系统设计和抗干扰技术概要.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,YANGTZE NORMAL UNIVERSITY,系统设计和抗干扰技术,主要内容,1.,微机,系统设计,2.,微机系统,抗干扰,设计,3.,型式试验,与,电磁兼容,试验,4.,智能仪器仪表,产品,研发,1.微机系统,设计,主要内容,8位,外部数据总线单片机系统基本构成,16位,外部数据总线的扩展,8位外部数据总线单片机系统基本构成,VR=MAXVbat,VCC,CEOUT=CEIN NORMAL,CEOUT=1 NONORMAL,CPU通过WDI在规定的时间内不断给MAX691复位，否则MAX691给CPU复位,10.1.2 16位数据总线的扩展,16位数据总线中的地址总线：用,A1A13,对应两片8K 2764的,A0A12,，总线的,A0不接,。,CCR.1=0或BUSWIDTH=0,外部采用16位地址,/8,位数据总线,CCR.1=1且BUSWIDTH=1,外部采用16位地址,/16,位数据总线,当,CCR.1=1,时，可以构造成动态外部数据总线模式，,靠BUSWIDTH来控制,，如果为16位的数据总线，则译码线取反后反过来控制CPU以16位的外部数据总线来操作外围芯片。,二、PC机XT/AT总线的16位扩展,PC机16位外部数据的扩展和96单片机一样，外部16位数据总线的地址空间的片选线需要,反送一个信号通知PC机以16位方式进行读写,。,三、16位数据总线中的地址总线,用A1A13对应两片8K 2764的A0A12，总线的A0不接。,当16位寻址（如2000H、2001H）时，对两片2764来说是同一地址2000H，但2764A的数据进入D8D15（2001H的内容），而2764B的数据进入D0D7（2000H的内容）。,四MAX691电源监控、掉电保护及复位电路,CEOUT=CEIN NORMAL,CEOUT=1 NONORMAL,CPU通过WDI在规定的时间内不断给MAX691复位，否则MAX691给CPU复位,VR=MAXVbat,VCC,2.微机系统抗干扰设计,主要内容,10.2.1 主要干扰源,（）,10.2.2 电源和接地干扰,10.2.3 便携仪器的电源设计,（）,10.2.4,I/O,通道干扰,10.2.5 空间静电干扰,10.2.6 印刷电路板抗干扰设计,10.2.7 软件抗干扰设计,主要干扰源,电源和接地干扰,一、电源干扰（自学）,二、接地干扰（自学）,三、电源和接地抗干扰设计（自学）,隔离、滤波等,四、DC/DC(AC/DC)模块,（）,DC/DC电源电源连接图,保险,熔断丝,自恢复,瞬态二级管,压敏电阻,大于额定值R=0,小于则R=,大电容,输出滤波电容（大小各1个）,便携仪器的电源设计,便携仪器的供电系统提供,大于5V,的动态电压，我们需要设计专门的电路来,将大于5V动态变化的电压转化成标准的微机电源电压（5V/3V)。,例如：如果我们利用,9V的电池（6-10V）,来提供,5V,的便携仪器电源，则可用如下电路：,便携仪器仪表的电源设计（续）,输入612V,输出5V,输出-5V,一防止线间串扰措施,1、,强弱,信号、,高低频,及交直流信号,分开走线,2、,电源,和,信号分开,走线,3、经过噪声,处理后,的和,未处理者分开,4、,传输线,应尽量,远离大功率器件,5、,传输线,应尽量,短,二、,双绞线,传输,对外磁场相邻的相反,受干扰电流方向相反,I/O通道干扰,空间静电干扰,抑制静电放电干扰的措施,1、,CMOS器件输入引脚不能浮空,，设法降低输入电阻，当用CMOS器件与长线连接时，应通过一个TTL缓冲门电路后再与长传输线相连；,2、环境,越干燥,，,越容易产生静电,；,3、机房地板应,使用绝缘性差的材料,；,4、采用,良好的接地,。,印刷电路板抗干扰设计,一、地线设计,（）,（,实例,）,二、电源线布置,（）,三、去耦电容的配置,（）,四、印制板的尺寸与器件布置,五、其他抗干扰措施,软件抗干扰设计,一数字滤波（？）,1、通过程序将明显不合理者剔除,（）,2、算术平均值法,（）,3、比较舍取法,（）,4、中值法,5、一阶递推数字滤波法（Y,n,=aY,n-1,+bX,n,),（）,6、加权平均法,7、复合法,（）,软件抗干扰设计（续）,二、控制失灵的软件对策,1、软件冗余(算法冗余，变一次判断为实时循环）,2、设置输出状态寄存器（实时输出）,3、设自检程序,（）,软件抗干扰设计（续）,三、防止程序跑飞的措施,1,减少中断,及中断处理内容，随开随关（判断、清WDI和处理全部在主程序）,2.,设置监视跟踪定时器,3.设置,软件陷井,4开关信号加,延时去抖,判断,5.通信中应加,同步判断,、,数据校验,等,3.型式试验与电磁兼容,主要内容,10.3.1 型式试验,（）,10.3.2 电磁兼容,型式试验,一试验的分类,试验分为,型式试验、例行试验,和,研究性试验,三类。,1、型式试验（续）,1）,新产品定型,、,投入批量生产前进行全部项目的型式试验,，包括外观检查、绝缘试验、工作性能试验、浪涌电压试验、低温试验、高温试验、湿热试验、振动和冲击试验、耐受腐蚀性大气试验、灰尘、湿热和高温综合试验、水密性试验、装车运行试验。,型式试验（续1）,2）,经常生产的定型产品，每隔三年,应进行外观检查、绝缘试验、工作性能试验、浪涌电压试验、低温试验、高温试验、湿热试验、振动和冲击试验、耐受腐蚀性大气试验、灰尘、湿热和高温综合试验、水密性试验。,型式试验（续2）,3）,不经常生产的定型产品，间隔三年或三年以上再生产,时应进行外观检查、绝缘试验、工作性能试验、浪涌电压试验、低温试验、高温试验、湿热试验、振动和冲击试验、耐受腐蚀性大气试验、灰尘、湿热和高温综合试验、水密性试验。,型式试验（续3）,4）,定型产品的结构、工艺、材料或生产厂家改变,可能影响产品质量时，应进行外观检查、绝缘试验、工作性能试验、浪涌电压试验、低温试验、高温试验、湿热试验、振动和冲击试验、耐受腐蚀性大气试验、灰尘、湿热和高温综合试验、水密性试验中部分项目或全部项目的型式试验；,型式试验（续4）,5）定型产品用于其它型号机车时，应进行,性能试验和浪涌保护检验,。,进行型式试验的,样品应从例行试验合格,的产品中抽取，抽样规则按国家标准GB 2828和GB 2829规定，,样品数量不应少于2台,。,型式试验（续5）,规定的型式试验项目在,全部样品上都合格时，该批产品合格,；样品中不合格项目超过一种时，该批产品不合格；样品中不合格项目不超过一种时，允许进行一次性修改，然后重新试验原不合格项目，若再有任何不合格品，则该批产品不合格。,型式试验全部项目应在,同一次抽样的样品上进行,。,2例行试验,对,每台,出厂的电子装置，制造厂,都应进行例行试验,。,经用户与制造厂双方协商，用户也可以在交货的产品中进行,抽样检查试验,，以验证例行试验结果。,3研究性试验,用户与制造厂有特殊要求时可以进行某些项目的研究性试验，,以获得某些特殊资料和数据，供设计、制造和使用上参考,。研究性试验的结果不能作为评判产品合格与否的依据。,二型式试验举例,机车轴承温度检测报警装置检验细则,1、总则,2、试样,3、工作性能试验,4、结果判定 (,详细,）,1）外观检查,外观质量,不应有影响使用的缺陷,，外形尺寸、安装尺寸、布线、零部件安装、焊接质量应符合图纸要求。电路板的原件安装、表面涂敷、接线和焊接质量应符合图纸要求。,2）绝缘电阻测量及介电强度试验,用500V兆欧表分别测量装置的110V电路部分对低压电路（总线插座、通信插座）及机壳间的绝缘电阻,不小于2M,；低压电路对机壳间的绝缘电阻不小于2 M.,在,110V电路,部分与低压电路及机壳间施加工频,电压1000V,历时1min,，装置应无击穿与闪络现象。,在,低压电路与机壳间施加工频电压500V,历时1min,，装置应无击穿与闪络现象。,3）工作性能试验,（1）自检,（2）温度循检试验,（3）循环检测周期测试,（4）超温报警试验,（5）开路、短路、复位试验,（6）工作电压范围检查,（7）传感器编码及替换试验,（8）密封性能试验,（9）转储功能试验,（10）记录功能检查,4）浪涌电压试验,按,TB/T1394-93第5.5条,的规定进行:浪涌电压加在装置上与外部电路直接连接的端子或连线与电源零电位点之间。采用图11.7所示电容放电电路产生的波形进行试验，参数如下：,幅值：U=1.8kV3%持续时间：D=50s20%,阻抗：Z=10020%d=1s20%,5)低温性能试验,按,TB/T1394-93第5.6条,的规定进行：将装置放入低温试验箱内，装置不接通任何电源。在等于或,大于0.5h内将箱温从正常试验环境（2510）逐渐降至-2510,并在此温度下保持2h.,这个期间从低温箱内几个温度测量仪表测得的温度一致时开始计算。,在2h之末给装置接通电源，检查其工作性能。,检查完毕切断装置电源，将箱温再降到-403,在此温度下保持16h,然后取出被试装置，除去水滴，在正常的大气条件下恢复12h，然后再次检查其工作性能。,在-25环境条件下重复本细则工作性能试验中的第1项和第四项试验。,在经-40存放恢复后，重复本细则工作性能试验中的第1、2、4项试验。,6）高温性能试验,按,TB/T1394-93第5.7条,的规定进行：将装置放入高温试验箱内，给装置接通电源，使之处于工作状态。随后在等于或大于,0.5h内将箱温从正常试验环境温度（2510）逐渐升高到702。达到这个温度后装置在箱内保持6h。,这个期间应从高温试验箱内几个温度测量仪测得的温度一致时开始计算。这个期间之末，在箱温保持702的情况下，检查其工作性能。,在70环境条件下各点显示温度应正常，重复本细则第工作性能试验中的第4项试验。,7）湿热试验,按,TB/T1394-93第5.8条,的规定进行：,将通过工作性能试验的样品放入湿热试验箱内，装置不接通电源不加包装，将箱温调至253并保持此值，相对湿度调至4575%进行26h稳定温度处理。在最后1h，内，将箱内相对湿度提高到95%,温度仍保持253。,稳定阶段之后循环开始，使箱温在,2.53.5h内由253连续升到552,这期间除最后15min内相对湿度不低于90%外，升温阶段相对湿度都不应低于95%，以使试样表面产生凝露。然后在温度为552的高温高湿环境下保持到从循环开始计算起,120.5h止,。这一阶段的相对湿度，除最初的15min和最后的15min不低于90%外，均应为933%。,然后在,36h,内，将箱温由552降至253。在开始1.5h内按下述速度降温，即在3h15min内温度从552降至253。这期间的相对湿度除最初的15min内不低于90%外，其它时间均不低于95%。,降温之后，温度保持253，相对湿度不低于95%，直至,24h循环,结束。,最后将样品放在,正常的试验大气条件下恢复12h,，恢复后,立即进行工作性能试验和绝缘试验,，并要进行外观检查。,湿热试验后重复本细则第工作性能试验中的第1、2、4项试验。,8）振动与冲击试验,按,TB/T1394-93第5.9条,的规定对装置进行振动与冲击试验：,装置安装在试验台上，调节振动试验台频率（f），使之在不少于4min时间内，由1Hz逐渐变化到100Hz，其振幅（A）按如下规定调整：,A=25/f mm f=110Hz,A=250/f mm f=10100Hz,装置接通电源处于工作状态，在,三个方向分别承受2h的耐振试验,。若已找出共振频率，耐振试验应在共振频率下进行。若找不到共振频率，就在10Hz频率下进行。振幅按上述规定调整。装置应无紧固件松动及机械损伤，各点温度显示应正常，无误报警等异常现象。,4结果判定,两套试样都能通过,本试验细则第1至第8项试验,则判定本次试验合格,。否则判定本次试验为不合格,3.2 电磁兼容,一、电磁兼容性设计及内容,二、电磁兼容性标准,三、常用名词术语,四、电磁兼容试验,（,详细,）,在“机车轴温监测报警装置”的电磁兼容试验中，采用了欧盟的EN50121-3-2标准。试验内容如下：,序号,试验项目,等级,限值,性能评判,1,浪涌抗扰度,3级2KV,-,B,2,电快速瞬变脉冲群抗扰度,电源线：3级2KV,信号线：4级2KV,-,A,3,静电放电抗扰度,3级接触放电6KV,空气放电8KV,-,B,4,射频电磁场辐射抗扰度,20V/M,-,A,5,电源端骚扰电压,-,79/73dBuV,-,6,射频场感应的传导骚扰抗扰度,3级10V,-,A,7,电磁辐射骚扰,-,40/47dBuV/m,-,4.机电测控系统产品开发的基本思路,主要内容,10.4.1基本开发思路,10.4.2市场调查与预测,10.4.3构思比较,10.4.4方案的评价,10.4.5 详细设计,10.4.6 系统设计中的质量控制,10.4.7 制造工程质量管理（,详细,）,本章小结,本章主要介绍了：智能仪表,最小微机系统,（含8/16总线扩展）、,电源技术,、,抗干扰技术,以及,型式试验,和,电磁兼容,试验等。,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,44,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,44,赠送精美图标,