可靠性与抗干扰技术概述培训课件.ppt

 第一章 可靠性与抗干扰技术概述 谈英姿 tanyz@seu.edu.cn 东南大学自控系工业自动化教研室 精品 本章主要内容 研究抗干扰技术的重要性 可靠性概念 微机测控系统可靠性设计任务与方法 电磁兼容性设计及常用术语 干扰的分类 干扰的耦合方式 单片机测控系统可靠性设计的主要途经 精品 可靠性概念 可靠性定义及其定量描述 可靠性的经典定义：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。 描述可靠性的定量指标： 可靠度 失效率 平均寿命 系统的可靠性模型 串联结构模型 并联结构模型 混联结构模型 K/n 系统 精品 可靠度 可靠度是产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率，一般记为R。它是时间的函数，故也记为R（t）,称为可靠度函数。  如果用随机变量T表示产品从开始工作到发生失效或故障的时间，其概率密度为f（t）如上图所示，若用t表示某一指定时刻，则该产品在该时刻的可靠度 精品 失效率 失效率：失效率是工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。一般记为λ,它也是时间t的函数,故也记为λ(t),称为失效率函数,有时也称为故障率函数或风险函数. 　　 精品 平均寿命 平均寿命：平均寿命是寿命的平均值，对不可修复产品常用失效前平均时间，一般记为MTTP，对可修复产品则常用平均无故障工作时间，一般记为MTBF。它们都表示无故障工作时间T的期望E（T）或简记为t.当产品的可靠度为R(t)时，平均无故障时间可表示为： 精品 串联结构模型 串联系统可靠性：串联系统是组成系统的所有单元中任一单元失效就会导致整流器个系统失效的系统。假定各单元是统计独立的，则其可靠性数学模型为： 式中，Rs(t)——系统可靠度；Ri(t)——第i单元可靠度 精品 并联结构模型 并联系统可靠性：并联系统是组成系统的所有单元都失效时才失效的失效的系统。 并联系统对提高系统的可靠度有显著的效果 精品 混联结构模型 混联系统是由串联和并联混合组成的系统。 混联结构应用较多的是双重结构，又叫备份系统。有如图1.2-7所示的三种结构形式。 精品 混联结构模型 精品 混联结构模型 精品 K/n 系统 精品 使用条件 连续使用 一次使用 可否修复 可修复 不可修复 可修复 不可修复 维修种类 预防维修 事后维修 用到耗损期 一定时间后报废 预防维修 ? 产品示例 电子系统、计算机、通信机、雷达、飞机、生产设备 家用电器、机械装置 电子元器件、机械零件、一般消费品 实行预防维修的零部件、广播设备用电子管 武器、过载荷继电器、救生器具 保险丝、闪光灯雷管 常用指示 可靠度、有效度、平均无故障工作时间、平均修复时间 平均无故障工作时间、有效寿命、有效度 失效率、平均寿命 失效率,更换寿命 成功率 成功率 各类产品常用的可靠性指标 精品 微机测控系统可靠性设计任务与方法 可靠性设计的任务 元器件本身的性能与可靠性 系统结构设计 安装与调试 外部电气条件 外部空间条件 外部机械条件 可靠性设计的一般方法 元器件级可靠性措施 部件及系统级的可靠性措施 外 内 精品 元器件级可靠性措施 严格管理元器件的购置、储运； 老化、筛选、测试 降额使用 选用集成度高的元器件 精品 部件及系统级的可靠性措施 冗余技术 电磁兼容性设计 信息冗余技术 时间冗余技术 故障自动检测与诊断技术 软件可靠性技术 失效保险技术 精品 电磁兼容性设计及常用术语 所谓电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）是指电子装置在预定的工作环境条件下，既不受周围电磁场的影响，也不影响周围的环境，不发生性能变异或误动作，而按设计要求正常工作的能力。 EMC不等式： 干扰源强度＊传播衰减因子设备抗干扰能力 电磁兼容标准的内容 EMC常用术语 精品 电磁干扰现象 开关电源 数字脉冲电路 数字视频设备 220AC 精品 形成干扰的基本要素 干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可 能成为干扰源。 传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传 播路径是通过导线的传导和空间的辐射。 敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC， 弱信号放大器等。 精品 常见干扰源 无线通信 雷电 脉冲电路 ESD 感性负载通断 直流电机、变频调速器 精品 电磁兼容标准的内容 电磁兼容标准 干扰发射 敏 感 度 传 导