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內(nèi)容詳情

發(fā)展前景
教育電子產(chǎn)業(yè)的市場到底有多大、前景如何，一直是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。幾年來被普遍認(rèn)為只有幾十億市場規(guī)模的電子辭典、PDA等教育電子產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)的更新與數(shù)碼時(shí)代的來臨，吸引了更多的消費(fèi)人群，市場規(guī)模已經(jīng)擴(kuò)充到200億左右。我國有5億人有學(xué)習(xí)英語的需求，以5%的購買率為例，將達(dá)到2500萬臺(tái)的銷售量，以平均每臺(tái)800元（電子詞典、數(shù)碼學(xué)習(xí)機(jī)售價(jià)平均線）價(jià)格計(jì)算，市場規(guī)模將達(dá)到200個(gè)億。教育電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度迅猛。以諾亞舟的銷售為例，2004年，諾亞舟的銷量從2000年的11萬臺(tái)猛增至200萬臺(tái)。從另一個(gè)角度分析，數(shù)據(jù)顯示，在大英語產(chǎn)業(yè)中，圖書以及磁帶、VCD等音像產(chǎn)品每年約有350億的銷售額，而英語培訓(xùn)每年也能創(chuàng)造120億的“輝煌戰(zhàn)績”。2004年以來，教育電子產(chǎn)品通過技術(shù)升級(jí)，逐漸能替代圖書、音像資料、培訓(xùn)所承擔(dān)的功能，開始瓜分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的蛋糕。
新興行業(yè)
教育電子行業(yè)將成為手機(jī)、乳品、汽車潤滑油之后，中國又一個(gè)借傳播迅速打造民族品牌、拓展市場容量的快速增長行業(yè)。這一行業(yè)的迅速興起和發(fā)展，吸引了社會(huì)各界的關(guān)注。作為一個(gè)新興行業(yè)，教育電子行業(yè)究竟如何共同做大、做好這一市場，成為社會(huì)各界共同關(guān)注和討論的熱點(diǎn)話題。但是，毋庸諱言的是，在一些代表型廠商的過份爆炒之下，這個(gè)行業(yè)已患上“侏儒癥”，還沒完全做大，卻已暴露過早衰老的跡象。在好記星、E百分、諾亞舟等產(chǎn)品的營銷上，無一不是采用“恐嚇+利誘”的保健品式手法來俘虜家長，雖然在短時(shí)期內(nèi)取得了輝煌的業(yè)績，卻也埋下了市場潰敗的隱患。目前，“好記星”的銷量在一些重點(diǎn)城市已出現(xiàn)明顯下滑的趨勢，經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)迫近。學(xué)習(xí)機(jī)行業(yè)有如幾年前的家電市場，拼廣告，比概念，殺價(jià)格，搶終端，上演了一場轟轟烈烈的肉搏戰(zhàn)：老品牌為了搶占市場狂打廣告戰(zhàn)，新進(jìn)品牌靠低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品渾水摸魚。隨著消費(fèi)者逐漸趨于理性，可以預(yù)見，從今年開始，數(shù)碼學(xué)習(xí)機(jī)市場競爭的重點(diǎn)將逐漸回歸到更加本源的產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)新上來。因此，各品牌開始作出更為理性的戰(zhàn)略調(diào)整，一線品牌紛紛樹立進(jìn)入壁壘，意圖對(duì)市場進(jìn)行清理。學(xué)習(xí)機(jī)行業(yè)發(fā)展到一定程度，洗牌是一種規(guī)律和必然。目前整個(gè)行業(yè)還處于戰(zhàn)國時(shí)期，品牌混雜，良莠不齊，急需清理門戶。學(xué)習(xí)機(jī)行業(yè)將會(huì)重新洗牌，那些實(shí)力弱小和渾水摸魚的品牌，結(jié)局注定是被淘汰出局。
環(huán)境條件
綜合環(huán)境
電子產(chǎn)品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中，經(jīng)常受到周圍環(huán)境的各種有害影響，如影響電子產(chǎn)品的工作性能、使用可靠性和壽命等。影響電子產(chǎn)品的環(huán)境因素有：溫度、濕度、大氣壓力、太陽輻射、雨、風(fēng)、冰雪、灰塵和沙塵、鹽霧、腐蝕性氣體、霉菌、昆蟲及其他有害動(dòng)物、振動(dòng)、沖擊、地震、碰撞、離心加速度、聲振、搖擺、電磁干擾及雷電等。
對(duì)環(huán)境因素的研究主要解決兩個(gè)基本問題：①如何取得這些環(huán)境因素的客觀數(shù)據(jù)；②如何處理這些數(shù)據(jù)。客觀環(huán)境因素的數(shù)據(jù)通常可以部分地從氣象環(huán)境保護(hù)部門取得，但更多的必須通過實(shí)測獲得。要使實(shí)測數(shù)據(jù)既具有可靠性又有典型性，除需要有完善的調(diào)查測試方案外，還必須有能連續(xù)、快速和多點(diǎn)記錄的儀器。所取得的客觀環(huán)境數(shù)據(jù)，如有足夠長的記錄時(shí)間，則可按出現(xiàn)頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于要求特別可靠的產(chǎn)品可取客觀環(huán)境數(shù)據(jù)的極值，甚至是統(tǒng)計(jì)推斷的極值，以保證產(chǎn)品在使用中萬無一失。對(duì)于要求可靠性高的產(chǎn)品，可取客觀環(huán)境數(shù)據(jù)出現(xiàn)概率為 1%的數(shù)值。對(duì)于一般要求的產(chǎn)品，可取客觀環(huán)境出現(xiàn)概率為 5%，甚至為10%的數(shù)值。如客觀環(huán)境數(shù)據(jù)記錄時(shí)間不夠長，就要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。例如，小氣候?qū)崪y調(diào)查資料可用相關(guān)法延長而推算出歷史上可能有的數(shù)據(jù)；又如，機(jī)械振動(dòng)實(shí)測調(diào)查資料，可采用包絡(luò)線法、功率頻譜分析法或用時(shí)間序列建模法，推算各種概率數(shù)值的可能性，然后根據(jù)產(chǎn)品的可靠性要求程度取所需的數(shù)據(jù)。
氣候環(huán)境
通常所用的試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)是：①溫度（℃）：-80、-65、-55、-40、-25、-15、-5、+5、+15、+20、+25、+30、+40、+55、+60、+70、+85、+100、+125、+155、+200；②溫度變化速率 （℃/分）：0.1、0.5、1、3、5，溫度變化速率（℃/秒）：1、5；③相對(duì)濕度(%)：10、50、75、90；④壓力(毫巴)：300000、50000、10000、5000、2000、1300、1060、840、700、530、300、200；⑤壓力變化速率（毫巴/秒）：1、10；⑥周圍介質(zhì)(水、空氣等)與產(chǎn)品的相對(duì)移動(dòng)速度（米/秒）：0.5、1、3、5、10、30、50；⑦降雨(毫米/秒)：0.3、1、2、3、6、15。
生物環(huán)境
包括霉菌、昆蟲和動(dòng)物等。
① 霉菌：對(duì)電子產(chǎn)品危害最大的菌種有黃曲霉、黑曲霉、土曲霉、出芽茁霉、宛氏擬青霉、繩狀青霉、赭色青霉、光孢短柄帚霉、綠色木霉、雜曲霉、球毛殼霉等。這些霉菌最適宜的發(fā)芽溫度為20～30℃，相應(yīng)的相對(duì)濕度為80%～90%。
② 昆蟲：對(duì)電子產(chǎn)品危害最大的昆蟲有白蟻、蠹蟲、木蜂、蟑螂等，在熱帶地區(qū)尤為嚴(yán)重。
③ 動(dòng)物：對(duì)電子產(chǎn)品危害最大的動(dòng)物有鼠、蛇、鳥等，在熱帶地區(qū)尤為嚴(yán)重。
電氣環(huán)境
①雷電：濕熱帶地區(qū)雷暴頻繁，如印尼爪哇的茂物市年雷暴日（即出現(xiàn)聞雷聲或雷雨現(xiàn)象的天數(shù)）達(dá) 322天。雷電產(chǎn)生的雷電脈沖波形如圖。圖中T1、T2時(shí)間確定的原則是:與明線連接的電子設(shè)備,宜用T1=4微秒，T2=300微秒的波形進(jìn)行試驗(yàn)；與電纜連接的電子設(shè)備，宜用T1=10微秒,T2=700微秒；與鋼軌或類似傳導(dǎo)體連接的電子設(shè)備,宜用T1=10微秒，T2=200微秒；模擬對(duì)直擊雷產(chǎn)生的反擊宜用T1=1.2微秒,T2=50微秒。試驗(yàn)時(shí),常用的電壓等級(jí)(千伏)為：1.5、4、5、6.5。②電氣設(shè)備的電磁場和機(jī)動(dòng)車輛點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁場，在距干擾源10米處測得40～1000兆赫頻率范圍為40分貝(微伏/米)。帶電機(jī)的電器產(chǎn)生的干擾電壓在 0.15～30兆赫范圍為66分貝(微伏)；在30～300兆赫范圍為55分貝（微伏）。當(dāng)電機(jī)功率加大時(shí)，干擾電壓也將隨之增大。高頻設(shè)備產(chǎn)生的電磁場，在距干擾源 100米處測得的0.15～1000兆赫范圍的場強(qiáng)為34～54分貝（微伏/米）。
其它環(huán)境
這里指的是機(jī)械活性物質(zhì)環(huán)境條件。在熱沙漠區(qū)、砂質(zhì)海濱區(qū)、和干旱內(nèi)陸區(qū)都會(huì)發(fā)生吹砂現(xiàn)象。在通常情況下，砂粒直徑為 0.01～0.1毫米，在砂質(zhì)荒漠區(qū)砂粒平均直徑為0.18～0.30毫米。吹塵主要發(fā)生在工業(yè)煙灰區(qū)和干旱風(fēng)區(qū)。灰塵的平均直徑在0.0001～0.01毫米間，在多灰塵的極端情況下,濃度可達(dá)6×10-9克/厘米3。吹砂和吹塵現(xiàn)象多數(shù)出現(xiàn)在氣溫高、相對(duì)濕度小的天氣條件下。通常用的試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)為：①砂 （克/厘米3）：0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10；②塵（毫克/米2·時(shí)）:1、3、10、30。 化學(xué)活性物質(zhì)環(huán)境條件 ①鹽霧：空氣中懸浮的氯化物液體微粒稱為鹽霧。鹽霧可隨風(fēng)從海上深入到沿海30～50公里處。在船只和海島上的沉降量每天可達(dá) 5毫升/厘米2以上。試驗(yàn)常用的嚴(yán)酷度等級(jí)（毫升/厘米2·時(shí)）為:1、3、5、10。②臭氧：臭氧對(duì)電子產(chǎn)品有危害作用，其常用的試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)（毫克/米3）為:0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30。③二氧化硫，硫化氫，氨、氮和氧化物:在化學(xué)工業(yè)部門,包括礦井、化肥、醫(yī)藥、橡膠等的生產(chǎn)場所,空氣中含有許多腐蝕性氣體,其主要成分是二氧化硫，硫化氫、氨、氮的氧化物等。這些物質(zhì)在潮濕的條件下可形成酸性、堿性氣體，損壞各類電子產(chǎn)品。試驗(yàn)常用的嚴(yán)酷度等級(jí) （毫克/米3）為0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30、100、300。 機(jī)械環(huán)境條件 ①跌落：電子產(chǎn)品在使用、運(yùn)輸過程中都會(huì)因不慎而跌落。通常試驗(yàn)用的嚴(yán)酷度等級(jí)(米)為0.025、0.050、0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0。②搖擺:電子產(chǎn)品在裝船使用和運(yùn)輸過程中,要承受船只的搖擺運(yùn)動(dòng)。通常試驗(yàn)用的嚴(yán)酷度等級(jí)(度/6秒)為±5、±10、±25、45。③恒加速度：電子產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸中會(huì)經(jīng)受恒加速度力。通常用的試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)（米/秒2）為：20、50、100、200、500、1000。④振動(dòng)：實(shí)際的振動(dòng)條件比較復(fù)雜，可能是簡單的正弦振動(dòng)，也可能是復(fù)雜的隨機(jī)振動(dòng)，甚至可能是正弦振動(dòng)疊加隨機(jī)振動(dòng)。⑤沖擊和碰撞：電子產(chǎn)品在運(yùn)輸和使用過程中常會(huì)因沖撞而受損。⑥噪聲：在織布車間、大型汽輪發(fā)電機(jī)車間、船舶主機(jī)艙等高噪聲場所,噪聲可達(dá)90～100分貝。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作和火箭發(fā)射時(shí)，噪聲可達(dá)140～160分貝。常用的試驗(yàn)嚴(yán)酷度等級(jí)（分貝）為140、160。
主攻方向
減低噪聲
隨著電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大, 電子產(chǎn)品的可靠性問題愈來愈多的困擾著維修人員。影響電子產(chǎn)品可靠性問題很多，其中噪聲是最重要方面。所謂噪聲即造成人或設(shè)備惡劣影響的干擾信號(hào)的總稱。如：造成人身心不愉快感覺的音響、圖像信號(hào)，機(jī)器錯(cuò)誤工作的信號(hào)等。對(duì)待噪音的態(tài)度，猶如對(duì)待火災(zāi)的一樣，事先要有足夠的措施，否則既費(fèi)經(jīng)費(fèi)又費(fèi)時(shí)間。在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或試制時(shí)，防止噪聲的工作條件要留有富裕的容限范圍，這是保證設(shè)備可靠性的前提。
創(chuàng)造電子產(chǎn)品可靠性的工作條件
由于電子產(chǎn)品的絕緣材料受潮氣會(huì)降低絕緣度，產(chǎn)生漏電流形成噪聲。因此，保管或放置電子產(chǎn)品的場所，一定要干燥，要有足夠的防潮措施，要避免放在高度潮濕或混凝土墻腳處。
由于電子產(chǎn)品的靜電作用易吸取灰塵，造成電子元件絕緣度降低和溫度升高，因此對(duì)電子產(chǎn)品要經(jīng)常進(jìn)行清潔除塵。
電子元件金屬部分和空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化，生銹，改變電阻，造成接觸不良，形成噪聲。怕生銹的金屬或焊接處，要涂上瓷漆來保護(hù)。另外，焊接時(shí)用的酸性焊劑，用后不清除仍然會(huì)使電子元件的金屬部分腐蝕，造成接觸不良。在有腐蝕氣體的地點(diǎn)要有充分防腐措施。
設(shè)備所處環(huán)境由于某種震蕩或沖擊易形成噪聲，對(duì)設(shè)備元件安裝或布線固定等方面，要有防震和沖擊措施。使用時(shí)避免草率、粗暴操作。搬運(yùn)時(shí)不要碰撞、注意輕放。
提高檢修技術(shù)
對(duì)電子產(chǎn)品噪音的檢修，首先根據(jù)電子產(chǎn)品的噪音或工作失常的狀態(tài)來判斷故障是維修還是改進(jìn)，然后根據(jù)故障查出原因。原來正常的電子產(chǎn)品一旦產(chǎn)生噪聲，這是明顯故障，需維修。但是，投入使用的電子產(chǎn)品一開始就有噪聲，它和環(huán)境、使用條件和設(shè)備性能有關(guān)，這不屬維修范圍而是明顯的改進(jìn)問題了。維修就是查出噪音緣故“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”就算完成任務(wù)，這是比較簡單。而改進(jìn)則是要從頭到腳徹底解決噪音的家族問題，這是關(guān)鍵問題。引起電子產(chǎn)品噪聲的原因是多種多樣，有的噪聲僅一種原因引起，有的噪聲則由多種原因相互混合引起。按照電子產(chǎn)品的噪聲來源可將噪聲分為：內(nèi)部噪音、外部噪音。
電源管理
隨著CMOS技術(shù)不斷向深亞微米發(fā)展，高度集成的電路同電池續(xù)航能力方面的顯著進(jìn)步共同迎來了消費(fèi)類電子設(shè)備的新時(shí)代，并開創(chuàng)了無限的可能性。要實(shí)現(xiàn)高度集成，就需要我們采用先進(jìn)的電源與系統(tǒng)管理技術(shù)在更小型的封裝中處理更高的電流以及更低的系統(tǒng)電壓，這進(jìn)一步加大了對(duì)散熱管理的要求。此外，隨著越來越多的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了便攜性，電池供電的重要性也日益提高。必須能夠監(jiān)控系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率，并盡可能延長電池的使用壽命，同時(shí)不管電池具有何種化學(xué)特性，均應(yīng)實(shí)現(xiàn)快速充電，這都是消費(fèi)類電子產(chǎn)品開發(fā)商所要面臨的新挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)設(shè)備小型化的空間尺寸要求，并滿足功能升級(jí)的需要，電源、電池管理及專用系統(tǒng)功能均要求高度集成的高級(jí)解決方案，這些都是成功開展消費(fèi)類電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)所應(yīng)解決的重大問題。
消費(fèi)類電子應(yīng)用中的電源管理與供電系統(tǒng)非常先進(jìn)、復(fù)雜。從傳統(tǒng)上來說，將不同的系統(tǒng)功能分開來考慮、設(shè)計(jì)并加以集成，供電與管理通常是隨后才考慮到的問題。在許多情況下，都采用不同的穩(wěn)壓器，根據(jù)產(chǎn)品功能數(shù)量的不同，設(shè)備中不同的穩(wěn)壓組件可能多達(dá)10個(gè)乃至20個(gè)。這樣的“電源管理”及供電技術(shù)成本不菲、效率低下、占用的板級(jí)空間也很大，上述問題都會(huì)妨礙消費(fèi)類電子應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于便攜式產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師而言，高度集成的數(shù)控電源及電池管理IC(PMIC)將成為尖端便攜式產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)發(fā)展策略中至關(guān)重要的部分。
就功能豐富的便攜式應(yīng)用而言，延長電池使用壽命的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)高效的電源電路，并實(shí)現(xiàn)智能的電源管理。這種電路正從簡單而效率低下的穩(wěn)壓器電路逐漸發(fā)展成為開關(guān)式穩(wěn)壓器組件。這種過渡對(duì)低壓應(yīng)用尤其重要，這也是消費(fèi)類電子市場的推進(jìn)力量。通過開關(guān)式穩(wěn)壓器可實(shí)現(xiàn)更高的效率，這一點(diǎn)也受到機(jī)械設(shè)計(jì)人員的歡迎，因?yàn)樾实奶岣邥?huì)降低散熱要求。同時(shí)，隨著外部濾波組件的小型化，相同的特性和功能所需的封裝也越來越小。但是，開關(guān)式電源也確有其弱勢，用于產(chǎn)生所需電壓(并給低壓組件供電)的脈寬調(diào)制(PWM)總會(huì)給敏感的電路帶來更多噪聲。此外，這種拓?fù)溥€會(huì)在輕負(fù)載情況下降低效率。
消費(fèi)電子應(yīng)用領(lǐng)域的另一項(xiàng)發(fā)展也很引人注目，這就是“升-降壓”穩(wěn)壓器件的采用。許多電池供電的應(yīng)用都需要這種穩(wěn)壓器，因?yàn)殇囯x子電池供電的系統(tǒng)具有VBATT電壓特性(見圖1)，也由于應(yīng)用所采用的許多IP塊都是3.3V的內(nèi)核邏輯器件。當(dāng)VIN大于降壓模式(VOUT)時(shí)，“升-降壓”調(diào)壓器作為線性穩(wěn)壓器發(fā)揮作用，不過當(dāng)VIN下降至低于某一給定閾值時(shí)，又會(huì)過渡成為升壓穩(wěn)壓器。
為支持電源管理而設(shè)計(jì)了專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)，在IC中實(shí)現(xiàn)了高度集成和數(shù)字可編程功能，并有助于縮短最終產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)程。電源管理ASSP能夠方便地實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能，沒有它的幫助，我們就不得不采用定制的專用集成電路(ASIC)或綜合使用多個(gè)單一功能分立器件。ASSP PMIC有助于節(jié)約系統(tǒng)制造商的時(shí)間，并降低資源消耗與機(jī)會(huì)成本，進(jìn)而減少印刷電路板(PCB)的空間占用和系統(tǒng)級(jí)成本。
PMIC是與應(yīng)用處理器或控制器IC協(xié)同工作的混和信號(hào)配套芯片。應(yīng)用處理器或控制器能夠提供大量的數(shù)字接口及軟件功能，而PMIC則可為相應(yīng)的消費(fèi)類電子應(yīng)用提供配套的供電、電池與復(fù)位管理。PMIC通常包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘和一些喚醒功能，從而能實(shí)現(xiàn)高效的系統(tǒng)級(jí)深度休眠狀態(tài)。這些特性可利用主機(jī)控制器通過廉價(jià)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)型I2C串行接口配合一些專用的通用輸入輸出(GPIO)引腳來控制。用智能中斷系統(tǒng)向主機(jī)應(yīng)用處理器或控制器發(fā)出有關(guān)眾多電源管理事件的信號(hào)。

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