电子产品设计与制作绪论

一目的经过本课程的学习可以使学生进一步掌握根本的相关实际知识，进一步提高实践动手才干，熟习电子产品的设计方法及过程，强化分析问题与处理问题才干，提高创新认识的，逐渐成为具有电子产品设计与开发才干的实际运用型人才。前提条件本课程需求<模拟电路>、<数字电路>、<电子工艺>、<protel99SE>，特别是<protel99SE>，因此，希望大家仔细复习上述课程。三考核规范考核项目比例（%）考核要求笔试60实验30实验预习、实验过程和实验报告出勤率10电子产品电子产品领域非常广泛，根本上我们日常生活都离不开电子产品，但电子产品到目前还没有明确的定义.电子信息产品<电子信息产品污染控制管理方法>第三条第一款给出了电子信息产品的定义电子信息产品，是指采用电子信息技术制造的电子雷达产品、电子通讯产品、广播电视产品、计算机产品、家用电子产品、电子丈量仪器产品、电子公用产品、电子元器件产品、电子运用产品、电子资料产品等产品及其配件随着技术的不断开展，其概念将会不断扩展电子产品的设计方法随着产品类型的不同而有所差别，但普通而言，它包含了以下几方面的内容：总体设计构造设汁可靠性设计工艺设计〔略〕规范化设计〔略〕质量控制〔略〕计量控制〔略〕电路设计电子产品设计概述

设计〔Design〕是一种发明活动，人类在发明社会物质文明的同时也促进了设计的开展。“设计〞一词在日常生活和任务中经常运用，但人们对设计的概念却较为模糊，含义也相对广泛。现代汉语词典中对“设计〞的解释是：正式做某项任务之前，根据一定的目的和要求，预先制定方法、图样等。从上面的定义可以明确，设计是一个思想过程，是构思和发明，将想象以最正确方式转化为现实的活动过程。电子产品的设计就是根据课题的要求，以科学实际为根据，知识技艺为根底，创新构思，将研讨方案予以实现的过程。电子产品设计包括工程技术设计和构造外型设计两个方面的内容。①产品设计是一种有目的的活动；②设计以满足人们的需求为目的；③设计以现代技术程度为条件。电子产品设计概述

一、电子产品设计的要求产品设计关系到众多要素，在设计中处置好它们相互之间的关系，是产品设计的关键所在，产品的设计对产品的性能、本钱具有较大影响。电子产品设计时应按照“平安、可靠、耐用、经济、美观、好造、易修〞的要求进展。1.可靠性2.平安性3.适用性4.经济性5.工艺性6.规范化7.延续性

二、电子产品设计的普通步骤电子产品设计的根本步骤1.设计问题的提出

提出设计问题普通有两种方式：一种是设计人员在生活中自动发现问题；另一种是设计人员接受他人〔普通是上级主管〕要求的设计义务，从而有了一个由他人提出但需求设计人员处理的问题。

要处理问题，设计人员要与义务委托者〔主管指点〕商谈，要进展仔细的调查和深化的研讨，并要弄清问题的梗概，即设计、制造什么？这样设计会产生什么样的结果？为什么要这样？2.设计的预备任务

〔1〕设计目的定位

可以从以下两个方面对设计定位来进展思索：一是设计的目的对象是哪些人？另一个是他们对设计的期望是什么？〔2〕针对问题搜集信息主要有：

用户的动机、需求、价值观念的资料；

产品的制造资料与消费工艺技术资料；

社会的经济环境和市场情况；

竞争对手的相关资料；

产品未来的开展趋势。电子产品设计的根本步骤3.设计的综合构思

〔1〕分析消化信息

将搜集到的资料归纳分类，深化地进展分析研讨，以寻求问题的处理方案。

〔2〕构思的构成

这就是把分析所得到的能够的处理方案与设计目的再进展对比思索，然后提出设计方案的雏形。在这个过程中，发明性思想和技法的运用非常关键。

电子产品设计的根本步骤3.设计的综合构思

〔3〕构思的开展

构思的开展是对设计方案进展深化详细化，使设计创意得到全面表达的过程。在这个阶段，设计者要充分发扬本人的专业专长和表现力，运用各种设计技巧，构成许多系列的方案，常需拿出整机效果图、构造方框图、任务原理图、样机模型等。对设计工程进展全面详细的引见，供义务委托者审阅。电子产品设计的根本步骤4.设计方案的审核

设计方案全部完成之后，设计人员应对方案进展最后的审核、以确定哪种方案为最正确。其中审核要素包括产品的功能、外型、技术、经济、审美等诸多要素，假设有不够完善之处，设计者将再进展修正补充，然后将设计方案正式交付给委托者。5.设计实施监视

当设计方案的审核初步经过之后，为确保设计人员的设计意图得以全面准确地实现，要求设计者要与企业消费技术人员和消费组织人员一同处理设计方案在实施过程中出现的问题。电子产品设计的根本步骤6.产品试制试用

当产品的产量确定后，先进展小量试制，以检验设计与消费设备等的配合问题。并将这些小量产品投放市场作短期试用，然后搜集运用资料及消费者反映，再对产品设计作大量上市前的修正。7.导入市场

8.设计的全程管理

电子产品设计的根本步骤三、产品设计的普通方法1、顶层设计法……2、底层设计法……过程与底层设计法相反3、顶层与底层综合设计实践任务过程中，普通首先采用顶层设计方法，根据产品的功能需求分解到各子功能模块，并分配各子功能模块的技术目的。这一过程往往需求经过从上到下和从下到上的反复论证、修正、优化才干满足设计的要求。4、现代电子产品的设计方法——EDA设计

电路设计普通包含模拟电路与数字电路。

模拟电路设计主要依赖于典型电路与功能模块。模拟电路数字化的趋势更加明显。

数字电路的开展经过了分别元件，SSL、MSL、LSL、VLSL。

数字电路设计阅历了逻辑设计、CAD、EDA。

现代的数字系统广泛采用了基于芯片的EDA设计方法。

四、电子产品设计的主要内容1、总体设计根据产品的设计义务、功能、性能的需求，普通采用顶层设计的方法，分析产品应该完成的功能，将总体功能分解成假设干子功能模块，理清主、次功能的相互关系，构成总体方案。经过比较论证、修正、优化构成相对比较完善的最正确方案，同时提出有关构造、可靠性、规范化、质量控制与监视、计量控制、工艺等方面的要求。

总体设计中的几个留意点：〔1〕技术目的〔2〕产品运用环境〔3〕产品的环境目的：温度、器件的选取、湿度〔盐雾〕、三防、振动等。〔4〕关键元器件的采购渠道〔5〕元器件的老化、挑选〔6〕研制技术的风险一个产品的研制，普通都会存在技术上的难点。总体设计在于尽能够利用成熟技术来实现产品的功能，以减小研制风险。对于技术上的难点，应首先进展预先研讨，待技术成熟以后再转入后续的研制〔7〕产业政策与环境评价

四、电子产品设计的主要内容2、构造设计所谓构造，包括外部构造和内部构造两部分。外部构造指机柜、机箱、机架、底座、面板、底板等。内部构造指零部件的规划、安装、相互衔接等。欲到达合理的构造设计，必需对整机的原理方案、运用条件和环境、整机的功能与技术目的及元器件等非常熟习。根据产品的总体要求进展构造设计时，应根据电子产品运用的温度范围、环境要素，设计合理的构造方式和规划,思索能否需求减震、“三防〞等措施，特别是电路的散热问题,设计合理的风道等。四、电子产品设计的主要内容由于：高温会引起电子产品的绝缘性能退化、元器件损坏、资料的热老化、低熔点焊缝开裂、焊点零落等。因此，必需采用合理的散热方式控制产品内部一切电子元器件的温度。

四、电子产品设计的主要内容3、可靠性设计产品的可靠性设计方法，从外表上看都是技术问题，但本质上包含技术和管理两个方面。首先要对产品的可靠性(MTBF〕进展预测，以确定能否满足总体要求。四、电子产品设计的主要内容4、电路设计电路设计普通都包含有模拟电路和数字电路，模拟电路设计主要依赖典型电路及功能模块。数字电路经过了由分别元件、SSI、MSI、LSI到VLSI的开展过程，随着计算机及大规模可编程器件的开展与成熟，数字电路的设计也阅历了从最初的逻辑设计、计算机辅助设计到自动化设计几个阶段。并且随着高速大规模集成器件的迅猛开展，模拟电路数字化的趋势更加明显。四、电子产品设计的主要内容电子产品的设计普通包含以下几个阶段〔过程〕：1、论证阶段(提出研制总要求)2、方案阶段(制定方案论证报告下达义务书)3、研制阶段(制定实施报告)4、验收阶段(出具验收报告)一、论证阶段1、外接研制工程：这一过程是由顾客〔合同工程的需方〕来组织实施的，主要任务是进展产品技术目的、总体技术方案的论证及研讨经费、保证条件、研制周期的预测，构成研制的总要求。我们的主要任务是加强与顾客的沟通、交流，充分了解顾客的需求，并根据顾客的要求进展技术、经济及市场的可行性调研与分析，尽能够向顾客提供分析、论证报告。组织相关技术人员进展合同前评审，包括：产品研制的技术上的可行性经费及研制周期能否合理产品的环境评价〔能否对环境呵斥影响〕研制风险分析经过合同前评审后可与顾客签署合同转入下一阶段研制。研制总要求普通包括以下几个部份：a)产品的功能目的；b)产品的主要技术目的及运用要求；c)初步的总体技术方案；d)研制周期及各个研制阶段的方案安排；e)总的经费及方案阶段经费的预算；f)研制分工的建议。2、自主研制工程：组织人员进展市场调研，分析市场的需求，提供市场调研报告，同时对一样或类似产品进展调研分析，提出产品研制的技术要求，组织相关技术人员对技术要求进展可行性论证，以确定产品的技术要求、经费需求、研制周期预测等，构成工程研制的可行性报告。在此根底上构成工程研制的建议书，报有关部门同意后转入下一阶段。二、方案阶段安排专门的人员或〔普通为总体人员及相关的技术人员〕或部门来组织实施。普通需求任命产品研制的担任人，全面担任方案的论证任务。根据研制总要求，产品担任人组织对方案进展论证、验证等任务，开展关键技术的攻关，并根据方案论证任务的需求进展必要的仿真、验证任务，为产品的设计方案的制定提供技术支撑制定研制方案论证报告研制方案论证报告进展相关的评审后上报有关方面同意研制方案论证报告普通包括下主要内容a)产品总体技术方案及系统组成；b)对主要技术目的调整的阐明；c)可靠性、维修性、测试性、平安性、保证性及规范化的控制措施；d)关键技术处理的情况及进一步的措施；e)产品的性能、本钱、进度及风险分析的阐明；f)产品的本钱和价钱的估算。根据研制方案论证报告及研制总要求，制定研制义务书，上报有关部门同意后转入下一阶段的研制三、研制阶段产品研制担任人根据研制义务书，组织产品的实现谋划，编制以下产品研制的谋划文件：a)产品研制的方案；b)产品研制的质量方案；c)产品研制的质量监视方案；d)产品研制的实施方案；e)产品的可靠性、维修性、测试性、平安性、保证性方案；d)产品研制的风险评价报告组织对总体技术方案进展细化，编写产品的研制实施方案，评审上报同意后实施实施方案普通包括以下内容a)总体技术方案及系统〔设备〕组成，主要功能目的及运用要求的阐明；b)功能模块〔分机〕技术方案；c)关键技术突破情况及进一步处理措施；d)软件构造框架；e)内、外接口关系；f)构造设计框架；g)主要配套件落实情况；h)可靠性、维修性、测试性、平安性、保证性要求；i)产品本钱及价钱估算；j)产品性能、本钱、进度、风险的分析阐明。产品担任人根据产品的实施方案，编制下发产品设计的输入文件主要包括：a)<规范化大纲>；b)<元器件大纲>〔必要时〕；c)<设计一致要求>〔电气、构造等〕；d)“五性〞大纲或任务方案〔可靠性、维修性、测试性、平安性、保证性〕；e)<分机设计义务书>；f)<构造设计义务书>；g)<软件开发义务书>；h)<软件开发方案>；i)<软件质量保证方案>；j)<软件配置管理方案>；k)<软件需求阐明>。相关技术人员根据以上输入文件，开展电路的设计和专题研讨、实验，进展可靠性、维修性的设计和估计分配，完成技术报告完成技术报告主要包括以下内容a)技术设计报告；b)构造设计报告；c)电磁兼容设计报告〔注：也可作为设计报告的一章〕；d)缺点自检系统〔BIT〕设计报告〔注：也可作为设计报告的一章〕；e)软件设计文档〔可分为软件概要设计阐明、软件详细设计阐明〕；f)五性设计〔可靠性、维修性、测试性、平安性、保证性〕报告；g)功能特性分析报告；h)关键件〔特性〕、重要性〔特性〕工程明细表；i)关键技术研制及实验结果报告；j)辅助、配套设备〔如模拟器等〕研制情况报告〔无辅助、配套设备此项可免