第2章 光电系统基本设计原则.pptx

光电系统课程设计(2016)第二章光电系统基本设计原则
主要内容:
成本设计
热设计
电磁兼容性设计
机械性能设计
可维修性设计
人体工艺和美学设计
工艺特性设计
高新技术的应用
1. 成本设计
影响成本的几个因素
元器件方面
精度:A/D的分辨率,运放的零点漂移等
速度:CPU的主频,A/D的采样速率等
功耗:笔记本与台式机CPU的差异
温度等级: 相对成本
民用 0 ~ 70℃ 1
工业-40 ~ 85℃ 2 ~ 4
军用-55 ~ 150℃ 10 (出口限制)
封装:陶瓷,塑料,金属外壳
批量大小:零售,批量
印制板
板材:陶瓷,环氧树脂,聚四***乙烯--- 挠性
层数:单面,双面,多层
工艺:有铅/无铅,孔径
表面处理:字符,阻焊,焊盘处理(喷锡、沉金、沉银)
线条复杂程度:
加工周期:1 – 15天
批量:单件,成批生产
设计误区: 用的器件越好,代表设计水平越高 用的器件越好,系统的性能会越高
降低成本的主要措施
物尽所用,量体裁衣 在满足系统总体性能的前提下,器件性能够用即可。
硬件软化
在不影响系统性能的情况下,能够用软件实现的功能尽量用软件实现, 可降低硬件成本, 设计灵活.
典型例子:
键盘防抖动
数字滤波器设计
充分挖掘CPU的系统资源
单片机上的可用资源:
中断控制器
定时器/计数器
WDT(看门狗)
存储器:FLASH_ROM SRAM
串口:SPI I2C UART USB CAN
I/O口
A/D D/A
RTC(实时时钟)
比较器
PWM(脉冲宽度调制器)
QFP(光电脉冲编码器)
LCD驱动器
尽量多的采用新技术
摩尔定律:
集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增
加一倍,性能也将提升一倍,当价格不变时;
新型号元器件集成度高,一片可取代旧器件多片
新器件性价比高
老器件越往后价格越高,直到停产,导致产品的材料、装配及维修成本都很高
摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的!
2. 热设计
发热带来的影响
电路不能正常工作,甚至完全损坏
降低元器件的使用寿命
影响系统精度:
A/D 和 D/A的参考源
运放的零点漂移
光电传感器暗电流、热噪声
能量使用效率低
IN
OUT
PI
PO
PO=k PI k<1
电路中的主要热源
变压器