电子线路复习提纲

1 电子线路设计工艺复习提纲 一 名称解释 1 SMT 表面安装技术 2 MCM 多芯片组件 3 SMC 表面安装元 件 4 SMD 表面安装器件 5 DIP 双列直插式 6 THT 穿孔插入式印制 电路板组装 7 HIC 厚 薄膜混合微电子技术 8 MCM 多芯片组件 9 MSI 中规模集成电路 10 SSI 小规模集成电路 11 LSI 大规模集成 电路 12 VLSI 超大规模集成电路 13 COB 芯片直接组装到印制电路板技术 14 MCM 多芯片组件技术 15 SOS 硅芯片 硅基板组装技术 16 WSI 大圆片级集成组装技术 17 TAB 载带自动焊接技术 18 EMC 电子设备的 电磁兼容性 19 NEMP 核电磁脉冲 20 HEMP 高空核电磁脉冲 21 HPM 非核高能微波电磁脉冲 22 ESD 静电放电 23 EMI 电磁干 扰 24 EMS 电磁敏感度 25 LEMP 雷电电磁脉冲 26 TCM 导热 模块 27 LCM 液冷模块 28 LCS 液冷基板 29 MTTF 到达故障 前的平均时间 MTBF 故障间的平均时间 二 填空题 判断题 简答题和说明题 1 电子组装是什么 电子组装是根据成熟的电路原理图 将各种电子元器件 机电元器件以及基板合理地 设计 互连 安装 调试 使其成为适用的 可生产的小到集成电路 大至雷达 通信 超级巨型计算机等电子产品的技术过程 2 电子组装工艺是什么 电子组装工艺是电子产品的制造工艺 涉及电子产品设计 研制 元器件筛选 装配 焊接 调试 试验 检验 包装等各个方面的工艺过程 就电子整机产品而言 还涉及制 造工艺的技术手段和操作技能 以及生产过程中的质量控制和工艺管理 3 试说明电子组装的研究内容 电子组装是一门将成熟电路转变为电子产品的工程科学 其主要研究内容有 1 电路 划分与组装总体设计 2 元器件选型和老化筛选 3 互连与基板技术 4 热设计 5 防护技术 6 组装连接技术 7 测试与维修 8 机械支持和保护 4 电子组装分类如何 可分为两个范畴 一类是传统的常规电子组装 另一类是新一代电子组装 它的特点 是产品的小型化 高性能 高速度 高可靠性 低成本 其代表技术为等 5 电子组装的发展如何 随着电子技术的发展 电子器件出现了电子管 分立走线和手工焊接技术 晶体管 单面印制板平行布线和手工焊接技术 集成电路 双面或多面印制板 波峰焊和厚 薄 膜混合集成电路技术 大规模 超大规模集成电路的典型时代 细线多层印制电路板 再 流焊 表面安装技术和多芯片组件技术 电子组装技术也在不断地演变与发展 电子产 品追求的目标始终是高性能 小型化 高可靠 低成本 6 新一代电子组装的特色如何 可概括为多引脚 细间距 高组装互连密度 高速度 高可靠 低成本 体积小 重 量轻 7 电子组装的分级如何 电子组装一般可分为以下几个组装级或组装层次 芯片级组装 元器件级组装 部件 级组装 印制底板级组装 分机级组装 机柜级组装 系统级组装 8 电子组装如何分类 可分为穿孔插入式组装 THT 和表面安装 SMT 两大类 2 9 怎样区分互连与连接技术 任何两个分立接点之间的电气连通称为互连 紧邻两点 或多点 间的电气连通称为 连接 10 印制电路如何分类 可分为刚性印制电路板和挠性印制电路板 11 连接如何分类 主要分为可拆连接和永久性连接两大类 12 电路的划分原则如何 1 自上而下设计 电路按组装层次划分 2 每块插件 组件的功能尽可能完整 外接互连线尽量少 3 合理分配功耗 4 元器件数量安排适当 5 将要求速度 快的电路尽可能高密度组装在一起 6 易互相干扰的电路尽可能分开安装 若必须放在 一起 则需采取屏蔽隔离措施 7 模块化 标准化 13 什么是阿累尼乌斯定律 元器件的寿命与温度有密切关系 温度每升高 10 化学反应速度加快 1 倍 亦即寿 命减少一半 温度如超过元器件或介质基板的承受极限 就会发生热击穿或其他永久性损 坏 14 在电子组装设计中应树立怎样的观念 必须牢固地树立 产品的固有可靠性是设计出来的 的观念 15 组装密度的定义如何 组装密度可定义为元器件面积之和与基板面积之比 对单层印制板和单层厚膜基板 其元器件面积之和约为基板面积的 25 35 考虑留走线通道 对多层印制板 其元 器件面积之和约为基板面积的 40 60 16 引脚的中心距如何固定的 除非特殊规定 引脚的中心距应为 2 54mm 的整数倍 17 如何考虑产品的成本 物美价廉是一般产品的设计原则 成本的高低与电路划分 组装工艺的选择 元器件 的选用 环境要求 性能指标 结构设计及产品的产量等因素密切相关 必须统筹考虑 选取最佳方案 18 焊点的质量在电子产品中如何 焊点的质量是电子产品可靠性的一项重要的技术关键 19 电子设备的特点如何 1 设备组成较复杂 组装密度大 2 设备使用范围广 工作环境条件复杂 3 设备可靠性要求高 寿命长 4 设备要求精度高 多功能和自动化 20 可靠性的含义如何 可靠性是指包括电子设备或元器件的电子产品在规定的条件下和规定的时间内 很好 地完成规定功能的能力 21 可靠性分类如何 电子产品的可靠性可分为固有可靠性 使用可靠性 环境适应性 22 可靠性与质量的关系如何 通常所说的产品质量好 包含两个意义 其一是产品达到了预期的技术性能 其二是 产品在使用过程中可靠性高 只有提高产品的可靠性 才能确保产品质量 23 可靠性与经济性的关系如何 必须以设计 研制 生产 使用 维护的全过程所消耗的总费用为最低的经济原则 来确定可靠性的高低 实现最佳的性能价格比 总费用最低时的产品可靠性是最佳可靠性 3 24 什么是产品的可靠度 正常工作概率 产品的可靠度是指产品在规定的条件下和规定的时间内 完成规定功能的概率 25 平均寿命 平均正常工作时间 是什么 平均寿命对不可修复的产品和对可修复的产品具有不同的含义 对于不可修复的产品 平均寿命是指产品失效前的平均工作或储存时间 通常记作 MTTF 即为到达故障前的平 均时间 对于可修复的产品 平均寿命是指相邻两次故障间的平均工作时间 即平均无故障工 作时间 通常记作 MTBF 意思是故障间的平均时间 26 什么是失效率 故障出现率 故障强度 产品在任意时刻 t 的失效率定义为 产品工作到 t 时刻后在单位时间内失效的概率 27 什么是失效密度 故障频率 失效密度是指单位时间内失效产品数与受试验产品的起始数 总数 之比 在试验过 程中发生故障的产品不予调换 28 试说明电子产品的失效规律 按失效特性可把产品寿命期划分为早期失效期 使用寿命期 耗损失效期等三个阶段 1 早期失效期 在使用早期呈现较高的失效率并迅速下降达到最低值 这个时期 称为早期失效期 或称为调试期 产品的早期失效期在整个寿命期内是较短的 生产厂家 在产品出厂前应进行产品老化与环境试验 以剔除早期失效的元器件 消除工艺上的不良 因素 2 使用寿命期 在这一时期内 正常情况下其失效率为常数 这段寿命期称为使 用寿命期 也称稳定工作期或偶然失效期 这是产品工作的良好阶段 3 耗损失效期 当产品工作了较长一段时间以后 其失效率开始显著升高 这时 产品进入了耗损失效期 即产品的第三寿命期或最终寿命期 它标志着产品使用寿命的终 止 必须指出 各种不同类型的电子产品 其寿命特性曲线各不相同 29 提高电子设备可靠性的方法有哪些 改善和提高电子设备可靠性的方法包括以下几个方面 1 采取措施改善电子线路设计 2 采用备份系统的方法 3 采取有效的环境 防护措施 4 采用故障指示和排除装置 5 进行环境试验 30 什么是电子设备的电磁兼容性 电子设备的电磁兼容性 EMC 是指设备 分系统或系统在共同的电磁环境中能一起执 行各自功能的共存状态 31 电磁兼容性研究的基本内容如何 电磁兼容性研究的基本内容包括以下几方面 1 电磁干扰特性及其传播方式的研究 2 电磁兼容设计的研究 3 电磁兼容 性频谱利用的研究 4 电磁兼容性规范和标准的研究 5 电磁兼容性测试和模拟技 术的研究 32 电磁兼容性的研究有何用途 电磁兼容性所要解决的问题就是电磁干扰问题 而构成电磁干扰必须同时具备三个要 素 即电磁于扰源 感应源 对干扰源敏感的受扰器 感受器 和传播媒体 传播途径 电磁兼容性所要研究的对象正是它们的特性 边界条件和有效的抑制方法 屏蔽 33 电磁干扰源如何分类 4 电磁干扰源包括自然干扰源和人为干扰源两大类 34 对电子设备构成威胁程度最大的四类干扰是如何排序的 依次为 雷电 强电磁脉冲 静电放电和开关操作 35 各类电磁干扰对电子设备的破坏作用是如何表现的 主要表现在 造成高压击穿 引起接点 部件或电路的电击穿 导致器件的损坏或瞬 时失效 使器件烧毁或受瞬变干扰 产生电涌冲击使内部敏感器件损坏 36 电磁兼容性设计的内容如何 电子设备的电磁兼容性设计包括控制干扰源的电磁发射 抑制电磁干扰的传播 增强 敏感设备的抗干扰能力 37 印制电路板电磁兼容设计的主要任务之一是什么 就是要消除元件级和部件级上产生的电磁干扰影响 解决电磁兼容性的问题 38 什么时候需要改善设备级的电磁兼容特性 当于扰功率大于受干扰设备能够承受的电磁干扰的容限时 就需要采取措施改善电磁 兼容特性 39 怎样用系统论的方法处理系统级的电磁兼容性问题 一般方法如下 首先对系统内和系统间的电磁藕合和电磁兼容特性进行描述 其次 从系统工程的角度确立能保证电子设备或电子系统达到最佳工作质量或最佳性能的特征参 数指标 最后 根据这些指标合理地组织系统 并合理地选择组成系统的设备或元件的参 数 40 组成系统的设备或元件参数如何分类 一类是系统相关性参数 另一类是系统无关性参数 41 保证电子设备电磁兼容性的意义如何 保证电子设备电磁兼容性是一项复杂的系统工程 必须在各个阶段 各个级别水平上 采取相应的措施 特别是在研制和建设电子 电气设备和电子 电气工程时 应在尽可能 早的阶段上进行电磁兼容设计或采取电磁兼容措施 通常 在电气 电子设备的设计阶段 采取措施 可以避免 80 90 的电磁干扰问题 42 试说明电磁干扰源 熟电磁干扰源通常可以分为自然干扰源和人为干扰源两大类 自然干扰源是指自然界 所固有的与人的活动无关的电磁干扰现象 人为干扰源是指由于人类的工业和社会的活动 所产生的电磁干扰 自然干扰源包括雷电产生的天电噪声 银河系的宇宙噪声 热辐射和静电等 人为干扰源包括连续干扰源 脉冲干扰源 间接干扰源和接触干扰源 43 大气放电的表现和危害如何 主要以雷电现象的形式出现 雷电放电本身会产生电噪声 可以产生雷击破坏作用 同时 雷电下的电力线可能会因雷电放电产生强烈的电压或电流扰动 幅度很高的浪涌电 压也会产生强烈的电磁干扰 其频谱可以包含从低频到甚高频的全部频率范围 44 试说明典型人为干扰源及其特性 1 通信 广播 电视 雷达等具有强电磁波的发射机 具有强电磁波 包括基波 谐波 非谐波寄生发射 2 架空输电线 高压设备和电力牵引系统可以经耦合电容和互感对周围的电气 电 子设备造成影响 甚至损坏弱电设备 此外 在输送的工频电流中还包含许多谐波分量 干扰频谱为几十千赫兹至几百兆赫兹 3 机动车辆和内燃机等点火系统的火花塞可能产生电磁干扰 在 30 300MHz 之 间的频带内干扰强度最强 5 4 电动工具 家用电器 照明器具和类似设备等在启动 工作 切断时会产生电磁 于扰 5 信息技术设备及工业控制设备 其中的开关电源 时钟及频率变换 脉冲信号会 产生电磁干扰 6 静电或人体静电电压可能达到几万伏 将造成电子元器件的击穿和设备的损坏 7 电磁脉冲作用于电路时 可能引起电路性能急剧变化 造成元件损坏 8 开关器件和继电器工作时 触点闭合或打开 往往伴随着火花放电 产生的电磁 脉冲会产生电磁干扰引发电路误动作 45 试说明触点之间的放电现象 触点之间的放电包括气体放电和电弧放电两种 气体放电是由于触点间的气体分子发生电离而引发的放电 电弧放电是因为触点的金 属处于高温而汽化 因而形成放电电流通路而出现的放电现象 处于大气中的触点 在间 距较小时 因为电弧放电起始电压较低 电弧放电起主要作用 在间距较大时 气体放电 起主导作用 46 电子设备内部的干扰源有哪些 电子设备内部的干扰源有主要由 TTL 的开关噪声 动态 RAM 电源和接地 振荡 器件及变压器 静电放电和输入 输出端的干扰 47 什么是干扰电子设备工作的三个要素 电子设备的工作是否受到电磁干扰 主要决定于三个要素 第一是干扰源的强度和特 性 第二是电磁干扰作用途径的类型和性质 第三是设备本身对电磁干扰的敏感度 以及 是否采取了必要的防护措施 电子设备电磁兼容性设计就是要控制这三要素 48 试说明电磁干扰的作用途径 按照电磁干扰的原理 电磁干扰的作用途径主要可以分为两大类 即辐射干扰和传导 干扰 辐射干扰是指通过空间传播的电磁干扰 干扰源比较远 干扰源发出的干扰以电磁 波的形式被接收 传导干扰是指沿电源线或信号线传输的电磁干扰 干扰源距离比较近 或干扰源经过耦合电容 耦合电感和公共阻抗等途径进入被干扰设备 49 电磁兼容性设计方法有哪些 1 在不同等级上保证电磁兼容性的方法 2 减小导线之间的耦合 3 接地 4 屏蔽 5 滤波 6 电子设备空间布局 7 优化信号设计 8 完善线路设 计 50 怎样在不同等级上保证电磁兼容性 1 在设备元件级上是要解决元件上产生的于扰以及减小元件上由外界感应的电平 2 在设备级上是减弱元件 部件范围以外的由干扰源产生的干扰电平 3 在系统级 上是充分利用空间区域分布 频率资源以及时间因素以获得最佳的电磁兼容效果 51 布线规则怎样 进行布线时 应将强信号详线离开弱信号电路导线而单独布置或两者垂直布置 将对 干扰敏感的元件避开干扰源或采取立体交叉的方式 互不影响的兼容设备可以放在一起 不敏感的元件和不产生十扰的元件安排在感应源和感受器之间 构成去耦屏障 52 接地功能有哪些 1 其电位被看作零电位 并作为各种电压信号的比较基准 2 为各种信号电路 的返回电流的通道和电源回路的一部分 3 作为各种频率的干扰电流的通道 4 连 接裸露的设备金属外壳以保护操作人员不受到伤害 53 接地应该遵守的原则有哪些 1 接地导线及公共母线的阻抗应尽可能小 2 接地导线应该采用横截面为管形 6 的接地线 3 保证接地连接点始终具有最小的接触电阻 4 应选用合适的接地方式 54 试说明各接地方式的特点 单点串联接地最简单 但具有最大的干扰电平 干扰的大小取决于沿接地电路公共段 流过的电流 单点并联接地导线长度大大增加 难以保证接地段的低阻抗要求 会产生明 显的接地导线间的电磁耦合 增加干扰 多点并联接地容易形成接地回路 必须采取专门 的措施来消除由于接地回路面积大而引入的很大的电感耦合干扰 55 怎样应用接地 通常在低频时多采用单点接地 在高频时采用多点接地系统 用作电源电路的返回电 流的接地线和用作信号电路的返回电流的接地线 要各自采用独立的地线连接 56 屏蔽功能怎样 1 减弱内部干扰源对周围空间的电磁于扰 2 减小外界电磁干扰对屏蔽体内部 电路的作用 并且降低设备的电磁敏感性 57 试说明屏蔽效能的频率特性 在低频时 屏蔽体内没有场 电场屏蔽衰减可以认为是无穷大 频率的进一步增高会 伴随着在屏蔽体内出现交变电场 使得电场屏蔽的效果降低 当频率再升高时 会出现集 肤效应 屏蔽效能会逐渐增高 在磁屏蔽中 在低频区中 随着频率的增高在屏蔽体内会产生涡流 磁屏蔽效能有所 提高 继续升高频率时 集肤效应的作用会使磁屏蔽效能大大提高 在高频时 电场或磁 场都有很强的集肤效应 屏蔽效能将大大提高 58 滤波的目的是什么 滤波是为了预防电磁干扰经传导渠道传播到系统或仪表内部 通过滤波可以把有用信 号频谱以外的能量加以抑制 59 试说明电子设备空间布局 电子设备空间位置规划就是要合理地确定电子设备之间的空间距离和位置的格局 使 得彼此产生的十扰在允许的范围内 合理布局应的基本原则是使感受器和干扰源尽可能分 离 输出与输入端口妥善分隔 高电平电缆及脉冲引线与低电平电缆分别铺设 60 电磁兼容性设计的主要原则有哪些 1 电磁兼容性设计必须满足产品基本要求 2 产品电磁兼容性设计应严格执行 相应标准 3 电磁兼容性设计必须适应工艺水平的发展 4 电磁兼容性设计必须考 虑经济性 5 电磁兼容性设计具有一定的数据范围 6 电磁兼容性设计应考虑综合 因素 7 电磁兼容性设计必须增加固性设计 8 对电磁兼容性问题应采取合适的处 理和设计方法 61 电磁兼容学科所研究的根本任务和目的是什么 是使各种电子设备和系统能在较复杂的电磁环境下不受干扰 准确无误地工作 解决 电磁干扰的一个很重要的方法就是对电子设备和系统进行电屏蔽 磁屏蔽或电磁屏蔽 62 什么是电磁屏蔽 电磁屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能量传输的一种技术 63 试说明电磁屏蔽的目的 电磁屏蔽的目的包括两个方面 一是限制某一区域内部的电磁能量泄漏出该区域 干 扰外部的其他设备 三是防止区域外部的电磁能量进入区域内部 造成对内部设备的影响 64 试说明电磁屏蔽的类型和作用 电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能量的反射 吸收和引导作用 将屏蔽区域 7 与其他区域分开 按屏蔽原理 屏蔽可分为电场屏蔽 磁场屏蔽和电磁屏蔽 1 电场屏蔽 电屏蔽 是对电场耦合形成的于扰采取的屏蔽措施 主要用于抑制共 地电路之间的电场干扰 抑制寄生的电容耦合 包括静电屏蔽和交变电场屏蔽 2 磁场屏蔽 磁屏蔽 主要抑制寄生的互感耦合 包括静磁屏蔽和交变磁场屏蔽 3 电磁屏蔽是用屏蔽体阻止高频电磁场的空间传播的屏蔽措施 通常是指对辐射场 的屏蔽 即对空间传输的交变电磁场的屏蔽 65 试说明电磁屏蔽效能 屏蔽效能是指空间某点上未加屏蔽时的电场强度 E0 或磁场强度 H0 与加屏蔽后该 点的电场强度 E1 或磁场强度 H1 的比值 用 SE 表示 由于屏蔽前后场强相差的倍数很大 因而屏蔽效能的量值很宽 工程中常常以分贝 dB 为单位来计量 此时屏蔽效能表示为 根据屏蔽效能的定义可以看出 屏蔽效能的数值越大 说明屏蔽效果越好 工程设计 中屏蔽效能可高达 120dB 以上 66 电场屏蔽设计要点是什么 在进行电场屏蔽时必须注意以下设汁要点 1 屏蔽体必须良好接地 2 正确选 择接地点 3 合理设计屏蔽体的形状 4 应注意屏蔽体材料的选择 67 磁场屏蔽设计要点 1 根据屏蔽磁场的频率高低 正确利用屏蔽原理 2 应合理选择 使用屏蔽体 材料 3 应合理设计屏蔽体的厚度 4 应合理布置接缝与磁场的相对位置 5 应 正确布置通风孔洞 6 应合理选择屏蔽体结构与工艺 68 电磁屏蔽的目的是什么 限制电子设备或系统内部辐射的电磁能量对外泄漏 防止外部的辐射干扰进人电子设 备内部 69 试说明电磁辐射干扰 电磁辐射干扰源归纳起来主要包括两类 第一类是电偶极子辐射 第二类是磁偶极子 辐射 对于近区场 电偶极子为高阻抗源 干扰场以电场为主 磁偶极子为低阻抗源 干扰场以磁场为主 对于远区场 电偶极子和磁偶极子辐射场的性质相同 都可视为平面 电磁波 70 电磁屏蔽原理是什么 电磁屏蔽可以用金属板或金属罩将感受器和感应源分隔 并可靠接地来实现 71 电磁屏蔽设计程序怎样 确定屏蔽效能值 确定屏蔽类型 确定屏蔽体的尺寸 形状和结构 确定屏蔽体的材 料和壁厚 进行屏蔽体的完善性设计 72 屏蔽体结构设计要点有哪些 1 屏蔽罩应将被屏蔽的元器件全部封闭起来 2 高频电路的线圈应装在由导电 性能好的铜或铝制作的屏蔽罩中 屏蔽体应妥善固定 并注意高频线圈在屏蔽盒内的安装 方向 3 屏蔽体应保证较高的严密性 4 设计屏蔽罩时应考虑散热 73 电磁干扰的形成条件是什么 形成电磁干扰必须同时具备以下三个条件 干扰源 接收器和传播途径 74 试说明电磁干扰的传播途径 需画图 电磁干扰传输过程如图所示 电磁干扰的传播途径分为两种 传导于扰和辐射干扰 8 传导干扰是干扰信号通过金属线路传播的 即干扰源和接收器之间有完整的电路连接 辐射干扰是干扰以电磁波的形式通过空间传播的 通常用传导发射和辐射发射来描述电子设备的发射特性 用传导敏感度和辐射敏感度来描 述电子设备的接收特性 75 试说明电磁兼容基本术语和指标 1 电磁发射 电磁骚扰 指从一个电磁源释放出的电磁能量 包括两种形式 辐射发射 是指通过空间传播的有用或无用的电磁能量 传导发射 是指沿导线 如电源线 控制线或互连线 传输的电磁能量 2 电磁敏感度 电磁抗扰性 指设备暴露在电磁辐射环境下所呈现的响应程度 也包括两种形式 辐射敏感度 是对造成设备降级的辐射干扰的度量 传导敏感度 当引起设备不希望有的响应或造成其性能降低时 对电源线 控制 线或信号线上干扰信号的电流或电压的度量 3 电磁骚扰和电磁干扰 电磁骚扰 任何可能引起设备 装置或系统性能降低的电磁现象 电磁干扰 因电磁骚扰引起设备 传输通道或系统性能下降的现象 4 抗扰性和敏感性 抗扰性 抗扰度 装置 设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力 敏感性 敏感度 在有电磁干扰存在的情况下 装置 设备或系统不能避免性 能降低的能力 76 电磁兼容性测量目的是什么 电磁兼容性测量就是要找出干扰源 干扰途径以及抗干扰的程度 采用屏蔽 滤波 接地等措施 抑制电磁干扰 消除或减弱干扰耦合 增强敏感电路的抗扰度 77 如何考虑线路特性 线路特性是随着频率变化而变化的 频率较低时 可将传输线视为集中参数回路 但 在高频时 就必须考虑分布参数和集肤效应 因此在处理电磁干扰时 导线不能视为纯导 体 还应考虑其阻抗特性 78 EMC 测量有何条件 必须具备测量标准和规范 测量设备和测量场地 79 试说明电磁兼容性测试 需画图 电磁兼容性测试归纳起来可分为四类 传导发射测试 辐射发射测试 传导敏感度 抗扰度 测试和辐射敏感度 抗扰度 测试 四种测试之间的关系如图所示 EMC 测试根据产品的不同研制阶段可分为预兼容测试和标准测试两种 预兼容测试是在产品研制过程中进行的 而标准测试通常在产品的完成 定型阶段进 行的 80 电磁兼容测量有哪些 包括电磁干扰 EMI 和电磁敏感度 EMS 测量 81 试说明时域测量和频域测量 电磁干扰信号测量技术主要分为时域测量和频域测量两大类 时域测量是测量电磁信 号幅度相对于时间的函数曲线 频域测量是测量电磁信号幅度相对于频率的函数曲线 时 域测量与频域测量是相互关联的 常用的时域测量仪器包括示波器 峰值记忆电压表 瞬态记录仪等 常用的频域测量仪器包括干扰场强计 频谱分析仪 功率密度测量仪等 82 电磁敏感度测量设备主要有哪些 9 模拟干扰源 信号发生器 功率放大器 功率计 大功率定向耦合器 传感器和敏感 度测量天线 83 电磁兼容测量方法是怎样的 通常有以下几个步骤 制定试验大纲和测试细则 确定所依据的标准 交换试验接口 信息 检查测量仪器 开始分项测试 出具测试报告 84 什么是电磁兼容性故障 电磁兼容性故障一般是电磁兼容性设计考虑不周或电子 电气设备集成上一级系统时 电磁环境 包括辐射和传导 不协调而导致故障 85 电磁兼容性故障有何特点 故障因素具有综合性特点 电磁兼容性故障根源具有隐蔽性和电磁兼容性干扰具有破 坏性 86 电磁兼容性故障与其设计有何关系 1 电磁兼容性设计是早期预防 而电磁兼容性故障的消除是后期补偿 2 后期 进行改进比较容易使故障数处于收敛状态 3 后期补偿的经验总结可应用到下一次产品 的电磁兼容性设计中去 4 不能用后期故障诊断和问题解决替代电磁兼容性设计 87 电磁兼容性设计的最终目的是什么 是克服潜在故障 满足电磁兼容性指标 保证电子系统和设备能正常工作 88 试说明接地的目的和作用 可靠地接地 其目的是泄放积累或感应的电荷 保证设备和人身安全 同时接地对抑 制电磁干扰有很重要的作用 1 接地可以改善电磁兼容屏蔽性能 2 接地可以减弱对布线的传导干扰的影响 3 接地点电平的对消作用 可以 抑制 干扰的传输 4 接地点搭接电阻使干扰电流 容易流向大地 89 屏蔽对辐射强度有何影响 通过电屏蔽 磁屏蔽和电磁屏蔽 可以降低电磁辐射发射的强度和减少敏感度 90 试说明电源滤波器在抑制干扰中的作用 电源滤波器能有效抑制电源线传导发射干扰 但在应用电源滤波器时必须考虑以下问 题 1 电源滤波器的抑制带宽与干扰频谱的匹配 2 电源滤波器阻抗与负载阻抗的 匹配 3 电源滤波器的负载能力 4 使用电源滤波器后指标的改善 91 试说明电磁兼容性故障的诊断方法 诊断故障的基本思路就是判断出现的故障是否为电磁兼容性故障 在实际应用中往往 较难确定 对故障进行处理的根本问题是要求进行故障定位 然后对故障机理进行分析 最后完全解决故障问题 因此对故障处理要求定位准确 机理清楚 其主要方法有 故障 树和排除法 故障信号探测和追踪 故障综合法和试探法和 预测分析方法 92 试用故障树来分析教学中的某个现象 93 电磁兼容性试验技术中的基本概念 1 工作性能域值 用来描述 EUT 某一技术性能特征实现或失效的界限 2 关键点 对于一个复杂的电子系统 常把对干扰最敏感的点选作关键点 3 监测点 在系统电磁兼容性试验中用来监测系统响应的一个或几个实际物理位 置 4 辐射发射限值 指在任务书中给出的被测系统辐射发射频谱和幅值的极限值 5 辐射敏感度限值 指在任务书中给出的被测系统辐射敏感度频谱和幅值极限值 6 辐射发射测试值 被测系统有用的和不希望有的发射的实测值 10 7 辐射敏感度域值 指被测系统接收模拟干扰后所呈现出最小可辨别的 不希望 有的响应情况下的干扰信号电平 8 安全系数 理论上把敏感度限值与发射限值之差称为安全系数 9 发射裕量 指装置 设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值 10 电磁兼容电平 指预期加在工作于指定条件的装置 设备或系统规定的最大 电磁骚扰电平 11 发射限值 指规定的电磁骚扰源的最大发射电平 12 抗扰性裕量 也可用敏感度裕量表示 指装置 设备或系统的抗扰性限值 也可用敏感度限值表示 与电磁兼容电平之间的差值 13 抗扰性限值 指规定的最小抗扰性电平 14 发射裕量测试值 在不同频率点上产品的辐射发射测试值与辐射发射限值的 差值 15 敏感度裕量测试值 不同频率点上产品的辐射敏感度域值与辐射敏感度限值 的差值 16 实测安全系数 在工程上习惯把电磁发射干扰测试值和实测的敏感度域值之 差 94 设备关键性分类是什么 按性能下降的程度不同可分为三类 一类是指严重危害或减少寿命 二类是指系统执 行任务能力下降 三类是指系统的非基本功能受到损害 95 试说明系统级电磁兼容性试验的必要性和复杂性 1 系统级电磁兼容性试验的必要性 保证复杂的电子系统正常有效地工作 避免 设备在电磁兼容性设计中存在问题 保证电子系统自身兼容 并实现专用电子系统与特定 的工作环境兼容 2 系统级电磁兼容性试验的复杂性 每个系统都有各自的特点 合理地安排这些 试验是个复杂的问题 要完成系统级电磁兼容性测试任务 都存在一定难度 大型电子系 统所包含的无线设备占有很宽的频谱 难以满足测试要求 96 试说明系统级电磁兼容性试验要求 系统级电磁兼容性试验的重点 一是检测被测系统自身的电磁辐射发射 二是检测被 测系统在按要求施加某种干扰的情况下的自身工作的稳定性 要求是做好准备工作和做好 重点试验 具体工作内容有 电磁兼容性测试大纲和测试细则的编写 组织电磁兼容性试 验队伍 确定被测系统测试的工作模式和准备系统测试专用设备 设施等 由于被测系统一般都比较大 系统级的电磁辐射试验不可能在一个固定位置上进行 首先应确定好测试位置 通过旋转被测系统的转台或通过移动测试接收天线的办法 采集 被测系统各个方位上的电磁辐射数据 如果被测系统比较高大 则应通过升降测试天线的 办法得到不同高度上电磁辐射场的相关数据 在考察被测系统的抗干扰能力时 必须事先确定好系统性能下降的判据 有时应配备 专用的监测设备 并选好监测点和监测方式 对于施加的模拟干扰量必须经过严格的场强 校准 97 系统级电磁兼容性试验内容有哪些 系统级电磁兼容性试验主要包括系统总装过程中的接地电阻和搭接电阻测试 电源线 上的传导干扰检测 系统内自兼容试验和系统的电磁环境试验 98 试说明电磁兼容性相关测试 1 频率特性测试 指对无线电发射信号的频谱特性 包括对发送信号的频率及其 稳定度 发送信号带宽 功率以及信号接收通路的各种响应进行测试 频率特性测试可闭 路进行 也可通过空间传播的辐射场方式进行 11 2 电缆屏蔽效能测试 包括屏蔽材料 屏蔽室和屏蔽罩的屏蔽效能测试等 屏蔽 效能定义为没有屏蔽时某点的电场强度与有屏蔽时的电场强度之比 3 电磁环境测试 包括确定环境是否满足要求 检测电子设备 分系统和系统工 作的电磁环境等 研究电子设备的电磁环境与研究电子设备本身同等重要 4 天线耦合度测试 包括天线耦合度测量 天线系统耦合度测量和与天线相关的 系统耦合度测量等 5 电磁干扰滤波器测试 应注意安全性能参数 测量插入损耗特性和按规定标准 设置 6 空间微放电现象测试 微放电 multipaction 又称二次电子倍增 是指在真 空条件下 电子在强微波电场加速后 在金属表面之间产生的二次电子倍增现象 微放电 现象一旦产生 将造成部件性能的下降 或使系统不能正常工作 98 试说明线路接地的目的 线路接地是为了泄放电荷或建立电路基准电平而设置的导线连接 在电子设备中 接 地是抑制电磁噪声和防止干扰的重要方法 金属结构体的接地也是屏蔽和安全性设计内容 这些都对电子设备的电磁兼容性起着重要的作用 100 试说明接地系统的组成 电子设备或系统的接地包括电路接地 保护接地 防雷接地等 理想的接地系统中各部分的电位基准都应保持零电位 电子设备的接地系统由地 接地体 或称接地电极 接地引入线 地线盘 或称接地 汇接排 接地配线组成 其中地是指大地 具有导电的特性和无限大的容电量 陆用电子 设备以大地 地球 作为 地 水上用电子设备以舰船壳体作为 地 飞行器上的电子设 备以飞行器壳体作为 地 悬浮地是以设备本身某一假定点作为 地 101 试说明电子设备接地的作用 目的和装置 电路接地是电路系统中某一电位基准点 可以设该点电位为相对零电位 一般不是大 地零电位 是为了防止雷击和电位差对设备及操作人员造成危险 通常应将设备的机架 机箱等金属结构与大地相连接 电子设备或系统接地的目的主要包括以下几点 提高电子设备电路系统工作的稳定性 接地可以泄放由于静电感应在机箱上积累的电荷和接地可以为电子设备和操作人员提供安 全保障 接地方法和装置通常为埋入地下的板 棒 管 线等导电体等 102 怎样分析地线干扰 理想地线是一个零阻抗 零电位的物理实体 任何地线都既有电阻又有电抗 可能使 电路单元产生干扰 地线干扰包括地阻抗干扰和地环路干扰 对地电压是指共模干扰电压与大地电位差之和 线间电压则是传输信号与差模干扰电 压之和 不同的干扰电压对电子设备的影响不同 差模干扰电压与传输信号电压是串联的 对电子设备的影响是直接的 共模干扰电压不是串联在信号电压上 对电子设备的影响是 间接的 这与电路布线及输入 输出负载的对称要求有关 103 试说明基本的接地方式及其特点 电子设备中 有四种基本的接地方式 即悬浮地 单点接地 多点接地和混合接地 1 悬浮地 指电子设备地线系统在电气上与壳体构件的接大地系统相互绝缘 悬 浮地的设备容易出现静电积累 当电荷达到一定程度后 会产生静电放电 浮地这种接地 方式不宜用于通信系统 2 单点接地 将整个电路系统中某一结构点作为接地基准点 其他各单元的信号 地都连接到这一点上 连接方式包括串联式单点接地和并联式单点接地 串联式单点接地 12 因各单元共用一条线 易引起公共地阻抗干扰 并联式单点接地的每个设备都有单独的地 线连接到一个接地点 在低频时能有效地避免各单元间的地阻抗干扰 但在高频时 相邻 地线间的耦合 电感性和电容性 增强 易造成各单元间的相互干扰 3 多点接 指设备或系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上 使接 地引线的长度最短 多点接地和串联单点接地的区别是 串联式单点接地的公共引线是母线 而多点接地 的公共引线是接地平面 4 混合接地 包括两种混合法 即串联单点接地和并联单点接地混合 单点接地 和多点接地混合 总之 悬浮地主要用于特殊场合 多点接地容易产生复杂的或者过多的地环路 容易 产生地线干扰 在高于 30MHz 的线路中常用多点接地 串联式单点接地会有更多杂散干 扰 工程实施常常采用混合接地 104 克服共模干扰的主要方法有哪些 1 减小接地电阻 2 减小地线分布电感 3 减小电子设备对地的分布电容 105 接地电位差干扰的抑制方法有哪些 1 设置专用低阻抗接地系统 2 应用隔离变压器 3 光耦合隔离 4 用光纤电 缆传输信号 光缆是一种性能优越的新型信号传输器材 随着光纤技术的发展 用光缆传输信号可 以成功地用于电子设备中 用光缆代替电子系统内设备间的普通连接线 信号线缆 可完 全避免连接线外部的电磁干扰和电磁脉冲的影响 同时可提供良好的电气隔离 并能保证 传输数据的保密和安全 106 电子设备设置安全地线的作用是什么 1 绝缘破坏时 能起保护作用 2 防止设备感应带电而造成电击 3 防止雷 击事故 107 安全电流和安全电压各位多少 行规 电流 10mA 电压 36V 108 试说明接地系统设计要求 强电更强调安全性 弱电注重于系统抗干扰能力 电子设备接地系统设计还需考虑两个问题 即地线上不应流通工作电流和机壳不流通 工作电流 机壳一般是良导体 但机壳活动连接处是不可靠接地 传导电流时往往在连接处产生 压降 这是电路不允许的 另外 机壳传导电流 使机壳上处处不等电位 很容易将电位 差引入电路 造成干扰 为了避免机壳对电路的影响 机壳既不应作为电路组成部分 也 不应作为地线使用 一般地线在机壳内布线时 只允许一点与机壳相连 特殊要求的电路 与机壳是绝缘的 机壳接地仅作为安全接地 泄放静电感应电荷 109 怎样选择接地线截面积 1 地线上应有足够小的短路压降 截面积足够大 2 地线应该能承受回流线电流 足够粗 3 地线上的杂散电流一般都较小 但由于杂散电流的压降容易引起传导干扰 设计 时选取较大截面积的地线是很必要的 110 什么是四套接地法 即是信号地线 高电平和低电平 噪声地线和金属件地线 安全地 111 试说明搭接技术 搭接是将设备 组件 元件的金属外壳或构架用机械手段连接在一起 形成一个电气 13 上连续的整体 搭接包括直接搭接与间接搭接两种基本类型 搭接技术的一般原则为 1 搭接良好的关键在于金属表面之间紧密接触 2 搭接条要有一定的抗振性能 和较大的挠度 3 要保证搭接处或搭接片能够承受可能出现的最大电流 4 搭接条 和搭接金属间应考虑电化学腐蚀的防护 应衬入相应的垫圈 5 搭接条应尽量短 宽 粗 直 以保证搭接的低电阻和小电感 112 怎样实现防雷系统工程 实现防雷系统工程必须根据具体情况 因地制宜 综合分析 全面考虑 将内 外部 防雷措施的众多因素 包括接闪 分流 均压 屏蔽 接地布线 过压保护等作为一个整 体来统一考虑 113 电子加速运动的结果如何 电子在电场中的加速运动可以产生三种结果 第一种是使中性的大气分子或原子的价 电子被打出来 变为正离子 第二种是电子与中性分子或原子结合变为负离子 第三种是 电子使分子或原子处于激发态而发出光子 这时导电的气体会发出光来 114 气体导电的特点是什么 1 气体导电是一种很复杂的现象 导电粒子不仅有正 负气体离子 也有带电的微 粒以及电子 2 体的导电主要是电子导电性 气体导电中的电流并不与电压成正比 相反当电流 增大时 气体的电压反而下降 3 当大电流在气体中通过时 气体本身温度达到很高 分子或原子处于高能的激发 态 会发出强光 其外层电子也可以脱离原子的束缚而成为自由电子 使气体成为等离子 体 115 试说明雷电的形成过程 雷电是这样形成的 带电荷云团 因静电感应地面产生异性电荷 形成强电场 击穿 空气 形成阶梯式的向地面的先导放电 当先导放电快接近地面时 产生地面向云团的逆 导主放电 异性电荷剧烈中和 出现很大雷电流并伴随着强烈的闪电和巨响 116 闪电的特点是什么 1 一次闪电平均向地面输送 25 库仑的负电荷 2 闪电时云到大地间的电位差上 升到几千万伏特 3 闪电通道中的电流平均可达几万安培 最大可达 20 万安培以上 4 闪电通道的直径一般只有几厘米到几十厘米 5 通道中气体温度可达约 2 万摄氏 度 6 一次闪电释放的能量可达几万千焦耳 7 放电时间仅为几十微妙 117 雷电活动规律有哪些 1 热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷暴多 2 雷暴的频数总是由北向南增加 到赤道最高 3 雷暴的频数是山区大于平原 平原大于沙漠 陆地大于湖海 4 雷 暴高峰月都在 7 8 月份 活动时间大都在 14 22 时 118 哪些地方容易落雷 1 山的东坡 南坡多于山的北坡 西坡 2 靠海一面山坡 3 空旷地中的孤 立建筑物 4 屋顶为金属结构 5 特别潮湿的建筑 6 尖屋顶及高耸建筑物易受 雷击 7 屋旁大树 接收天线 山区输电线 119 现代防雷的重点是什么 特别是现代信息设备耐雷电电磁脉冲的过电压能力极差 是现代防雷的重点 可以少 考虑防止直击雷 120 试说明雷电破坏作用 14 1 雷电流热效应的破坏作用 可能会引起火灾 2 雷电流冲击波的破坏作用 会使其附近的建筑物 人 畜受到破坏和伤亡 雷 电的次声波对人 畜都有伤害作用 3 雷电流电动力效应的破坏作用 也有可能使导线折断 4 雷电的静电感应和电磁感应的破坏作用 引起爆炸和火灾 5 雷电反击和引入高电位 6 雷电对人身的伤害 接触电压 闪击或侧闪和跨步电压 121 试说明雷电电磁脉冲的主要物理特性 1 峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度 2 到达峰值的时间 数值愈小 冲击力愈大 3 最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱 是电子设备防雷技术中应特别重视 的参量 4 半峰值时间或到达波尾中间的时间 这个时间越长 热效应越大 容易造成元器 件的损坏 也容易引起火灾 超过 100 s 就属于热闪电了 122 为什么要采用高通滤波器来抑制雷电能量 90 以上的雷电能量都分布在十几千赫兹以内 因此对于通信网路 只要防止十几千 赫兹以内的雷电电磁脉冲侵入 就可以把雷电电磁脉冲的 90 能量抑制 即可以采用高通 滤波器来实现 123 试说明雷电电磁脉冲的传播途径 雷电电磁脉冲传播的途径主要为传导和辐射两大类 1 传导耦合 阻抗耦合 高幅值和快速变化的雷电流将在引下体上产生很高的电位降 静电感应耦合 将产生很高的静电感应电压 电磁感应耦合 产生的感应电压足以使空气击穿放电 电容耦合 产生高电压 2 辐射耦合 辐射的耦合方式主要包括空间电磁波至接收天线的耦合 空间电磁波对电缆的耦合 电缆对电缆的耦合等 124 如何防护雷电电磁脉冲 接闪 屏蔽 均压 等电位 和接地 125 试说明的接地作用和分类 接地的作用主要是防止人身遭受电击 设备和线路遭受破坏 预防火灾和防止雷击 防止静电损害 保障电力系统正常运行 保证电子设备正常工作 按接地的作用分类 接地可分为保护性接地和功能性接地两种 其中保护性接地包括 防电击接地 防雷接地和防静电接地 功能性接地包括工作接地 直流接地 屏蔽接地 信号接地 126 怎样理解功能性接地 功能性接地包括工作接地 直流接地 屏蔽接地 信号接地 其中工作接地是系统运 行中为了防止系统振荡和保证可靠运行的接地 直流接地是为了确保稳定的参考电位 将 电子设备中的适当金属件作为 逻辑地 的接地 屏蔽接地是将电磁干扰源引入大地 抑制 外来电磁干扰对电子设备影响的接地 信号接地是为保证信号具有稳定的基准电位而设置 的接地 127 试说明接地形式 接地形式包括独立接地和共享接地 独立接地是将需要接地的系统均分别独立地建立 15 接地网 已逐渐被共享接地方式所取代 共享接地方式主要有 一点接地 多点接地 混 合接地和环形接地网 128 电子设备的组装包括哪些内容 1 设备内各分机和电路单元的布局与装连 2 电路单元内各种元器件 零部件 的装配和布局 3 各电路单元之间的互连 导线 电缆的布线与装固 4 有关机电 调控系统的安装与调试等 129 组装设计的目的是什么 将各种元器件 零部件按照电路和结构的要求 组装成电路实体和结构实体 以达到 电子设备预期的性能要求 130 电子设备组装设计的任务是什么 1 合理地选择组装方案和组装结构 2 妥善地布置各种元器件 零部件 3 合理安排互连与布线 充分体现电路设计预期的电气性能 实现电子设备的技术指标 达 到预期的功能和可靠性 131 怎样理解单元电路 1 每个单元在电路上具有独特的功能 在结构上具有相对的独立性 2 各单元既 是组装单元又是测试调整单元 在生产时便于组织施工 在设计时便于电路实验和结构设 计 132 元器件布局原则是什么 1 电路单元的元器件布局应保证电性能指标的实现 2 在元器件布局时应考虑 到布线 3 元器件布局应考虑组装结构紧凑 重量分布均衡 排列有序 4 元器件 布局应有利于散热和耐冲击振动 134 怎样布局元器件 1 按电路图顺序成直线排列 2 注意各级电路 元器件 导线之间的相互影响 3 排列元器件时应注意其接地方法和接地点 4 元器件布局时应满足电路对元器件 的特殊要求 135 整流稳压电源的技术要求有哪些 1 保证在最大负荷下保持稳定输出 2 能保持输出电压稳定 并有较高的稳压 系数 3 波纹因数较小 4 电源应具有较高的效率 136 整流稳压电源组装和布局时应考虑哪些问题 1 体积较大 重量也较大 安装布局时应使重量均衡分布 大的元器件放置在底座 上面 2 易出故障的元器件 应安装在便于更换的部位 在布置元器件时应注意保证便 于测试 各种控制旋钮 指示灯 电压表 开关和熔断器等 均应布置在面板的适当位置 3 发热量大的元器件 在布局时应考虑便于散热 应安装在空气容易流通的地方 对某 些怕热元件 如电解电容器等 应布置在远离发热元件的地方 4 高压部分和低压部 分应保持一定距离 5 电源必须与低频电路 特别是放大器隔开 或者把电源的铁芯器 件屏蔽起来 6 对较重的器件安装螺栓必须可靠并采取防松措施 137 放大器的技术要求有哪些 1 低频放大器多用于音频放大 故要求有较好的频率特性 2 中频放大器和高 频放大器应具有适当的增益 3 放大器失真程度要小 4 放大器工作应稳定 不产 生自激振荡 5 要求功率放大器有较高的效率 138 放大器组装 布局时应考虑哪些问题 1 放大器的元器件布局必须按电路顺序直线布置 2 各种变压器 输入 输出 级间 扼流圈之间以及它们和其他元器件之间应相互垂直布置 3 输入导线和输出导 线远离 与放大器无关的导线不能通过放大器 4 要抑制电源对放大器的影响 5 16 布置元器件时应注意接地点的选择 139 试说明高频系统电路元器件的布局要求 1 同一级电路的元器件应以晶体管或集成电路为中心尽量靠近布置 其连