14
5-500R < 0.8v => R>4.2/500=8.4k
15
Vcc
R
VH
Io
Io
200μA
200uA *15K=3V 选 10K 可用。
24V 10Ω±10%
最坏电路情况分析，R 取最不利的数 值 最高的器件环境温度 Ta 最高的电 压 Vmax 降额余量 最大的阻值 误差 R-ΔR
16
1.1 、设计调查表 1.2 、导致问题的常见应力 1.3 、分析方法
3
1.1、设计调查表
1. 环境因素 2. 人的因素 3. 关联设备的因素
4
1.2、常见故障应力
过渡过程应力及超调对输入端器件的影响
5
感性负载、容性负载对驱动电路的影响分析
6
环境条件影响
7
单一故障与系统分析方法
8
1.3、分析方法
工程计算与容差分析
P
95.4%
-2σ
+2σ
U
-σ +σ
68.3%
-3σ
+3σ
99.73 %
9
最坏电路情况分析法
±5%？
±5%？
±10%
10
精度分配方法
1. 得到系统的总精度要求 2. 找出影响总精度的各分模块 3. 推导出系统输出值与各模块测控物理量的工程计算公式 4. 根据工程计算公式，做微分运算，推导出影响总精度的所有要素，然
MT48LC8M16A2 Datasheet.pdf
19
面板复位电路抗干扰电容
1. 面板复位是静电非常敏感电路；处理方式如图
2. 电容典型值 560pF
4. 双向 TVS 管选择结电容较小的 管 子，结电容<1000pF
20
3. 增加 R 进行限流
去耦电容的谐振频率及选择
电容值 1.0uF 0.1uF 0.01uF 1000pF 500pF 100pF 10pF
26
2.4、晶振及振荡电路选型计算
27
1、不振时候，晶振表现为静电容 C0，与晶片几何尺寸、 电极面积有关，约几个 PF 到几十 PF。
3、晶片的弹性用电容 C1 等效， 0.0002～0.1pF；
2、振荡时，振动惯性等效为电感 L（几十 mH 到几百 mH）；
4、晶片振动摩擦造成损耗， 等效为 100Ω 的电阻。
通孔插装（0.25 inch 引 线）
2.6MHz 8.2MHz 26MHz 82MHz 116MHz 260MHz 821MHz
表面贴装（0805） 5MHz 16MHz 50MHz
159MHz 225MHz 503MHz 1.6GHz
21
电容谐振频率举例
容值越小，谐振频率越高，
ZC
实际电容
理想电容
准为 0.3，电源输出级及一般应用环境推荐降额标准为 0.5。
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过孔的寄生电感较大，近似计算公式：
L 是过孔的寄生电感，nH h 为过孔 的长度，和板厚有关，inch d 为过 孔直径，inch。 举例： 过孔的长度为 63mil（对应电路板厚度 1.6mm），过孔直径 8mil，得：
24
参数如下：容值：C=0.01uF，0805 封装，自身 ESL=0.6 nH； 一个过孔的寄生电感：Lmount=1.5nH。
压峰值的 1.2—1.5 倍。 3. 铝电解电容器额定电压的 1.3 倍作为电容器的浪涌电压； 4. 工作电压高于 160V 时，是额定工作电压+50V 作为浪涌电压； 5. 钽电容耐电压冲击性较差，回路中需串联保护电阻，阻值 3Ω/ V。 6. 钽电解电容降额要高。在电源输入级或低阻抗环境中使用时，推荐降额标
安装前，自谐振频率：
安装后，总寄生电感：0.6+1.5*2=3.6nH =
安装前后，电容谐振频率偏移，对于小电容，高频去耦特性被消弱。
25
2.3、电感选型计算
UL=L*di / dt，电感上的电流不会突变。 假设电感电路中流过的电流 i= Im*sinωt，则： UL = L*di/dt = L* Im*dsinωt/dt = L* Im*ω*cosωt
28
1. 晶振的负载电容=【（Cd*Cg）/（Cd+Cg）】+△C Cd、Cg 为晶振两脚的接地电容 △C 一般取 7-8pf
嵌入式系统软硬件可靠性设计
目录
1、嵌入式电子系统可靠性设计基础与分析方法 2、常用器件失效机理与设计应用 3、失效特征与失效分析方法 4、嵌入式软件可靠性设计规范 5、结构和电气结合的可靠性问题 6、可靠性测试用例设计
2
1.3、分析方法（工程计算与容差分析、系统分析方法、测试方法）
1、电子系统可靠性设计基础与分析
2.11 数字与模拟 IC 器件选型 2.12 电源可靠性设计 2.13 开关类器件 2.14 二极管三极管 2.15 电控机械器件 2.16 接地
13
2.1、电阻选型计算
=5V
<100μA
VVLH≤≥0.82VV（（VVLHmmainx） ）
500μA
5-100R > 2v ==> R<3/100=30k
5、原理测试与一致性测试
2、常用器件失效机理与设计应用
2.1 电阻选型计算 2.2 电容选型计算 2.3 电感选型计算 2.4 晶振及振荡电路选型计算 2.5 散热器件 2.6 光电器件与接口器件选型 2.7 线缆与接插件选型计算 2.8 保护器件选型计算 2.9 滤波器件选型计算 2.10 PCB 板布线工艺
后按照工程经验将精度要求指标分配给各影响参数 5. 分析工程设计上是否能实现各器件或模块级的被分配精度要求 6. 能实现则照此精度分配结果进入工程设计阶段；不能实现则回到第 4
步，继续调整局部精度要求，反复第 4-6 步骤的内容。
11
测试方法
12
1、模拟测试 2、工程计算 3、电子仿真 4、规范审查
时钟输出匹配电阻
一般器件输出阻抗为十几 Ω
串联 22～51 Ω 进 行匹配
Output
PCB 走线阻 抗 90Ω50～
R
17
2.2、电容选型计算
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纹波 50mV
C=nI*（dt/dV）
I=Cload*(dU/dt)
n*I 选择更大余量电容带 来的问题：更大封装引起的 ESL 增大 V=L*（di/dt） =1.5nH*(di/dt)
1/2 LC
f
C
L
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引线长 1.6mm 的陶瓷电容器
电容量 谐振频率(MHZ)
1 F
1.7
0.1 F
4
0.01F
12.6
3300 pF
19.31100 pF Nhomakorabea33
680 pF
42.5
330 pF
60
1. 不用过载电压，电容额定电压值>实际 DC 电压+纹波电压叠加的峰值电压。 2. 滤波电路中，不按照电路的额定电压选取电容耐压，而按照噪声加载后电