己的特色，是否具有較高的質量水平而滿足性能先進性的要求。二是技術可行性。在保證質量的前提下，技術上要可行。特別是關鍵性的技術難關能否突破，關鍵原材料、器件和設備，市場上能否買到，自己有無制造和設計加工能力等均應作詳細的分析。三是經濟合理性。對研制經費預算進行審核，對人力、物力、動力及其他消耗進行成本核算，對產品面世后的價格，競爭能力和效益進行預測。在此基礎上對經濟合理性進行評價。這一評價應在財務和物資部門配合進行。只有在方案審定和質量目標評審之后，才能簽訂研制合同，正式進入研制階段。

（二）抓好設計階段的質量管理

產品質量管理可分為線外質量管理和線內質量管理。線內質量管理是指產品生產過程中在生產工序內實施的質量管理，使生產工序維持在正常狀態，是降低不良品損失的有效手段，其主要內容有工序診斷與調查，預測與校正以及檢驗與處理。線外質量管理是指設計階段的質量管理，其主要內容是三次設計。即系統設計、參數設計和容差設計。其目的是提高產品設計質量，從設計上控制產品的功能特性，努力避免由于內、外干擾因素的影響而造成產品質量波動，提高產品性能的穩定可靠性。

影響產品質量特性值的干擾因素大致可分以下三種。

1、外干擾：產品使用條件及環境條件中影響產品質量特性值波動的因素。如溫度、濕度、灰塵、電源電壓波動及操作人員的差異等。

2、內干擾或老化干擾 ：產品在貯存或使用過程中，隨著時間的推移，發生了老化劣化現象，從而引起產品質量特性值的波動。

3、產品間干擾：在相同的生產條件下，生產出來的若于產品，由于機器、材料、工人、側量和環境的微小變化，引起產品間質量特性值的波動。

如何減少上述三種干擾因素對產品質量特性值的影響?主要對策是運用線外質量管理技術，搞好設計階段的質量管理，采用正交試驗法，開展“三次”設計。

一次設計即系統設計。科技人員運用專業技術知識，選擇一個基本模型系統，使產品達到所要求的功能特性。其中包括原理線路、元器件的選擇。這相當于我們目前的傳統設計。

二次設計即參數設計。參數設計是尋找系統所有參數水平的最優組合，從而減少各種干擾因素的影響，使所設計的產品質量特性值波動小、穩定性好。

三次設計即容差設計。在參數設計給出最佳參數水平組合的基礎上，確定各參數的容差，考究各參數波動對產品特性值影響的大小，對影響大的參數，給與較小的容差，采用一級品或二級品，對影響較小的參數，給與較大的容差，采用三級品。

三次設計的基本思想是利用系統中某些因素的非線性技術，運用正交試驗法來選擇參數水平的最優組合和最合理的容差。這樣，不僅內部干擾少，而且所有的干擾都綜合地減少。大部分采用價格低廉的波動大的三級品組裝整機，但由于參數搭配合理，整機性能仍能十分穩定可靠。由于大量采用低廉的元器件，產品成本低，具有很強的競爭力，這是日本工業產品打進美國市場，暢銷世界各地的秘訣。

（三）搞好可靠性設計

產品質量不僅包括性能先進，而且要求價格低廉，性能穩定可靠。所以設計階段的質量管理，應該包含產品可靠性設計。因為產品的固有可靠性取決于設計，產品有效壽命期的壽命，設計時已大體決定，元器件篩選，生產線上的質量控制，主要降低早期失效，使產品達到固有的可靠性水平。根據有關資料，國外電子產品的故障率中，設計不合理占40%，元器件質量缺陷占30%，制造工藝占10%，操作和維修引起的故障占20%；而國內某艦用電子系統，在故障統計中表明，設計方面的原因(包括元器件選用不合理)約占60%。所以在技術設計中，不僅要注意性能指標，而且要高度重視可靠性設計，才能提高產品的質量水平。

產品可靠性指標是可靠性設計的基礎和依據，所以對可靠性指標應進行認真論證。為實現經過論證的可靠性指標，在產品設計中，必須從以下幾方面認真開展可靠性設計。

1、簡化設計方案

  簡化設計方案，減少元器件數量，可以顯著地提高產品的可靠性。首先應充分發揮軟件的作用，利用軟件功能取代硬件而使產品得以簡化。其次是采用成熟的新技術，提高單元電路的功能。或者采用新原理和新的設計方法。三是采用數字電路取代線性電路，采用集成電路取代離散電路。

2、降額設計 

在國內目前電子元器件可靠性水平不太高的情況下，采用降額設計是提高產品可靠性的有效方法。眾所周知，各種元器件的失效率是在額定條件下定義的，如果在設計中有意識地把元器件的應力降低，就可相應提高元器件的可靠度。

3、邊緣性設計 

任何元器件參數都有公差，同時隨環境溫度和外界條件的變化，其參數值也有變化。所以在設計時要考慮這些“公差”和“變化”的邊緣值，避免工作在臨界狀態。末級功放要留有一定的余量，對穩定性要求高的電路要選用參數穩定的元器件；對每個組合電路，必須進行常溫、低溫電源電壓拉偏試驗，以便輸入電壓按公差范圍變化，而輸出負載按實際負載特性變化時，電路仍能穩定地工作。

標準化和互換性：部件設計應模塊化，小型化，保證印制電路板、電機等備件的互換性。

易檢測性和易調整校正性：微機系統應有檢測監控程序，使之有故障定位功能，印制電路板上設有檢測孔，要能易查、易找、易測。

四、提高軍用計算機產品質量管理的具體方法

（一）人員

人是研制工作成敗的最主要因素。武器系統及各單體的研制成果能否取得和質量好壞，在很大程度上取決于科研人員的技術水平和有效的管理。因此，產品研制工作所需的高級工程師、工程師、技術員、操作工人及各類技術服務人員，應經行政管理部門挑選，同時要取得項目負責人的同意。在開展工作前，最好能對參加研制的各類人員進行短期培訓，使他們對該產品的研制方案、質量目標、技術要求等能有全面的了解，熟悉儀器設備的操作及分析檢測方法，井明確各類人員為保證研制工作質量的技術經濟責任。

（二）制度

建立健全各項規章制度是軍用計算機產品質量管理的基礎和保證。其內容括:研制工作程序和工作標準，各類人員的技術經濟責任，崗位責任制，有關儀器設備及工藝操作規程;元器件的分析檢定驗收制度;所用計量器具的周期性檢定制度;技術安全守則，文明科研及設備維修保養制度等。同時，對研制工作的主要技術文件、原始記錄、研制工作小結和報告，以及項目結束時的技術工作總結均應有明確的要求及妥善的保管制度，使之能反映項目的主要科研活動，并保證技術質量間題的可追蹤性。

（三）物資

產品研制所需原材料、元器件、試劑等物資的質量，對研制質量有直接影響。對采購物資的技術質量指標和驗收程序應有明確要求，盡量做到按要求選購。重要的原材料入庫前應進行質量檢驗。裝機前應對主要元器件的技術指標進行分析測試，合格者才能使用。對電子元器件要進行老化篩選，不能讓劣質產品上機。

（四）關健件

根據產品部件、組件、零件及器件的不同精度和復雜程度，功能特性和技術難度，以及失效后對產品性能的影響，把它們劃分為關鍵件、重要件和一般件。對關鍵件、重要件要有標記，對其設計參數和制造工藝要嚴格審查，對關鍵件要進行重點質量控制。

五、結語

國軍標在國標的基礎上，增加了很多軍工產品的特殊要求。這些要求非常重要，是幾十年軍工產品研制生產的經驗總結，有些是從沉痛的教訓中得到的，因此，全面貫徹執行國軍標的各項要求，對提高軍工產品的質量，滿足和超越顧客要求，開創軍工產品研制生產的新局面都將產生深遠的影響。

參考文獻：

[1]GJB/J2749-96，建立測量標準技術報告的編寫要求[S]。

[2]GJB 3756-99，測量不確定度的表示及評定[S]。

[3]張忠華。管理學通論[M]。北京：北京大學出版社，2008。

[4]楊承先。故障樹分析法與質量體系評價。建筑機械，2002(3)。

第9篇：電路的可靠性設計范文

本文介紹一種通過串口遠程更新ARM程序的設計思想，并以美國ATMEL公司的ARM7芯片AT91SAM7S512為例，給出了其設計要點及設計方法，并對可靠性進行了設計。

【關鍵詞】AT91SAM7S512 FLASH bootloader 遠程更新

1 引言

在實際工程應用中，ARM程序通常采用JTAG口進行更新，在ARM電路板單板階段通過JTAG口調試也是ARM開發的一種理想選擇。但當ARM電路板裝入整機投入真正的使用環境后，當用戶對ARM軟件功能或性能提出新的要求時，ARM軟件的更新維護如果仍然通過JTAG調試口，將較大的提高維護成本。本文提出一種通過RS232串口遠程實現ARM軟件的更新機制，通過在ARM內部FLASH中植入一段bootloadr來更新應用程序和引導應用程序的運行。現以AT91SAM7S512為例，對此更新機制的設計思想、設計方法及可靠性設計進行介紹。

2 設計思想

整個系統由三部分組成，分別為ARM模塊，串口模塊和上位機模塊。通過串口建立上位機和ARM之間的遠程通信，系統框圖如圖1：

設計中將ARM芯片內部FLASH分為兩塊存儲區域如圖2，一部分存放bootloader鏡像文件，一部分存放應用程序的鏡像文件。

2.1 bootloader

bootloader是ARM芯片上電或復位后最先執行的程序代碼，利用此段代碼可建立與上位機之間的交互，實現應用程序的存儲，并將ARM操作地址跳轉到應用程序入口。

2.2 應用程序

應用程序為ARM實際工作時的目標程序。

設計的工作流程為：先將bootloader鏡像文件利用JTAG口燒寫到ARM內部FLASH的第一部分。芯片上電或復位后，ARM總會自動進入bootloader，通過bootloader判斷是否有上位機發送的程序更新請求，如果有程序更新請求，則上位機將應用程序的鏡像文件發送至ARM，并利用bootloader將應用程序存儲至ARM芯片內部FLASH的第二部分；如果沒有更新程序請求，則bootloader將ARM操作地址跳轉到ARM內部FLASH的第二部分，運行應用程序。程序設計的流程框圖如圖3。

3 設計方法

3.1 bootloader設計

bootloader的設計主要分為三部分程序設計模塊：ARM和上位機交互模塊，存儲應用程序模塊和加載應用程序模塊。

3.1.1 ARM和上位機交互模塊

ARM和上位機之間的通過RS232串口通信，主要完成的功能為：判斷是否需要更新ARM的應用程序；接收上位機發送的應用程序鏡像文件。

設計流程：ARM上電后，bootloader在一定的時間內判斷是否需要更新應用程序，如果需要更新則bootloader和上位機進行握手應答，握手成功后上位機發送應用程序的鏡像文件發送至bootloader，發送完成后，bootloader對應用程序鏡像文件的所有字節進行校驗；如果不需要更新應用程序，則bootloader將ARM的操作地址跳轉到應用程序入口，運行應用程序。

可靠性設計：ARM和上位機交互的可靠性主要體現在ARM和上位機之間的數據傳輸可靠，防止出現誤碼、缺碼現象，因此兩者必須建立健全的通信機制。本設計兩者之間的通信方式采用應答方式，即其中一個發出命令后，另一個收到命令后必須給出反饋信息后，才能進行下一步操作。除此之外兩者之間傳輸的數據應包裹在一個完整幀內，格式為：幀頭+數據+幀尾+校驗和，數據傳輸過程中在任何一點出現錯誤，應立即給出錯誤指示，中止進行下一步操作。

3.1.2 存儲應用程序模塊

AT91SAM 7S512芯片內部FLASH總大小為512Kbytes，共有兩個單元，每個單元為256Kbytes。第一個存儲單元的地址范圍為：0x100000 - 0x13FFFF，第二個存儲單元的地址范圍為：0x140000 - 0x17FFFF。每個單元均有獨立的FLASH控制器，EFC0和EFC1。利用對FLASH控制器的操作，可進行ARM內部FLASH的讀，寫及擦除操作。現將應用程序的鏡像文件存儲在第二個FLASH單元中，起始地址為0x140000 。EFC1的基地址為0xFFFFFF00，EFC1的寄存器見表1。

設計流程：bootloader接收到應用程序鏡像文件后，將數據以一個PAGE（256字節）的大小為一組依次寫入AT91SAM7S512內部FLASH，對AT91SAM7S512一個PAGE寫操作的流程如圖5所示。

可靠性設計：存儲應用程序的可靠性主要體現在數據應完全正確寫入AT91SAM7S512內部FLASH，因此設計中在對每個PAGE進行寫操作前和寫操作后，均需通過MC_FSR寄存器檢查內部FLASH是否空閑，除此之外在每個PAGE寫完成后可增加適當的延時，確保數據完全寫入。

3.1.3 加載應用程序模塊

加載應用程序模塊的主要功能為將ARM的操作地址跳轉到應用程序入口。

設計流程：ARM上電或復位后，在一定時間內沒有接收到更新應用程序請求后，bootloader將ARM的操作地址跳轉到應用程序的入口地址0x140000，運行應用程序。將操作地址跳轉到0X140000地址處，使用的匯編指令為：ldr pc=0x140000。

可靠性設計：加載應用程序模塊的可靠性設計主要體現在bootloader能夠準確、快速將操作地址跳轉到0X140000處，并且應用程序能夠可靠運行，不受bootloader的干擾。因此在bootloader設計中應禁止軟件看門狗功能，防止應用程序還未完全啟動而系統自動復位；其次應嚴格設定bootloader判斷是否有更新應用程序請求的時間，最好控制在10ms內。

3.2 應用程序設計

在應用程序設計中，為使bootloader成功加載到應用程序，應用程序在使用編譯器生成鏡像文件時，必須將編譯器的ROM地址設置為0X140000。本設計采用的編譯器為ADS1.2，編譯器的ROM設置如圖6。

為保證應用程序的高速、可靠運行，在應用程序設計中，應將應用程序從FLASH中完全復制到SDRAM中，本部分代碼需在應用程序啟動代碼（.S文件）中完成。

4 結論

本文淺談了通過RS232串口更新ARM芯片AT91SAM7S512程序的基本設計思想及設計方法。通過對一些關鍵點進行可靠性設計，使設計具有較高的實用性，能夠直接應用到工程中。本設計思想具有一定的擴展性，可以應用到多種微處理器中，如單片機、ARM等。其次也可應用于多種接口中，如RS422接口，CAN接口、以太網接口等。

參考文獻

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