电子产品设计复习.ppt

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Annual Work
Summary Report
2022 - 2023
#2022
第一章
电子系统的定义：
电子系统是指由电子元器件或部件组成的能够产生、传输或处理电信号及信息的客观实体。
电子系统结构层次：系统级、子系统级、部件级、元件级
3、电子系统设计的基本原则　
（1）、满足系统功能和性能指标要求。
（2）、电路简单。经济性和可靠性好。可利用集成化技术实现。
（3）、电磁兼容性（EMC）好。
EMC（Electro Magnetic Compatibility）是"电磁兼容性"。意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
（4）、可靠性高。与系统实际用途及使用环境有关。
（5）、系统集成度高。
集成度高的系统具有电磁兼容性好、可靠性高、制造工艺简单、质量容易控制、性价比高等优点。
（6）、调试简单方便。
（7）、生产工艺简单。
（8）、操作简便。
（9）、性价比高。
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电子系统的设计方法
在自顶向下的过程中，一个复杂的问题(任务)被分解成若干个较小较简单的问题(子任务)，并且一直继续下去，直到每个小问题(子任务)都简单到能够直接解决(实现)为止。对系统进行划分。
自顶向下的设计方法。
自底向上方法与自顶向下方法相反，首先作最低级的决定，其次作较高级的决定，最后建立起整个系统。元件构造部件，部件构造子系统，直至整个系统。
自底向上的设计方法
设计重用，充分利用IP(知识产权)核。
以自顶向下为主导，结合使用自底向上的方法。
1、传感器的定义和组成
传感器：指能感受被测非电量（如物理量、化学量、生物量等）并能按一定规律将其转换成便于处理与传输的电量（也有少数为其它物理量）的器件或装置。
传感器一般由敏感元件、转换元件组成，近代传感器还包含有测量电路和辅助电源。
敏感元件
转换元件
测量电路
辅助电源
非电量
电量
第二章、传感器
2、传感器的分类　
（1）、按被测物理量分
温度传感器、湿度传感器、光传感器、压力传感器、位移量传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。
（2）、按传感器工作原理分
电学式传感器：有电阻式、电容式、电感式、磁电式及电涡流式等。
磁学式传感器：利用铁磁物质的一些物理效应制成，主要用于位移、转矩等参数测量。
光电式传感器：利用光电器件的光电效应和光学原理制成，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。

此处还有电势传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器、生物传感器。
3、传感器的参数
（1）静态参数。
精确度：表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。两者之差为绝对误差，绝对误差与被测量真值之比为相对误差。精确度常用等级表示：、%和1%　。
灵敏度与稳定度：灵敏度表示传感器的输出变化量△Y与引起此变化的输入变化量△X之比。稳定度指在规定条件下，传感器保持其特性恒定不变的能力，通常是对时间而言。
分辨率：指传感器的指示装置对相邻两个值有效辨别的能力，即最小检测量。
滞后：由于外加输入量的方向（正行程和反行程）不同，传感器对同样的输入值给出不同的输出值，不同输出值之差的绝对值为回程误差（回差或时滞误差）
零值误差：表示当输入为零时，传感器输出偏离零位的值。
（2）动态参数。
时间常数、上升时间、稳定时间、过冲量、频带宽度等。
光敏器件定义：
能将光能转变为电信号的器件，常用的半导体光敏器件有光敏电阻器、光敏二极管和光敏三极管。
铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的
铂热电阻特点是测温范围宽、精度高、稳定性好、抗震、耐压、安装方便等。广泛应用于工业测温，以及制造标准的基准仪。
6、光敏电阻器的主要参数
1）亮电阻（kΩ）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值
（一般为1~100K） 。2）暗电阻(MΩ)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值（一般为1~100M） 。3）最高工作电压(V)：指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压4）亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。5）暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。6）时间常数（s）：指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的63％时所需的时间。7）电阻温度系数：指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。8）灵敏度：指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。
光敏三极管具有两个PN结，其基本原理与光敏二极管相同。由于它把光照后产生的电信号又进行了放大，因此具有更高的灵敏度。正常工作时需加一定的反向电压，这样才能得到较大的光电流与暗电流之比。
分为锗管与硅管两种，锗管的灵敏度比硅管高但暗电流较大。
应用时光线尽量与元件芯片垂直，以取得最高灵敏度。
光敏三极管
光敏二极管
原理：PN结施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小。
当无光线照射时，反向电流很小，即暗电流很小；当有光线照射时，在光线的激发下，光敏二极管内产生大量的“光生载流子”，反向电流增大，即光电流增大。
对光线反应有选择性，在特定的光谱范围内才产生光电反应。在特定范围内，对某一波长的光波又有最佳响应，这一波长为峰值波长。不同材料与工艺的光敏二极管，峰值波长不相同。