电路的可靠性设计精选(九篇)

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第1篇：电路的可靠性设计范文

关键词：高速公路；计重设备；稳定；运行；要点分析

一、计重设备不稳定的危害

从2003年我国高速公路实施计重收费以来，计重设备的可靠、准确运行就成为了高速公路收费系统中一个重要组成部分。因为，计重设备的准确无误运行，直接决定着过往车辆计费的准确性。当一辆车辆被计算出高额通行费时，司机极大可能会有复称的要求，且容易引起其它争议，这不仅会降低收费站车道的通行效率，也会对高速公路的服务质量水平造成一定的负面影响。此外，难免还会造成高速公路通行费征收中的隐性经济损失。

为了确保计重设备的稳定运行，国家技术监督局下达强制指示，高速公路计重设备必须每年进行两次检定。但是，这也不是万全之策，难以保障设备的稳定性和计费计算的准确性。在实践中，由于通行费的称重计费错误，使过往司乘人员与收费工作人员引发争议及矛盾的现象屡见不鲜。

众所周知，货车通行费的计算不仅与行车里程和车货总重有关，而且还与计重设备传输给收费计算机的车辆数据有关。例如，当计重设备判断的车轴类型发生错误时，即使称量准确，计算出的通行费也有可能发生错误。再有，当计重设备出现分车不清、错误分车、甚至数据传输错误时，更不可能计算出准确的通行费。

如果计重设备发生系统故障，收费员很容易发现并报修。但是，当计重设备不稳定，或者受到强干扰产生偶发性差错时，往往难以发现。即使发现并报修后，维护人员在现场看到的也多半是一台正常设备，无法判断差错发生的原因究竟是设备不稳定，还是偶尔受到强干扰所致。

二、计重设备的故障因素和解决措施

1.红外分离器方面

主要应考虑足够的检测距离，要确保它在恶劣气候如浓雾、雨雪等天气条件下正常工作。由于称重设备在露天环境下，来往的车辆尾气、油泥以及灰尘等污物经常会沾染红外分离器的玻璃，因而导致红外分离器光线投射效果下降，造成车辆分离错误。外表玻璃最好换装加热玻璃以避免水雾形成。经常检查底脚固定螺丝，使两根光幕管位置保持良好对位。由于光幕管位置离收费岗亭较远，不易观察，要特别留意个别司机故意遮挡光幕管的情况。要定期安排人员检查红外分离器的清洁状况，及时清洁表面。

2.轮轴识别器

轮轴识别器由一组检测单元组成，当车轮压上轮胎识别器时，被压的检测单元触点闭合。称重处理器根据闭合单元的数量，判定轮胎数。根据同一单元被压的次数来识别轴数。根据基本信息组合得到所需的相关信息。计重设备轮轴识别器长期在露天工作，受到日晒、雨淋、大雪等恶劣天气和超重车辆碾压的影响，经常发生无重、拆分轴不准确等故障，给收费站的工作带来了很多不便，容易激发与司乘人员的矛盾，同时也给设备维护工作带来了很大难度。所以应该定期安排人员对车道上的每个轮轴识别器检查，发现问题，及时更换。

3.称重平台的计重传感器以及平台的表面平整度

传感器和轮轴识别器一样，都有使用寿命，需定期检测，发现问题及时处理。另外，称重收费的理想状态是车辆水平、匀慢速地通过称重平台。因此，保持收费车道的平整度十分重要，称重平台的表面一定要水平。若有坡度就会使车辆产生势能，影响称重精确度，而且这个影响是直接的、长期的，所以应该定期安排人员检查称重平台的平整度，发现问题，及时校正。

4.控制箱

这是比较容易被忽视的地方，控制箱一般安装在收费岛上的露天位置，如果保护措施不到位，容易产生漏电。所以应该定期检查，发现积水和积尘一定要立刻清除。电源线及数据线需用高质量套管以防小动物的破坏。

5.人为因素

个别司机会利用一切可能，千方百计地琢磨怎样在通过计重设备时减轻车重。比如有的司机尽量靠近边道外侧行驶，使一侧车轮不从称重板上压过，不仅减轻车货重量，而且还导致压坏路沿石，撞坏护栏、收费岛头等；有的超载车辆通过秤台时采用变换车速、S型行驶、反复进退等手段，总想找出称重规律以减轻重量；甚至还有司机搭板过秤，逃交通行费。这就要求收费站工作人员在日常工作中要细致观察，及时制止，以减少这些不规范过秤行为的发生。

总结

综上所述，计重收费设备作为高速公路收费系统的组成部分，其稳定性的重要作用愈发凸显。为此，高速公路机电设备维护人员，要保持高度的责任感，不仅要掌握先进的维修技术，同时还需形成预防性维护保养的观念，保持定期检查与保养设备的习惯。同时，最好定期组织车辆进行计重自测，以便随时了解和掌握设备的稳定性。总而言之，计费称重设备是高速公路实施收费的重点要素，我们应在努力做好设备的维护和保养，进一步提高设备的稳定性，使计重设备高效、稳定地为高速公路事业贡献力量。

参考文献：

[1] 张春芳. 计重收费――高速公路通行费征收的新选择[J]. 交通世界(运输.车辆), 2006, (04).

第2篇：电路的可靠性设计范文

[关键词]：消防 电子产品 可靠性 设计

中图分类号：D035.36 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

我国的消防工作贯彻预防为主、防消结合的方针。随着科学技术水平的不断进步，很多高科技的消防产品被应用到了火灾的预防中。其中以火灾自动报警产品的使用最为广泛。为保证消防电子产品稳定的发挥保护作用，对于其可靠性的设计至关重要。在进行产品设计的时候，设计人员必须对可靠性设计的理论知识和实现方法有全面的了解和掌握，并在设计中充分运用这些知识，才能有效提高产品的可靠性。

二、消防电子产品的可靠性设计时要注意的问题

1、产品的结构和电路的设计应遵循简单有效的原则。

2、要尽可能使用成熟经典的结构和电路。

3、功能组件要按照功能化、积木化、标准化的原则构建。

4、在必须使用新设计的时候，要使其标准化，并特别注意其继承性。

5、可能时尽量选择数字电路和集成电路，对于逻辑电路要先对其进行状态简化。

6、设计时应同时兼顾产品的性能指标和可靠性指标。

7、尽可能使用传统的工艺和已经固化的操作方法。

8、要不断使用新的可靠性设计技术。

三、电子元器件的选择和使用

1、元器件的选用原则

元器件的选择要符合下述原则:

（1）结合产品的设计功能以及使用环境的要求，选择与匹配的元器件。

（2）根据元器件的极限值采取降额设计的方法保证元器件使用寿命。

（3）按照产品要求选择符合国家元器件技术标准并具有检测报告的元器件。

（4）在进行产品设计时，尽量使用标准元器件，简化品种数量。特别是对大批量生产的产品，这是最重要的原则。

（5）必须使用非标元器件时，要进行严格的审查验收，并符合批准程序。

（6）制定元器件的采购技术手册，规范对元器件采购的技术要求。

2、器件封装结构和质量等级的选择

（1) 器件封装结构的选择

环氧树脂塑封器件属于非气密性结构, 容易受潮、盐雾和受到其它腐蚀性气体的腐蚀而失效。因此, 对于此类器件的使用环境有非常严格的要求。如果要求较高的环境适应性，则应当对器件采用金属、陶瓷或者是熔点低的玻璃进行封装。在环境清洁、温湿度能够有效控制并且没有腐蚀型气体的环境下，也可以使用塑料密封元器件。

（2) 质量等级的选择

元器件的质量好坏对于其失效率有直接的影响。对于不同的质量等级对应的元器件的失效率的影响程度和质量系数是各不相同的。在规定中按照分类对元器件分为A、B、C、三个质量层。每一个质量层又包含了很多质量等级。不同的等级对应这不同的质量数值。

（3）质量等级的选择原则为

①对可靠性要求比较高的产品, 要首先考虑已经通过了生产许可证并且有QPL的元器件。

②关键件、重要件、分配可靠性高、基本失效率高的元器件应当选用质量等级高的元器件;

③没有特殊要求的其它元器件可以根据生产执行标准, 参照国标中质量等级顺序选用。

四、降额设计

1、概念

所谓降额设计, 就是使元器件工作在比额定值低的状态的一种设计技术。为有效地提高元器件的使用可靠性并提高元器件的使用寿命，要降低施加在元器件上面的工作应力。对于降额的量值要通过综合测试而确定，要在保证电路正常可靠工作的同时，还要保持其所需要的性能。降额的措施可以根据元器件的不同类型不同规定具体而定。例说，电阻降额就是降低使用功率和额定功率的比值；电容降额是使工作的电压低于额定的电压；对于接触原件，则要降低张力、扭力、温度和其他特殊应用相关的限制。

电子元器件的降额，要控制在最佳的降额范围之内。在这个范围内的元器件的工作应力变化对失效效率有非常明显的影响。设计中也便于实施，不需要对设备的重量、体积和成本等方面投入过多。因此，要结合元器件的实际应用情况确定相应的降额水平。如果降额不够会使元器件失效率过大，达不到对其可靠性的设计要求。反之，如果降额过度，设备的设计会发生困难，并会在设备的重量、体积、成本等方面支付过高的成本，甚至可能造成元器件数量的增加，反而会降低设备的可靠性。

2、 降额设计要注意的问题

（1）当元器件的负荷应力不能降额或者对最大的降额有限制的时候，比如电子管的灯丝电压，不能强制进行降额设计，否则会损失元器件的使用寿命。

（2）一些元器件即使降额一定程度也不能实现预期的效果。如薄膜电阻器的功率减额到10%以下时,或者一般二极管的反向电压减额到最大反向电压的60%以下的时候, 失效率就不会再继续降低。

（3）对于一些类型的电容器降额可能发生低电平的失效。也就是说降额会使失效率升高，这显然并非降额的目的。

五、漂移补偿设计

产生漂移的原因主要是元器件的参数标准值与实际数值存在公差、环境条件变化对元器件性能产生影响或是使用在恶劣环境而导致元件性能退化等因素。

如果元器件参数值发生的漂移超出其设计参数范围, 就会使设备或系统不能完成规定的功能。漂移补偿设计是通过在设计阶段根据电路原理写出特性方程, 然后通过收集元器件的分布参数来计算它们的漂移范围，通过补偿使漂移结果处在设计范围内来保证设备正常使用的一种设计方法。

六、 热设计

1、元器件的布局

由于工作温度受设备的位置和设备内元器件安排的影响, 元器件的配置和布局应遵循下述原则:

(1) 各耗能元器件之间尽量保持较大的空间;

(2) 设备要安装在适用的最冷的环境之中;

(3) 要保证热敏元器件处于最冷区。

2、散热风扇的选择

(1) 散热风扇的功耗不应超过热负荷的10%;

(4) 散热风扇的安装应保证它的吸气通过设备, 而不是排气通过设备。

3、冷却剂流道设计

(1)不能够阻碍冷却剂流过元器件;

(2) 在流道中使转弯半径达到最大;

(3) 流道不能够突然扩张和收缩;

(4) 设计要保证自然对流辅助强迫对流;

(5) 采用自然对流冷却的设备, 要将其垂直安装电路板和散热片, 不能够水平安装

七、结束语

随着消防电子产品的应用范围不断扩大，其使用环境条件也变得多样化，因此对其设计可靠性的要求也越来越高。在消防电子产品的可靠性设计的时候，要注意设计常见问题，并从电子元器件的选择和使用方面入手，严把质量关，再重点注重降额设计、漂移补偿设计、热设计这几个方面，使消防电子产品的可靠性设计得到最大限度的保证。本文通过对消防电子产品可靠性设计的探讨，能够给设计和生产提供一定的借鉴和指导，有利于提高消防电子产品的可靠性和质量，进而增加产品的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]吴鹏飞，浅析消防电子产品可靠性设计措施[J]电子产品世界，2012

[2]李万达，电子产品可靠性设计的问题和解决措施[J]科技信息，2011

[3]董志刚，电子产品可靠性设计标准[M]中国机械出版社，2010

第3篇：电路的可靠性设计范文

[关键词]单片机系统 可靠性 设计

中图分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0050-01

随着科学技术的不断进步，人们对于单片机系统的设计也更加关注，不断研究出新的技术，来提升单片机系统运行的可靠性。但是其可靠性与用户需求依然存在着一定的差距，亟需对其进行完善，提升可靠性。

一、软件方面可靠性设计措施

（一）正确设计软件

1.认真设计

对于单片机系统每部分的硬件地址，要清楚明确，对于汇编语言指令以及机器状态影响要了解和掌握，对于CPU内部的RAM功能要划分正确，仔细认真编写单片机系统软件。同时，在编写中，应用软件工程做法，保证程序的透明易懂，提升可维护性和可读性。

2.合理安排中断

按照系统的具体特点，对于工段优先级和中断功能进行合理的安排，保护和恢复中断现场，防止发生中断冲突。

3.模块化结构

按照系统功能，可以将软件划分为多个模块，保证变成具有清楚的思路，便于调试和阅读，不易出错。

（二）提升可靠性具体措施

1.设计合理的软件陷阱

在运行软件的过程中，有可能会出现失控的情况，例如，受到干扰，或者程序飞逸到非程序区。所以，在重要程序段、程序断裂点、非程序区以及向量区，可以埋设陷阱，从而及时捕捉飞逸程序。

2.指令冗余技术的应用

在不对实时性造成影响的情况下，反复执行同一指令，应用三选二方式实施判定，可以消除一些偶然的干扰，从而提升可靠性。

3.NOP指令的应用

在进行单片机的地面测井仪的研制时，在对编好程序进行仿真运行时能够通过，但是写入指令时却无法运行，这是就可以将发生问题的字节用NOP代替，从而正常运行。

4.软件消抖方式

在按键操作中经常会发生意外的抖动，为了有效消抖，在处理程序内，可以通过延时再判，保证人机对话运行的可靠性。

5.直接地址的应用

固定寄存器内的Ri寄存器，可以应用直接地址来提升可靠性，所以在设计软件时，应用直接地址，防止出现误传递。

6.数字滤波技术

在测量参数的时候，可以通过数字滤波技术来消除随机干扰。例如，针对核测井信号，通过加权平滑，可以消除高斯噪声。针对井温信号，可以采用程序判断滤波或者中值滤波，提高可信度。

二、硬件方面可靠性设计措施

（一）系统合理设计

各种器件应该保证速度匹配，不能混用高、低速器件。匹配电平，CMOS和TTL接口电平应该匹配。匹配温度性能，不能混用高、低温器件。匹配可靠性等级，不能混用可靠性不同的器件。对于系统时钟要合理的选择。在保证实时性的情况下，系统时钟较低，能够降低速度要求，可以提高可靠性。对于连接件的布局和选型、器件安装结构等要合理设计。单机片系统的键盘板、接口板和主机板需要应用总线板插槽进行相互连接，插槽的工艺会影响系统运行的可靠性。因此，可以减少中间环节，用插座和插头来代替插槽。

（二）保证元器件的可靠

尽量保证元器件的可靠性等级高。筛选元器件，对于元器件要进行分级分类的使用。

（三）人-环境特性的可靠性策略

第一，按照硬件的功能，采用模块化布局，主要包括两个层次，分别是板级，以及印制板内部的单元电路。例如，将不同参数的测量电路进行划分，形成不同接口板，然后在板内将数字电路和模拟电路进行集中布局。第二，保证元器件的引线走向和布局满足信号传输特性要求。第三，在印制板的电源入口部分，增加电容，从而滤除电源干扰。第四，对于同一印制板内部的同一组电源，防止翻面走线，避免不同电源互相干扰。

第五，在继承芯片的供电引脚处安装去耦电容，提升集成芯片运行可靠性。第六，将调零电路安装到模拟输出通道，抑制输出零漂。第七，抗振设计。单机片系统中存在着较多的插拔器件，不仅要选择较好性能的插座，还应该将插座和器件固定在一起，例如涂敷高温硅胶和应用金属卡等。还可以应用晶振，提高可靠性。第八，设计低功耗系统。通过低功耗设计和加装保温瓶，可以适应高温环境。将单机片系统应用于下井仪中，因为恶劣的散热条件和有限的安装空间，可以简化设计，运用高集成低功耗的元器件。CPU和其他期间应该保证是军品级别，保证正常工作。

第九，当辐射对微电子器件产生影响后，会造成漏电流和表面翻转，为了改善这种情况，可以应用在通讯和航天领域应用比较广泛的GaAs的单片微波集成电路。现阶段，在石油测井行业，还没有出现辐射影响单片机系统运行可靠性的情况，但是也需要重视这方面的因素，从而提升可靠性。

结语：

综上所述，针对于单片机系统，为了保证其运行的安全性和可靠性，需要从软件和硬件两个方面入手，进行合理的设计，提升其运行的可靠性。在软件系统中，需要认真的设计软件，通过一些高新技术的应用，提升软件设计质量，进而提高可靠性。对于硬件，应该选择一些性能优良的硬件设备，降低各种因素的影响，从而提升运行安全性。结合软件和硬件两个方面，综合设计单机片系统，全面提高其运行的可靠性。

参考文献

[1] 孟相武，程劲，罗克露，韩淙.基于Linux的高可用集群系统的设计及实现[J].电子科技大学学报，2005（04）.

[2] 龚征华，施丹，沈国海，王志南.基于嵌入式单片机的角度自动控制系统的可靠性设计[J].船舶，2007（05）.

[3] 唐纬，吴耀庭，葛善锋，宋明，彭乐龙，徐殿平，张圣，刘洋.终端产品常用通讯接口的可靠性设计（续）[J].质量与可靠性，2006（06）.

第4篇：电路的可靠性设计范文

【关键词】高可靠;宽温度范围;可靠性设计;晶体滤波器

随着晶体滤波器的广泛应用，对器件的性能指标和抗恶劣环境的能力也提出了更高的要求，尤其是航天航空等事实领域更是严格。晶体滤波器在接收机中起着信号选择作用，是一种频率控制器件。

为满足用户环境适应性和其它特殊高可靠的要求，我们研制了一种高可靠宽温晶体滤波器。

1.技术指标

标称频率：28.012MHz，3dB宽度：32kHz±2kHz，带内波动：≤1.0dB，矩形系数：BW70dB/BW3dB≤2.5，插入损耗：≤4dB，寄生抑制：≥60dB，阻带衰耗：≥80dB，外形尺寸：25mm×20mm×9mm，工作温度范围：-55℃～105℃。

环境要求：盐雾、机械冲击、挂机振动、自主飞行振动和室温下贮存寿命，是可靠性重点攻关项目，为确保产品性能稳定可靠，根据可靠性设计准则内容要求进行可靠性设计和预计。

2.设计及方案确定

2.1 电路设计

该滤波器的主要指标通带宽度为32kHz ±2kHz，相对带宽为1.1‰。根据单片晶体滤波器最大带宽分析，这一指标用窄带单片晶体滤波器可以实现，又因为单片晶体滤波器具有体积小，所需元件少，可靠性高等优点，是分立式晶体滤波器无法比拟的。该滤波器要求阻带衰减大于75dB，矩形系数小于2.5，从契比雪夫滤波器特性图上直接查出n=8可满足上述要求。因此选用八极点单片晶体滤波电路，如图1所示。

图1 电路图

图2 电极尺寸图

2.2 参数设计

2.2.1 晶片设计

选用Q值大于240万的Z块水晶料。切型和切角为：AT切35o19'±30"。晶片尺寸设计为φ4.5mm的圆形片。

2.2.2 电极尺寸设计

选择单频性较好的Z′方向耦合，形状设计成双面分矩形电极，采用两种电极尺寸，目的是错开寄生峰，如图2所示。

3.可靠性设计

3.1 内部结构简化设计

内部由4只两极点单片晶体滤波器、6只耦合电容和1块印制板组成，采用电阻焊封装形式，晶体焊接时，金属外壳直接与基座相焊接固定，实现大面积接地。使产品具有集成性、稳定性高、可靠性好等特点，如图3所示。

图3 内部结构

3.2 抗盐雾试验的环境防护设计

这项试验对元器件的破坏主要表现为：元器件表面的化学反应方面，即通常说的“腐蚀”。抗盐雾性能低会造成元器件的可焊性变差，还会导致密封不良，造成电性能指标变差。所以在设计金属外壳和基座镀层材料时，选择化学性能稳定的镍，要求镀层的致密度和厚度能够抗盐雾。

3.3 抗机械冲击、挂机振动、自主飞振动试验的环境防护设计

这些试验项目是模拟整机在现场环境下出现的振动、冲击对器件的影响，功率谱密度表示不同频率施加的机械应力。显然这种振动、冲击会使元器件产生因机械缺陷、机械变形等导致的失效模式。如晶片断裂、引线断裂、部件变形等引起的开路、断路、漏气、性能指标变差等，采用可靠性设计防护设计如下：

3.3.1 设计小面积晶片增强抗振性。在石英晶片外形尺寸的设计上，不仅要考虑避开三种寄生耦合振动，而且要考虑其可靠性。我们曾做过试验比较φ4.5和φ5.5两种直径的晶片，在寄生振动和抗振动方面的差别，结果是φ4.5直径的晶片在上述两方面都要优于φ5.5直径的晶片，同时晶片直径小又符合经济性，所以我们选择直径为4.5的晶片设计结构。

3.3.2 采取选择优质的水晶材料和抗机械疲劳的基座、外壳材料。

3.3.3 采用二次封装设计结构，有效保护振子，使产品经过严酷振动、冲击后，振子不出现裂纹、断裂等防护设计。

3.4 室温下贮存寿命的环境防护设计

减小老化率提高产品的长期稳定性，控制产品内部水汽含量小于5000ppm和满足105℃（1000h）的寿命试验，来保证室温下贮存寿命不少于18年要求。

3.5 元器件、零部件的选择与控制

可靠性主要从设计、材料选择、工艺控制、可靠性试验几方面来保证。

该滤波器及构成滤波器的滤波晶体都采用金属外壳、电阻焊封装形式，封装时都在抽真空，冲高纯氮的情况进行，这种二次封装不但保证了产品的密封性，同时使产品的长期频率稳定性得到改善。内部元件用电路板连接，滤波晶体的外壳直接与滤波器基座相焊接固定，实现大面积接地，这样即能提高产品的可靠性又改善了滤波器的阻带衰耗指标。

4.实测数据

项目名称 指标要求 实测结果

标称频率（MHz） 28.012 28.012

通带宽度（kHz） 32±2 32～33.5

通带波动（dB） ≤1.0 0.3～0.6

插入损耗（dB） ≤3.0 1.0～1.2

寄生抑制（dB） ≥60 85～95

矩形系数 ≤2.5 2.0～2.2

5.创新点

5.1 采用二次电阻焊封装形式，具有可靠性高、抗振性强、密封性好的特点。

5.2 采用单片八极点串联电路形式，具有插入损耗小，选择性好的特点;

5.3 优化设计工艺参数，具有在宽温度范围内频率稳定可靠，同时满足贮存寿命18年的要求。

6.结束语

本文论述的可靠性设计是今后电子元器件产品设计中的关键，在性能指标满足使用的同时，也要保证能抗击各种恶劣环境及提高储存寿命的要求。

参考文献

[1]李忠诚.现代晶体滤波器的设计[M].国防工业出版社， 1981.

[2]冯致礼，王之兴.晶体滤波器[M].宇航出版社，1987.

第5篇：电路的可靠性设计范文

【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.

【关键词】航空；设备；可靠性；技术

【Keywords】aviation； equipment； reliability； technology

【中图分类号】V243.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0141-02

1 引言

随着我国整体科学技术的不断发展，以及近年来在航天事业上的巨大发展，在航天产业中具备极大影响的电子通信设备其可靠性越发的受到人们的重视。目前众多的电子通信生产企业在其生产理念上，已经逐渐建立起了以切实检验手段来进行产品质量保障的体系，可靠性、质量已经成为设备使用者的最重要的关注点。在此背景下，论文围绕航空电子通信设备的可靠性，分三部分展开了细致的分析探讨，旨在提供一些该方面的理论参考，以下是具体内容。

2 航空电子通信设备可靠性设计的重要意义

2.1 是通信电子设备使用寿命的直接影响因素

首先基于航空事业其本身的特点，往往使用的周期很长，这也就要求航空电子设备具备很长的使用周期。而电子通信设备的可靠性设计便是电子通信设备使用寿命的最直接影响因素。从整体上观察，电子通信设备的设计、安装以及使用和后期的维修过程，可靠性都参与其中，因此也可以说目前在通信电子设备设计上可靠性已经成为一个设计的重点所在。

2.2 是信息时代人们对电子通信设备的基本需求

随着我国科学技术的整体抬头，目前市场上的电子通信设备也越发的多元化和多样化。而随着通信电子设备数量的增多，在航空事业方面对通信电子设备的选择要求也就相应提升，除了要求通信电子设备满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，因此航空通信电子设备的可靠性设计是时代背景下的一个客观要求。

3 航空电子通信设备可靠性的主要影响因素

3.1 制造技术及制造条件的影响

在航空电子通信设备可靠性方面的影响因素，首先便是生产航空电子通信设备的制造技术以及制造的条件。就目前的航空电子通信设备发展趋势进行观察，便捷化、智能化以及多功能化是未来的发展趋势，而要实现这一趋势就必须在航空电子通信设备的生产环节，保障一个良好完整的生产体系。目前存在着一部分生产厂家，在生产中并不具备完备的生产的条件，进而难以保障航空电子通信设备的生产质量，在可靠性方面就会存在一定不确定性。

3.2 恶劣天气的影响

因为航空电子通信设备的使用往往位于外界，而地球的环境十分多变，在太空更是会受到诸多的宇宙因素影响。雷电天气、雨雪天气等都会对航空电子通信设备产生一定干扰和破坏，影响设备的正常工作状态，而这些因素便会对航空电子通信设备的可靠性产生一定的影响。

3.3 外界电磁的影响

航空电子通信设备在使用原理上，电磁波是其最为主要的一环，但是在航空电子通信设备使用时常常会受到一些外界电磁的影响。地球本身就是一个巨大的磁场，而这些电磁场中的电磁波所产生的辐射，便会对航空电子通信设备的正常工作产生一定的影响，进而对航空电子通信设备的可靠性造成了影响。

4 保障航空子通信设备的可靠性措施

4.1 不断优化、简化电子线路

不断进行航空电子通信设备电子线路的优化和简化，便可以极大化的减少外界磁场对航空电子通信设备可靠性的影响。而在航空电子通信设备可靠性设计时，必须在满足基本的航空电子通信设备功能以及质量的基础上，通过不断地进行技术创新，实现制造流程的优化，从而达到航空电子通信设备电子线路的简化和优化，具体而言可以从以下几个方面入手：①在元器件的使用通道设计上，可以设计为几个元器件共同使用一个通道，进而实现线路通道的减少[1]；②在元器件的使用数量上，可在保障基本功能之上，通过技术创新，尽可能减少对元器件的使用数量；③在设备组成上，尽可能使用软件对硬件进行代替；④对于设备中的一些模拟电路可使用数字电路进行代替。但在整体的线路简化、优化的过程中必须注意，不能为了最大化的简化路线，而导致元器件在使用过程中出现集成电路板被过载烧坏的现象，更不能将一些成熟性不足的技术和设计方案使用到航空电子通信设备电子线路的优化和简化中。

4.2 深化低耗功率设计

目前在航空电子通信设备可靠性提升设计方面，低耗功率设计已经得到了一定的应用，但是从整体上进行观察，低耗功率设计还有很大的进一步深化空间，因此在提升航空电子通信设备可靠性方面，可以进一步对低耗功率设计进行深化。从航空电子通信设备性能上进行观察，航空电子通信设备正逐渐朝着高密度化以及微型化的方向发展，而这一趋势直接导致了航空电子通信设备中元器件数量的增多以及集成电路在能耗方面的提升，进而在航空电子通信设备的使用过程中持续发热的现象越发凸显，而这一问题就可能会导致，航空电子通信设备使用可靠性受到影响。因此在目前已有的低耗功率设计基础上，还需要进一步深化低耗功率设计，保护航空电子通信设备电路安全，也提升航空电子通信设备的可靠性[2]。

4.3 依托维修性设计提升设备可靠性

除了设计制造环节提升航空电子通信设备可靠性之外，面对航空电子通信设备机械化工作环境和恶劣天气导致的航空电子通信设备损坏，还需要通过维修性设计，在航空电子通信设备的后期使用上提升其可靠性。具体而言，航空电子通信设备的制作人员必须保障航空电子通信设备在故障出现后的检查和拆卸十分方便；此外对于航空电子通信设备的一些元器件必须是可以在市场上买到的，不能大量使用一些不再生产和使用的元器件。

5 结语

综上所述，随着我国航天事业的整体抬头，以及通信电子设备的不断多元化和多样化，人们逐渐对通信电子设备的可靠性提出了新的要求，而通信电子设备的可靠性设计本身，也直接对通信电子设备的使用寿命产生影响，也是时代背景下的一种必然要求。航空电子通信设备可靠性方面，制造技术及制造条件、机械化工作环境、恶劣天气、外界电磁都会对其产生影响，基于这些影响因素以及结合航空电子通信设备的特殊性，不断优化、简化电子线路、深化低耗功率设计、依托于维修性设计提升设备可靠性是切实有效保障航空子通信设备可靠性的具体措施，值得相关企业充分合理地参考使用。

【参考文献】

第6篇：电路的可靠性设计范文

【关键词】电子通讯设备 可靠性设计 设计指标 实现方案

一、电子通讯设备的可靠性设计要求

电子通讯设备的可靠性，不单单涉及到元器件的设计使用，更包含降额要求、简化要求、冗余要求、健壮要求等，现分述如下。

（一）元器件的选用必须合理

无论是哪种电子通讯设备，其基本组成成分都是各种电子元器件，若是这些元器件本身没有极高的可靠性，组装出来的电子通讯设备又有何可靠性可言？

因此，在元器件的设计使用上，必须严格执行一套标准。首先，在设计上，尽量不要无谓地增加元器件的种类，使其维护与保障过程尽量单一；其次，在使用上必须尽量采用先进的元器件，并保证采购渠道的稳定性与合法性，防止元器件质量参差不齐的情况发生。

（二）设备设计时必须具备降额设计意识

所谓降额，指的是保证设备在运行过程中，内部各元器件承受的电应力或热应力不超过其额定值。通过降额，能够保证元器件工作环境的稳定，降低其故障率，进而减少整个设备出现故障的几率。

一般而言，在设计中，我们必须保证设计按照Ⅱ级降额标准进行，具体为保证通过降额设计，既能够尽量保证元器件运行的可靠性，又能够保证设备充分满足了用户的投资，即，保证降额满足设备的可靠性与性价比的关系。

（三）设备设计时必须具备简化设计意识

一般而言，设备越复杂，其可靠性越低，因此在满足设备正常使用的前提下，因保证其内部设计最简单。这一方面能有效减少故障的出现率，一方面又能保证一旦故障出现，能够以最快的速度进行维修。

其基本原则是：首先，减少单位元器件数量，降低连接复杂度；其次，单位元器件可靠性必须高；再次，尽量采用标准化单位元器件；然后，还应以模块化、集成化为要求进行设计；最后，强化软件功能，弱化硬件功能。

（四）设备设计时必须具备冗余设计意识

所谓冗余，是指设备在某一单元出现故障之后，整个设备还能通过另一单元完成整个工作流程。一般而言，该原则违背了上面三项原则，其基本理念，就是在设计过程中，能够容忍一部分单位元器件出现故障，因此，一般只有在无法进行降额、简化设计，且难以采用更具耐受性元器件时，才优先考虑这一原则。

其基本原则是：首先，根据安全可靠原则，确定冗余的等级、类型要求；其次，根据要求选用冗余方案；再次，根据冗余方案确定配置与管理手段。

（五）保证设备具备一定的健壮性

所谓健壮性，在这里指的是保证设备在使用周期内，能够容忍一定限度的内外环境变更，以最小的消耗，保证设备具备长久运行的安全可靠性。

一般设计原则可遵循QFD开发手段或三次设计手段等。

二、实现电子通讯设备可靠性设计的方案

随着可靠性设计技术的迅猛发展，产生了多种遵循可靠性设计原则的基本方案，其中有代表意义的就是电磁兼容设计、热设计、耐环境设计、软件可靠性设计等，分述如下。

（一）电磁兼容设计

该设计方案的主要内容，就是保证电子设备之间或者其内部元器件之间，不会因为电磁感应出现运行故障。

现以几个例子介绍其应用。首先，在进行电子通讯设备接地设计时，如果接地设备的频率不足1MHz，应该采取单点接地的手段，以防止环路因素引起的电电磁兼容干扰；其次，对敏感设备采取主动屏蔽电磁干扰的手段进行屏蔽设计，以良导体制屏蔽板屏蔽电场，以高导磁率屏蔽板屏蔽磁场等；在滤波设计、瞬态一致设计中，电磁兼容技术也多有涉及。

（二）热设计

热设计方案的主要内容，就是保证元器件运行不被其他元器件运行产生的热量干扰，且不会产生能够影响其它元器件工作的热量。一般热设计需要与电路、结构、维修等其它设计内容综合考虑。

现以几个例子介绍其应用。首先，对运行产生高热的设备，如CPU等，可采用风扇强迫制冷或者自然对流等手段进行散热；其次，对风扇不宜安装，却又需要强迫制冷的元器件，可以采用铜条导热，冷却铜条的间接散热方法；有时我们还需要通过加热、恒温等措施，来保证元器件的工作温度，这同样属于热设计的范畴。

（三）其它设计方案

其它设计方案主要包括耐环境设计、软件可靠性设计等。其中前者包含有三防设计，是目前比较热门的一个话题，例如索尼公司的Xperia Z手机，就采用了相应技术，其它还有抗冲击震动设计等；后者主要针对软件设计，重点在于防止软件层面的系统不稳定。

三、结束语

随着电子通讯技术的迅猛发展，人们对电子通讯设备的运行可靠性越发重视，使得厂商在设计过程中，必须充分考虑元器件的合理选用、降额设计、简化设计、冗余设计、健壮设计等可靠性设计基本要求，为了满足这些要求，就需要设计人员在进行实际设计的过程中，充分考虑到电磁兼容设计、热设计、耐环境设计、软件可靠性设计等多方面内容。

参考文献：

[1]刘颂.电子通讯设备的可靠性设计技术探讨[J].大观周刊，2012（11）.

[2]寇晓莹.电子通讯设备的可靠性设计技术探讨[J].黑龙江科技信息，2013（17）.

第7篇：电路的可靠性设计范文

关键词：雷达 可靠性 质量控制

中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0039-01

可靠性是雷达设备的基本指标，其可靠性的高低直接影响着雷达的质量及其使用效能。因此，需要对雷达的可靠性增长措施进行研究，提高雷达的可靠性并实现雷达的质量控制，保证雷达监测能够更加安全可靠。

1 提高雷达的可靠性

1.1 系统可靠性设计、论证及试验规范

确定雷达系统可靠性设计方案后应当对其进行论证，首先应建立系统的可靠性数学模型，分析计算其相关的指标，并对其不足之处进行及时的调整和优化。然后对可靠性指标进行预计和分配，检查出系统存在的薄弱环节，进行改进。如在系统方案论证阶段发现接收机可靠性是一个薄弱环节，技术人员可以将原设计方案用自动切换的双攻冗余来代替，从而达到可靠性要求。可靠性设计及试验的规范是研制雷达产品的必要文件，是可靠性设计的重要依据，因此，应当针对雷达研制制定相关的可靠性保证、维修、测试、安全等几个方面的大纲，并对其可靠性设计及试验等进行规范。在研制时将严格实施这些规范，提高雷达产品的可靠性。确定完方案后，应按照相关的标准进入设计阶段。雷达设计中有几个比较关键的提高可靠性的环节。一是冗余设计，在发射、接收、反干扰、信号处理等雷达的分系统中应当应用冗余设计。

如由64个发射组件构成的垒固态发射机，即使其中的部分组件发生了故障，整体雷达的发射也不会受到很大的影响。同时在雷达设计中应当减少一些没有实际作用且笨重的装卡具能够降低维修的难度，提高维修水平。二是环境的防护设计，雷达的可靠性需要到各种环境因素，如我国的国土广阔，地理环境差别较大，气候复杂，尤其是等高原地区，气候恶劣，地形复杂，因此在雷达的设计中需要结合这些因素来全面提高雷达的可靠性。三是减小MTTR设计，也即简化可维修设计。提高雷达的可靠性，应当保证雷达的维修简单，需要的时间短。从而保证雷达维修人员能够高效的找出雷达产生问题的原因，并及时解决，达到降低维修时间及成本的目的。

1.2 可靠性设计分析及改进

在雷达的设计过程中，应及时对系统及分系统中的可靠性及故障等进行分析，以便及时发现设计中的故障及薄弱环节，保证雷达在投入生产时能够消除存在的隐患。如雷达伺服分系统，通过分析发现雷达在受到强振动冲击时，天线启动旋转时天线未竖到位，导致齿轮打滑或损坏等故障的发生。因此设计师在分析中可以增加控保电路来避免这一故障的出现。设计师在对雷达的可靠性分析时，可以借助计算机及仿真技术来提高设计质量。如机载PD雷达，可供安装的空间比较小，而安装的结构又必须紧凑，并且尺寸方面也受到限制，在设计中很容易出现一些难以考虑到的地方，这些隐患很有可能会使得整个设计失败，不仅会浪费有限的设计时间，还会造成物力、人力的损失。但借助计算机通过结构CAD显示在计算机中可以观察到整个雷达的各部分的图示以及运行的实况，并由计算机提供出各种数据，设计人员对其进行核算和改进，提高设计的进度，保证设计能够成功。如雷达的分系统的调试还未完成时，可以通过计算机仿真提前模拟，缩短了调试的时间并保证了调试的质量。

2 雷达设备的质量控制

2.1 设备加工中的质量控制

对设备加工的质量控制，是保证雷达可靠性的重要措施，加工工艺的规范性直接影响雷达的使用性能。因此在生产的过程中应严格按照生产及检测的相关要求来进行。如元器件的选用，雷达由很多元件组成，其性能与元件有着很大的关系，选用可靠性高的元件，能够有效提高雷达的性能。因此在生产中应全面了解元件的各个因素，尤其是元件的使用寿命。元件的使用寿命应当能够满足现有的工作任务，并且能够保证元件的供货商稳定，能够得到可靠的供货。并且还应保证元件的可靠性指标，明确元件应用的失效率等级。同时在选用时应明确元件的质量及使用的范围。并且应当选用那些经过反复试验，性能稳定的元器件。同时还注意元器件的检测，在进行元件的检测时必须经过严格的筛选，原材料在入库时进行检测，保证其电源的环境承受能力符合要求。

2.2 外购雷达设备的质量控制

除了国内的雷达设备的质量控制，对于从国外购进的雷达设备，也应进行严格的质量控制，并且外国的雷达设备必须是定型设备。首先应通过军方代表以及承制方的检测并做好相应的市场调查，通过论证多个厂家，最后提交报告签订合约。在确定厂家后应与厂家进行合作，保证生产的质量，并且需要经过多次检测才能购买，并要做好与生产厂家的质量与进度的检查和协调，保证雷达的质量可靠性。

总之，可靠性是雷达设备的重要指标，必须优化雷达设计提高雷达可靠性，实现雷达设计及生产质量控制，保证雷达的可靠性，使其能够安全高效的完成日常作业。

参考文献

第8篇：电路的可靠性设计范文

关键词：军工；产品；质量管理

一、引言

随着通信技术和计算机技术的飞速发展，信息资源的网络化势在必行，国防科技情报电子化工程的全面启动标志着国防科技情报事业进入了一个新的时代————网络时代，从此，每一个国防科技情报工作者都将成为网络信息资源的提供者、使用者和管理者。无论是查询信息、提供信息还是建数据库，都将在网络环境中进行。而国防用定制化计算机一般是高性能的计算机，它可以解决一些重大挑战性问题，如核爆炸的模拟和核能研究、密码分析与破译、大气和海洋模型的建立、中长期天气预报、全球气候变化预测、石油勘探、环境建模、大规模集成电路设计、银河系形成及宇宙演变过程模拟与研究、新材料研究、生物分子结构研究、卫星遥感数据及地震数据的分析、节能汽车和飞机设计、核磁共振成像数据分析、药物设计、数字图书馆、能源管理、虚拟手术和远程医疗、基于虚拟现实技术的教育训练系统研制等。高性能计算机的水平可以代表一个国家整体的科学技术水平，是关系到国家战略利益的核心高技术，是各种尖端科技的有力支柱高性能计一算机是国家信息建设必不可少的基础设施，是国家经济建设的重要支撑，也是加快军队和国防现代化建设、做好军事斗争准备必不可少的重要装备二高性能计算机是国家综合国力的重要体现，是国防实力和军队威慑力的重要体现。

军工产品质量的优劣，是关系到战争胜负、部队指战员生命安全的大问题。由于这种特殊的重要性，我们党和国家早就把“军工产品质量第一”作为一项长期的重大方针政策来抓，从而促进了国防工业和科技事业的发展，为部队，提供了大批的武器装备。近年来，虽然各军工产品研制单位都建立了一套全面、有效的质量体系，为产品性能持续稳定地符合技术规范及要求提供了质量保证能力的证明。但是，随着科学技术的飞速发展，产品越来越复杂，促使需求方越来越关注产品的性能、可信度和安全性。而供方对生产者自己出具的合格证又往往缺乏信心，特别是大型复杂的军工产品，不能只依靠过程检验来确认其性能，而需要依靠通过全面质量管理来验证或确认产品的综合性能。

二、我国军用质量管理标准的特点

（一）积极采用国际标准和国外先进标准

1959年美国国防部制定并颁布了军用规范MIL-Q-9858《质量大纲要求》，1983年国防科工委借鉴美国MIL-Q-9858A《质量大纲要求》的架构，组织起草了《军工产品质量控制暂行条例》，1987年原国防科工委了《军工产品质量管理条例》，1991年颁布了与《条例》配套的GJB/Z16-91《军工产品质量管理要求与评定导则》，《导则》标准是最早借鉴国外经验的标准。在1994版ISO9000系列标准的基础上，1996年编制了GJB/Z9000《质量管理和质量保证》国家军用系列标准，96版的GJB/Z9000系列标准是真正意义上与国际接轨的标准，2001年我国又了国军标《质量管理体系要求》（GJB9001A-2001），更加突显出了与国际标准的融合。

（二）符合国情，突出军工特色

我们的社会制度、所有制形式、市场环境、工业基础等各方面，都与国外有很大差异，照抄照搬是不行的。对于国外先进的管理经验，本着博采众长、为我所用的原则，另一方面强调理论联系实际，从实际情况出发，总结自己行之有效的经验。2001年的国军标《质量管理体系要求》（GJB9001A-2001）仍采用“A+B”的结构模式。即等同采用了国家标准(国际标准)作为标准的A部分，并在此基础上，增加了适应当前国防科技工业发展的特殊要求作为标准的B部分。例如：增加了“预防为主”、“一次成功”的质量管理原则、强调最高管理者的责任和质量部门的权限、加强设计和开发策划等内容，以上内容都是多年来军工质量管理行之有效的经验和方法，也是具有军工质量管理特色的具体体现。

（三）质量管理标准总体上执行得比较好

GJB9001A-2001系列标准是质量体系建设、质量体系认证和使用方提出质量保证要求并实施质量监督的依据，由于军工产品质量体系认证工作的推动、使用方的需求牵引、政府的引导，质量管理标准在军工企事业得到普遍重视，均按国军标要求建立质量管理体系并实施认证，一些支持性标准也纳入到企业的程序文件当中，作为企业各项工作的依据。

三、军用计算机产品的质量管理措施

（一）搞好方案论证的质量管理

方案论证的质晕管理，就是对满足战术技术指标。为方案，聘请同行专家，会同军方或总体单位进行质量评审。重点从以下三方面进行评价。一是性能先进性。对所选用的产品方案所达到的性能指标，是否满足军方或总体单位的使用要求，与国内外同类产品相比，是否具有自己的特色，是否具有较高的质量水平而满足性能先进性的要求。二是技术可行性。在保证质量的前提下，技术上要可行。特别是关键性的技术难关能否突破，关键原材料、器件和设备，市场上能否买到，自己有无制造和设计加工能力等均应作详细的分析。三是经济合理性。对研制经费预算进行审核，对人力、物力、动力及其他消耗进行成本核算，对产品面世后的价格，竞争能力和效益进行预测。在此基础上对经济合理性进行评价。这一评价应在财务和物资部门配合进行。只有在方案审定和质量目标评审之后，才能签订研制合同，正式进入研制阶段。

（二）抓好设计阶段的质量管理

产品质量管理可分为线外质量管理和线内质量管理。线内质量管理是指产品生产过程中在生产工序内实施的质量管理，使生产工序维持在正常状态，是降低不良品损失的有效手段，其主要内容有工序诊断与调查，预测与校正以及检验与处理。线外质量管理是指设计阶段的质量管理，其主要内容是三次设计。即系统设计、参数设计和容差设计。其目的是提高产品设计质量，从设计上控制产品的功能特性，努力避免由于内、外干扰因素的影响而造成产品质量波动，提高产品性能的稳定可靠性。

影响产品质量特性值的干扰因素大致可分以下三种。

1、外干扰：产品使用条件及环境条件中影响产品质量特性值波动的因素。如温度、湿度、灰尘、电源电压波动及操作人员的差异等。

2、内干扰或老化干扰 ：产品在贮存或使用过程中，随着时间的推移，发生了老化劣化现象，从而引起产品质量特性值的波动。

3、产品间干扰：在相同的生产条件下，生产出来的若于产品，由于机器、材料、工人、侧量和环境的微小变化，引起产品间质量特性值的波动。

如何减少上述三种干扰因素对产品质量特性值的影响?主要对策是运用线外质量管理技术，搞好设计阶段的质量管理，采用正交试验法，开展“三次”设计。

一次设计即系统设计。科技人员运用专业技术知识，选择一个基本模型系统，使产品达到所要求的功能特性。其中包括原理线路、元器件的选择。这相当于我们目前的传统设计。

二次设计即参数设计。参数设计是寻找系统所有参数水平的最优组合，从而减少各种干扰因素的影响，使所设计的产品质量特性值波动小、稳定性好。

三次设计即容差设计。在参数设计给出最佳参数水平组合的基础上，确定各参数的容差，考究各参数波动对产品特性值影响的大小，对影响大的参数，给与较小的容差，采用一级品或二级品，对影响较小的参数，给与较大的容差，采用三级品。

三次设计的基本思想是利用系统中某些因素的非线性技术，运用正交试验法来选择参数水平的最优组合和最合理的容差。这样，不仅内部干扰少，而且所有的干扰都综合地减少。大部分采用价格低廉的波动大的三级品组装整机，但由于参数搭配合理，整机性能仍能十分稳定可靠。由于大量采用低廉的元器件，产品成本低，具有很强的竞争力，这是日本工业产品打进美国市场，畅销世界各地的秘诀。

（三）搞好可靠性设计

产品质量不仅包括性能先进，而且要求价格低廉，性能稳定可靠。所以设计阶段的质量管理，应该包含产品可靠性设计。因为产品的固有可靠性取决于设计，产品有效寿命期的寿命，设计时已大体决定，元器件筛选，生产线上的质量控制，主要降低早期失效，使产品达到固有的可靠性水平。根据有关资料，国外电子产品的故障率中，设计不合理占40%，元器件质量缺陷占30%，制造工艺占10%，操作和维修引起的故障占20%；而国内某舰用电子系统，在故障统计中表明，设计方面的原因(包括元器件选用不合理)约占60%。所以在技术设计中，不仅要注意性能指标，而且要高度重视可靠性设计，才能提高产品的质量水平。

产品可靠性指标是可靠性设计的基础和依据，所以对可靠性指标应进行认真论证。为实现经过论证的可靠性指标，在产品设计中，必须从以下几方面认真开展可靠性设计。

1、简化设计方案

  简化设计方案，减少元器件数量，可以显著地提高产品的可靠性。首先应充分发挥软件的作用，利用软件功能取代硬件而使产品得以简化。其次是采用成熟的新技术，提高单元电路的功能。或者采用新原理和新的设计方法。三是采用数字电路取代线性电路，采用集成电路取代离散电路。

2、降额设计 

在国内目前电子元器件可靠性水平不太高的情况下，采用降额设计是提高产品可靠性的有效方法。众所周知，各种元器件的失效率是在额定条件下定义的，如果在设计中有意识地把元器件的应力降低，就可相应提高元器件的可靠度。

3、边缘性设计 

任何元器件参数都有公差，同时随环境温度和外界条件的变化，其参数值也有变化。所以在设计时要考虑这些“公差”和“变化”的边缘值，避免工作在临界状态。末级功放要留有一定的余量，对稳定性要求高的电路要选用参数稳定的元器件；对每个组合电路，必须进行常温、低温电源电压拉偏试验，以便输入电压按公差范围变化，而输出负载按实际负载特性变化时，电路仍能稳定地工作。

标准化和互换性：部件设计应模块化，小型化，保证印制电路板、电机等备件的互换性。

易检测性和易调整校正性：微机系统应有检测监控程序，使之有故障定位功能，印制电路板上设有检测孔，要能易查、易找、易测。

四、提高军用计算机产品质量管理的具体方法

（一）人员

人是研制工作成败的最主要因素。武器系统及各单体的研制成果能否取得和质量好坏，在很大程度上取决于科研人员的技术水平和有效的管理。因此，产品研制工作所需的高级工程师、工程师、技术员、操作工人及各类技术服务人员，应经行政管理部门挑选，同时要取得项目负责人的同意。在开展工作前，最好能对参加研制的各类人员进行短期培训，使他们对该产品的研制方案、质量目标、技术要求等能有全面的了解，熟悉仪器设备的操作及分析检测方法，井明确各类人员为保证研制工作质量的技术经济责任。

（二）制度

建立健全各项规章制度是军用计算机产品质量管理的基础和保证。其内容括:研制工作程序和工作标准，各类人员的技术经济责任，岗位责任制，有关仪器设备及工艺操作规程;元器件的分析检定验收制度;所用计量器具的周期性检定制度;技术安全守则，文明科研及设备维修保养制度等。同时，对研制工作的主要技术文件、原始记录、研制工作小结和报告，以及项目结束时的技术工作总结均应有明确的要求及妥善的保管制度，使之能反映项目的主要科研活动，并保证技术质量间题的可追踪性。

（三）物资

产品研制所需原材料、元器件、试剂等物资的质量，对研制质量有直接影响。对采购物资的技术质量指标和验收程序应有明确要求，尽量做到按要求选购。重要的原材料入库前应进行质量检验。装机前应对主要元器件的技术指标进行分析测试，合格者才能使用。对电子元器件要进行老化筛选，不能让劣质产品上机。

（四）关健件

根据产品部件、组件、零件及器件的不同精度和复杂程度，功能特性和技术难度，以及失效后对产品性能的影响，把它们划分为关键件、重要件和一般件。对关键件、重要件要有标记，对其设计参数和制造工艺要严格审查，对关键件要进行重点质量控制。

五、结语

国军标在国标的基础上，增加了很多军工产品的特殊要求。这些要求非常重要，是几十年军工产品研制生产的经验总结，有些是从沉痛的教训中得到的，因此，全面贯彻执行国军标的各项要求，对提高军工产品的质量，满足和超越顾客要求，开创军工产品研制生产的新局面都将产生深远的影响。

参考文献：

[1]GJB/J2749-96，建立测量标准技术报告的编写要求[S]。

[2]GJB 3756-99，测量不确定度的表示及评定[S]。

[3]张忠华。管理学通论[M]。北京：北京大学出版社，2008。

[4]杨承先。故障树分析法与质量体系评价。建筑机械，2002(3)。

第9篇：电路的可靠性设计范文

本文介绍一种通过串口远程更新ARM程序的设计思想，并以美国ATMEL公司的ARM7芯片AT91SAM7S512为例，给出了其设计要点及设计方法，并对可靠性进行了设计。

【关键词】AT91SAM7S512 FLASH bootloader 远程更新

1 引言

在实际工程应用中，ARM程序通常采用JTAG口进行更新，在ARM电路板单板阶段通过JTAG口调试也是ARM开发的一种理想选择。但当ARM电路板装入整机投入真正的使用环境后，当用户对ARM软件功能或性能提出新的要求时，ARM软件的更新维护如果仍然通过JTAG调试口，将较大的提高维护成本。本文提出一种通过RS232串口远程实现ARM软件的更新机制，通过在ARM内部FLASH中植入一段bootloadr来更新应用程序和引导应用程序的运行。现以AT91SAM7S512为例，对此更新机制的设计思想、设计方法及可靠性设计进行介绍。

2 设计思想

整个系统由三部分组成，分别为ARM模块，串口模块和上位机模块。通过串口建立上位机和ARM之间的远程通信，系统框图如图1：

设计中将ARM芯片内部FLASH分为两块存储区域如图2，一部分存放bootloader镜像文件，一部分存放应用程序的镜像文件。

2.1 bootloader

bootloader是ARM芯片上电或复位后最先执行的程序代码，利用此段代码可建立与上位机之间的交互，实现应用程序的存储，并将ARM操作地址跳转到应用程序入口。

2.2 应用程序

应用程序为ARM实际工作时的目标程序。

设计的工作流程为：先将bootloader镜像文件利用JTAG口烧写到ARM内部FLASH的第一部分。芯片上电或复位后，ARM总会自动进入bootloader，通过bootloader判断是否有上位机发送的程序更新请求，如果有程序更新请求，则上位机将应用程序的镜像文件发送至ARM，并利用bootloader将应用程序存储至ARM芯片内部FLASH的第二部分；如果没有更新程序请求，则bootloader将ARM操作地址跳转到ARM内部FLASH的第二部分，运行应用程序。程序设计的流程框图如图3。

3 设计方法

3.1 bootloader设计

bootloader的设计主要分为三部分程序设计模块：ARM和上位机交互模块，存储应用程序模块和加载应用程序模块。

3.1.1 ARM和上位机交互模块

ARM和上位机之间的通过RS232串口通信，主要完成的功能为：判断是否需要更新ARM的应用程序；接收上位机发送的应用程序镜像文件。

设计流程：ARM上电后，bootloader在一定的时间内判断是否需要更新应用程序，如果需要更新则bootloader和上位机进行握手应答，握手成功后上位机发送应用程序的镜像文件发送至bootloader，发送完成后，bootloader对应用程序镜像文件的所有字节进行校验；如果不需要更新应用程序，则bootloader将ARM的操作地址跳转到应用程序入口，运行应用程序。

可靠性设计：ARM和上位机交互的可靠性主要体现在ARM和上位机之间的数据传输可靠，防止出现误码、缺码现象，因此两者必须建立健全的通信机制。本设计两者之间的通信方式采用应答方式，即其中一个发出命令后，另一个收到命令后必须给出反馈信息后，才能进行下一步操作。除此之外两者之间传输的数据应包裹在一个完整帧内，格式为：帧头+数据+帧尾+校验和，数据传输过程中在任何一点出现错误，应立即给出错误指示，中止进行下一步操作。

3.1.2 存储应用程序模块

AT91SAM 7S512芯片内部FLASH总大小为512Kbytes，共有两个单元，每个单元为256Kbytes。第一个存储单元的地址范围为：0x100000 - 0x13FFFF，第二个存储单元的地址范围为：0x140000 - 0x17FFFF。每个单元均有独立的FLASH控制器，EFC0和EFC1。利用对FLASH控制器的操作，可进行ARM内部FLASH的读，写及擦除操作。现将应用程序的镜像文件存储在第二个FLASH单元中，起始地址为0x140000 。EFC1的基地址为0xFFFFFF00，EFC1的寄存器见表1。

设计流程：bootloader接收到应用程序镜像文件后，将数据以一个PAGE（256字节）的大小为一组依次写入AT91SAM7S512内部FLASH，对AT91SAM7S512一个PAGE写操作的流程如图5所示。

可靠性设计：存储应用程序的可靠性主要体现在数据应完全正确写入AT91SAM7S512内部FLASH，因此设计中在对每个PAGE进行写操作前和写操作后，均需通过MC_FSR寄存器检查内部FLASH是否空闲，除此之外在每个PAGE写完成后可增加适当的延时，确保数据完全写入。

3.1.3 加载应用程序模块

加载应用程序模块的主要功能为将ARM的操作地址跳转到应用程序入口。

设计流程：ARM上电或复位后，在一定时间内没有接收到更新应用程序请求后，bootloader将ARM的操作地址跳转到应用程序的入口地址0x140000，运行应用程序。将操作地址跳转到0X140000地址处，使用的汇编指令为：ldr pc=0x140000。

可靠性设计：加载应用程序模块的可靠性设计主要体现在bootloader能够准确、快速将操作地址跳转到0X140000处，并且应用程序能够可靠运行，不受bootloader的干扰。因此在bootloader设计中应禁止软件看门狗功能，防止应用程序还未完全启动而系统自动复位；其次应严格设定bootloader判断是否有更新应用程序请求的时间，最好控制在10ms内。

3.2 应用程序设计

在应用程序设计中，为使bootloader成功加载到应用程序，应用程序在使用编译器生成镜像文件时，必须将编译器的ROM地址设置为0X140000。本设计采用的编译器为ADS1.2，编译器的ROM设置如图6。

为保证应用程序的高速、可靠运行，在应用程序设计中，应将应用程序从FLASH中完全复制到SDRAM中，本部分代码需在应用程序启动代码（.S文件）中完成。

4 结论

本文浅谈了通过RS232串口更新ARM芯片AT91SAM7S512程序的基本设计思想及设计方法。通过对一些关键点进行可靠性设计，使设计具有较高的实用性，能够直接应用到工程中。本设计思想具有一定的扩展性，可以应用到多种微处理器中，如单片机、ARM等。其次也可应用于多种接口中，如RS422接口，CAN接口、以太网接口等。

参考文献

[1]杨宗德.嵌入式ARM系统原理与实例开发[M].北京：北京大学出版社，2007.

[2]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]周立功，张华.深入浅出ARM7[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.