第六章 微机系统的可靠性设计.pdf

第六章 微微机机系系统统可可靠靠性性设设计 计 浙浙江江大大学学光光电电系 系 王晓萍 第六章 微微机机系系统统可可靠靠性性设设计计  6.1 可靠性概述  6.2 硬件可靠性设计  6.3 软件可靠性设计  6.4 数字滤波技术 6.1 可靠性概述  6.1.1  噪声与干扰  6.1.2 可靠性与电磁兼容性  6.1.3  噪声的耦合方式 6.1.1  噪声与干扰  1. 噪声与干扰 n 噪声是原因，干扰是后果；噪噪声声是是无无法法消消除除的 的，它只能被削弱到一定 程度，直到它不产生干扰。  2. 电磁骚扰和电磁干扰 n 电磁骚扰是电磁噪声、无无用用信信号号或或传传播播媒媒介介 自自身身的的变变化 化。 n 电电磁磁干干扰扰是是指指由由电电磁磁骚骚扰扰引引起起的的设设备备 、传输通道或系统性能的下降。 3. 噪声源与受扰体 n 噪声源也称干扰源，如雷电、继继电电器 器、可控硅、电机、高频时钟等， du di  用数学描述的特征是 或 较较大大的的地地方方都都可可能能是是干干扰扰源 源。 dt  dt  n 受扰体：受到干扰危害的装置、设设备备或或系系统 统。如A/D、D/A、单片机、 弱信号放大器等。  6.1.1  噪声与干扰 4. 噪声的种类 n 按传导方式分类：差差模噪模噪声 声、共模噪声； n 按产生原因分类：放放电噪电噪声 声、高频振荡噪声、工频噪声和 辐射噪声等； n 按噪声性质分：持续持续正弦正弦波波 、偶发脉冲、脉冲序列等。 6.1.2 可可靠靠性性与与电电磁磁兼兼容容性 性 n 可靠性：指在一定条件下，在在规规定定时时间间段段完成规完成规定定功功能能的 的 能力。 n 一定条件：包括环境条件 （温温度 度、湿度、振动、电磁干扰等）、 工作条件 （电源电压、频率、负负载载等 等）、操作和维护条件 （开  关机、维修等）； n 规定时间：可靠性指标参数。 ÿ 平均无故障时间（MTBF：MeMean anTimeBetweenFailures ）  ÿ 平均维护时间（MTTR：Mean Timeto Repair） 6.1.2 可可靠靠性性与与电电磁磁兼兼容容性 性 1. 电磁兼容 （EElleectctroromamagngnetetic ic Compatibility：EMC） n 设设备备或或系系统统在在所所处的处的电磁电磁环境环境中能中能正常正常工作 工作，同时不对该 环环境境中中其其它它设设备备和系和系统产统产生不生不能承能承受的受的电磁电磁干扰干扰的能的能力 力。 n 电电磁磁兼兼容容性性包包括括两方两方面的面的含义 含义：  ÿ 电磁干扰 （ElEleeccttromaromagneticgnetic Interference:EMI）：指设 备或系统通电后，因因电磁电磁感应感应所产所产生的生的电磁电磁波对波对周围周围电电子 子 设设备备或或环环境境造造成成的电的电磁干磁干扰 扰。  ÿ 电磁耐受 （ElEleeccttromaromagneticgnetic   Susceptibility：EMS）： 指指设设备备或或系系统统本本身对身对周围周围环境环境中的中的电磁电磁干扰 干扰，应具有足够 的抗御能力。  6.1.2 可可靠靠性性与与电电磁磁兼兼容容性 性 2. 电磁兼容标准 n 世世界界各各国国特别是发特别是发达国家对电磁达国家对电磁兼容十分重兼容十分重视 视，使得电磁兼容 技术得到了迅速发展，并纷纷并纷纷制订了电磁制订了电磁兼容的检测认兼容的检测认证标准 证标准。 n 如欧共体成员国关于EMC法法律性指令 律性指令 （89／336／EEC指令） 要要求求所所有有投放市场投放市场的电工电子产的电工电子产品 品，均要求进行EMC认证。  n 美国联邦通信委员会（FeFedederalral  cocommmmununiicacattiionons s  Commission，简称FCC）颁布了一颁布了一系列有关 系列有关EMC的法规；任 何何想想出出口口到美