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电子通讯设备的可靠性设计分析

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曾俊键

摘要：可靠性设计在电子通讯设备的设计和生产中占据重要地位，提高电子通讯设备的可靠信不仅可以使产品性能显著提升，吸引更多用户，更能促进成本的降低，从而令企业在激烈的市场竞争中占据领先地位。电子通讯设备的可靠性需要从电子元件、设计技术以及生产工艺等多个角度入手，本文对如何提高电子通讯设备的可靠性进行了探讨。

关键词：电子通讯设备可靠性设计

1电子通讯设备可靠性设计的必要性

电子通讯设备作为广受重视的新兴技术产业，渗透在手机、平板电脑等众多与人们的生活息息相关的领域，电子通讯设备提供的巨大便利已经导致人们的日常工作和生活无法离开电子通讯设备。电子通讯设备的行业竞争日趋激烈，用户在选择电子通讯设备过程中的首要考虑因素就是设备的可靠性。电子通讯设备的可靠性体现在设备性能、稳定性、散热性、故障率以及外观等众多方面，不断研发和应用新型技术实现电子通讯设备性能、体积与重量的最优是相关研究人员应重点关注的问题。

电子通讯设备的可靠性贯穿于设备的整个生命周期，包括产品的设计、制造、安装、使用以及后续的保养维修等。电子通讯设备在使用期间的质量、性能以及产品寿命等都是设备可靠性水平的体现。随着用户对电子通讯设备使用需求的提升，电子通讯设备日益朝着智能化、便捷化以及多功能等方向发展，这就要求电子设备元器件必须具备更高的质量，并实现更快的更新换代，在选择电子设备时也应具有更高的科学性，可以利用降温手段使元器件的使用效率有效降低，从而为电子设备的可靠性提供保障。

2电子通讯设备可靠性的影响因素

（1）机械条件。电子通讯设备在使用中，处在不同的机械环境下所受到的元件损害程度各有不同。不同的运载工具会带来不同的冲击或是振动等机械影响，从而对设备造成影响，引发电子设备的结构变形或是元器件受损失灵等问题。

（2）生产条件。设备的生产条件包括厂房车间的设备运作状况、生产能力、制造技术、生产工艺以及管理水平等，只有生产设备稳定运作并且其他各类生产要求都符合标准时才能确保生产出的电子设备具有高度可靠性。

（3）气候环境。气候条件包括温度、气压、光照以及空气质量等，电子通讯设备受气候因素的影响较大，气候对设备造成的影响包括结构的损坏、元件不再灵活以及电气性能降低等，严重的情况甚至会导致电子通讯设备无法正常运作。例如大部分手机处于湿度較大的环境中时，手机的性能都会或多或少的受到损害。

（4）电磁干扰。处于工作状态下的电子设备不可避免的会受到周边环境各种电磁波的影响，因而设备内部或是外部就会被干扰而导致电子通讯设备的噪声增大或是中断工作等故障。

3电子通讯设备可靠性设计的技术构成

3.1元器件控制技术

电子通信设备中元器件是十分重要的构成部分，元器件的性能高低直接决定了电子通讯设备的可靠性，因而有必要提高电子元器件的生产和组装质量，使电子元器件可靠性得到保障的同时减少耗费的电子元器件的种类和数量，从而降低制造与维护成本，并使电子设备的使用周期得到有效延长。

3.2降额设计技术

当电子元器件或电子设备承受的工作压力高于其额定值时，电子元件或设备很容易就会发生故障，为了保证元件或设备的可靠性，应考虑合理设置额定值，一旦元件或设备所承受的工作压力高于额定值或是远远低于额定值，则会导致很高的故障率，因而在电子通讯设备可靠性设计中应重点研究降额设计方式。

3.3余度设计技术

余度即电子设备具备多套能实现既定功能的单元，余度设计可以保证一旦电子设备丧失了某一单元会有其他单元代替该单元发挥功能，若所有单元功能都失去，则整个设备的功能才会丧失，因此余度设计可以有效提升电子通讯设备的可靠性。然而余度设计技术的不足之处也较为明显，由于余度设计会引入崭新的设备单元，从而不可避免的会使设备体积与重量增加，同时带来了成本的提升。通常在其他设计技术无法满足可靠性要求时才会考虑采用余度设计技术。

3.4健壮设计技术

健壮设计的内涵是根据用户需求，结合质量功能进行次设计、QFD等优化设计方案，并最终实现设计的低成本、高稳定性以及系统性。对于制造周期或是使用环境容易发生较大改变的情况，健壮设计技术极为适用，并且电子设备在使用周期内参数发生变化或是结构发生老化时都比较适合采用健壮设计技术。健壮设计的具体方法包括FMEA、DOE以及QFD等。

3.5精简设计技术

电子通讯设备应在确保功能需求能被满足的基础上尽量保证较少的设备单元数目。研究人员在进行可靠性模型实验后发现，越少的设备单元数目可以带来越高的设备可靠性，因而在电子通讯设备的设计中简化设计技术是十分必要的，精简设计不仅可以使设备可靠性得到提升，而且可以降低电子通讯设备的成本投入。

4电子通讯设备可靠性设计的发展方向

由于人们日常生活中用到的电子设备种类和数量越来越多，不同设备之间不可避免的