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消费电子产品
 
来源:本站 发表时间:2018-12-24 点击数:8959次

 

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  英语Consumer electronics,指供日常消费者生活使用的电子产品。消费电子产品在世界各地均有制造,由于中国大陆低成本优势,生产相对集中。

  我国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品,主要包括:电视机、影碟机(VCD、 SVCD、DVD)、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机(CD)等。而在一些发达国家,则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。随着技术发展和新产品新应用的出现,数码相机、手机、PDA等产品也在成为新兴的消费类电子产品。从二十世纪九十年代后期开始,融合了计算机、信息与通信、消费类电子三大领域的信息家电开始广泛地深入家庭生活,它具有视听、信息处理、双向网络通讯等功能,由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如显示卡、存储介质、IC卡或信用卡的读取设备)、嵌入式操作系统以及应用层的软件包组成。广义上来说,信息家电包括所有能够通过网络系统交互信息的家电产品,如PC、机顶盒、HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、智能电视盒、WEBTV等。目前,音频、视频和通讯设备是信息家电的主要组成部分。从长远看,电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会发展成为信息家电,并构成智能家电的组成部分。

  电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速应用最广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。

  第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范围内取代了电子管。五十年代末期,世界上出现了第一块集成电路,它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上,使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。由此认为:电子计算机发展经历了上述四个阶段。

  它属于特定的家用电器,内有电子元件,通常会应用于娱乐、通讯以及文书用途,例如电话、音像教材、电视机、DVD播放机甚至电子钟等。

  自动化程度提高。例如单键操控(One Touch),模糊逻辑(Fuzzy logic),简化使用者的操作。

  有的电子产品由于待机(Standby power)仍须消耗5%到10%的能源。所以凭借不断改善电路的设计,将使用时与待机模式时的耗电量再降低。

  由于技术和产品功能的需要,部分电子信息产品的材料成分中含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有毒有害物质或元素。这些物质的产品在使用中和废弃之后的拆解处理过程中给人体健康和环境带来严重的影响。这些影响都需要进一步规范电子信息产品标识,促进电子信息产品满足环保要求,共同维护生产者、经营者和消费者的合法权益!

  我国制定的《技术移动存储闪存盘通用规范》定稿,经国家标准化管理委员会批准后,发布实施。同时,标准体系内其他的通用规范以及仍在讨论中的智能存储卡技术标准还在进一步研究中。该标准将有利于U盘行业朝着规范化方向健康发展,U盘行业长期以来鱼龙混杂的局面也许将就此终结,此举将使保护U盘消费者的利益有法可依。 U盘行业标准的讨论始于2004年年初。国内U行业累计有上百个品牌,其中存在不少U盘工厂采用劣质电子元器件和劣质芯片制造U盘的黑幕,即所谓的“螺丝刀工厂”。这些U盘工厂生产的产品由于质量低劣,在市场上引起了非常不良的影响,也进一步损害了U盘行业的信誉。但是,由于没有统一的行业标准,国家有关部门也无从对其进行处罚。

  在此背景下,2004年3月,包括中国电子商会、朗科科技(闪存盘发明专利持有者)、普天信息技术研究院、方正科技、Silicom矽谷《U盘闪存制造商》,华旗资讯、TCL等21家单位成立了闪存盘标准工作组,开始就移动存储器相关技术、质量和生产方面的标准展开研究并制订修订方案,以期确保行业的健康发展,保护消费者利益。

  《信息技术移动存储闪存盘通用规范》包括范围、规范性引用文件、术语定义和试验方法等7个部分,对U盘的基本功能、读写速度等性能要求都作了相应规定。

  标准一旦实施,那些采用劣质电子元器件、劣质芯片和过时的低速控制芯片等不合标准的U盘将被判定为不合格产品,这些产品将被禁止在市面上销售,而对于那些制造劣质U盘的U盘工厂来说,也是一次根本上的清除。这是U盘行业从成熟走向规范的标志,标准的颁布和有效实施,有利于U盘市场持续、健康、稳定发展,也是对消费者权益有力的保障。

  按照一般流程,标准的制订过程要经过草案、送审、报批和发布等几个阶段。 2004年11月工作组开始起草移动存储标准草案,2006年4月25日工作组整理出标准的送审稿。同时,工作组已经和中国电子技术标准化研究所合作完成了此项标准的检测平台,以利于标准实施后的第三方认证,为其实施做好了准备。

  此外,U盘通用规范是整个存储标准体系的一部分。存储卡、微型移动硬盘以及MP3、MP4播放器通用规范也已经形成。

  教育电子产业的市场到底有多大、前景如何,一直是行业内关注的焦点。几年来被普遍认为只有几十亿市场规模的电子辞典、PDA等教育电子产业,随着技术的更新与数码时代的来临,吸引了更多的消费人群,市场规模已经扩充到200亿左右。我国有5亿人有学习英语的需求,以5%的购买率为例,将达到2500万台的销售量,以平均每台800元(电子词典、数码学习机售价平均线)价格计算,市场规模将达到200个亿。教育电子产业的发展速度迅猛。以诺亚舟的销售为例,2004年,诺亚舟的销量从2000年的11万台猛增至200万台。从另一个角度分析,数据显示,在大英语产业中,图书以及磁带、VCD等音像产品每年约有350亿的销售额,而英语培训每年也能创造120亿的“辉煌战绩”。2004年以来,教育电子产品通过技术升级,逐渐能替代图书、音像资料、培训所承担的功能,开始瓜分传统产业的蛋糕。

  教育电子行业将成为手机、乳品、汽车润滑油之后,中国又一个借传播迅速打造民族品牌、拓展市场容量的快速增长行业。这一行业的迅速兴起和发展,吸引了社会各界的关注。作为一个新兴行业,教育电子行业究竟如何共同做大、做好这一市场,成为社会各界共同关注和讨论的热点话题。但是,毋庸讳言的是,在一些代表型厂商的过份爆炒之下,这个行业已患上“侏儒症”,还没完全做大,却已暴露过早衰老的迹象。在好记星、E百分、诺亚舟等产品的营销上,无一不是采用“恐吓+利诱”的保健品式手法来俘虏家长,虽然在短时期内取得了辉煌的业绩,却也埋下了市场溃败的隐患。目前,“好记星”的销量在一些重点城市已出现明显下滑的趋势,经营风险已经迫近。学习机行业有如几年前的家电市场,拼广告,比概念,杀价格,抢终端,上演了一场轰轰烈烈的肉搏战:老品牌为了抢占市场狂打广告战,新进品牌靠低价劣质产品浑水摸鱼。随着消费者逐渐趋于理性,可以预见,从今年开始,数码学习机市场竞争的重点将逐渐回归到更加本源的产品和服务创新上来。因此,各品牌开始作出更为理性的战略调整,一线品牌纷纷树立进入壁垒,意图对市场进行清理。学习机行业发展到一定程度,洗牌是一种规律和必然。目前整个行业还处于战国时期,品牌混杂,良莠不齐,急需清理门户。学习机行业将会重新洗牌,那些实力弱小和浑水摸鱼的品牌,结局注定是被淘汰出局。

  电子产品在储存、运输和使用过程中,经常受到周围环境的各种有害影响,如影响电子产品的工作性能、使用可靠性和寿命等。影响电子产品的环境因素有:温度、湿度、大气压力、太阳辐射、雨、风、冰雪、灰尘和沙尘、盐雾、腐蚀性气体、霉菌、昆虫及其他有害动物、振动、冲击、地震、碰撞、离心加速度、声振、摇摆、电磁干扰及雷电等。

  对环境因素的研究主要解决两个基本问题:①如何取得这些环境因素的客观数据;②如何处理这些数据。客观环境因素的数据通常可以部分地从气象环境保护部门取得,但更多的必须通过实测获得。要使实测数据既具有可靠性又有典型性,除需要有完善的调查测试方案外,还必须有能连续、快速和多点记录的仪器。所取得的客观环境数据,如有足够长的记录时间,则可按出现频率进行统计分析。对于要求特别可靠的产品可取客观环境数据的极值,甚至是统计推断的极值,以保证产品在使用中万无一失。对于要求可靠性高的产品,可取客观环境数据出现概率为 1%的数值。对于一般要求的产品,可取客观环境出现概率为 5%,甚至为10%的数值。如客观环境数据记录时间不够长,就要运用数理统计知识对其进行处理。例如,小气候实测调查资料可用相关法延长而推算出历史上可能有的数据;又如,机械振动实测调查资料,可采用包络线法、功率频谱分析法或用时间序列建模法,推算各种概率数值的可能性,然后根据产品的可靠性要求程度取所需的数据。

  通常所用的试验严酷度等级是:①温度(℃):-80、-65、-55、-40、-25、-15、-5、+5、+15、+20、+25、+30、+40、+55、+60、+70、+85、+100、+125、+155、+200;②温度变化速率 (℃/分):0.1、0.5、1、3、5,温度变化速率(℃/秒):1、5;③相对湿度(%):10、50、75、90;④压力(毫巴):300000、50000、10000、5000、2000、1300、1060、840、700、530、300、200;⑤压力变化速率(毫巴/秒):1、10;⑥周围介质(水、空气等)与产品的相对移动速度(米/秒):0.5、1、3、5、10、30、50;⑦降雨(毫米/秒):0.3、1、2、3、6、15。

  ①霉菌:对电子产品危害最大的菌种有黄曲霉、黑曲霉、土曲霉、出芽茁霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、赭色青霉、光孢短柄帚霉、绿色木霉、杂曲霉、球毛壳霉等。这些霉菌最适宜的发芽温度为20~30℃,相应的相对湿度为80%~90%。

  ①雷电:湿热带地区雷暴频繁,如印尼爪哇的茂物市年雷暴日(即出现闻雷声或雷雨现象的天数)达 322天。雷电产生的雷电脉冲波形如图。图中

  2=50微秒。试验时,常用的电压等级(千伏)为:1.5、4、5、6.5。②电气设备的电磁场和机动车辆点火系统产生的电磁场,在距干扰源10米处测得40~1000兆赫频率范围为40分贝(微伏/米)。带电机的电器产生的干扰电压在 0.15~30兆赫范围为66分贝(微伏);在30~300兆赫范围为55分贝(微伏)。当电机功率加大时,干扰电压也将随之增大。高频设备产生的电磁场,在距干扰源 100米处测得的0.15~1000兆赫范围的场强为34~54分贝(微伏/米)。

  这里指的是机械活性物质环境条件。在热沙漠区、砂质海滨区、和干旱内陆区都会发生吹砂现象。在通常情况下,砂粒直径为 0.01~0.1毫米,在砂质荒漠区砂粒平均直径为0.18~0.30毫米。吹尘主要发生在工业烟灰区和干旱风区。灰尘的平均直径在0.0001~0.01毫米间,在多灰尘的极端情况下,浓度可达6×10-9克/厘米3。吹砂和吹尘现象多数出现在气温高、相对湿度小的天气条件下。通常用的试验严酷度等级为:①砂 (克/厘米3):0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10;②尘(毫克/米2·时):1、3、10、30。 化学活性物质环境条件 ①盐雾:空气中悬浮的氯化物液体微粒称为盐雾。盐雾可随风从海上深入到沿海30~50公里处。在船只和海岛上的沉降量每天可达 5毫升/厘米2以上。试验常用的严酷度等级(毫升/厘米2·时)为:1、3、5、10。②臭氧:臭氧对电子产品有危害作用,其常用的试验严酷度等级(毫克/米3)为:0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30。③二氧化硫,硫化氢,氨、氮和氧化物:在化学工业部门,包括矿井、化肥、医药、橡胶等的生产场所,空气中含有许多腐蚀性气体,其主要成分是二氧化硫,硫化氢、氨、氮的氧化物等。这些物质在潮湿的条件下可形成酸性、碱性气体,损坏各类电子产品。试验常用的严酷度等级 (毫克/米3)为0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30、100、300。 机械环境条件 ①跌落:电子产品在使用、运输过程中都会因不慎而跌落。通常试验用的严酷度等级(米)为0.025、0.050、0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0。②摇摆:电子产品在装船使用和运输过程中,要承受船只的摇摆运动。通常试验用的严酷度等级(度/6秒)为±5、±10、±25、45。③恒加速度:电子产品在使用和运输中会经受恒加速度力。通常用的试验严酷度等级(米/秒2)为:20、50、100、200、500、1000。④振动:实际的振动条件比较复杂,可能是简单的正弦振动,也可能是复杂的随机振动,甚至可能是正弦振动叠加随机振动。⑤冲击和碰撞:电子产品在运输和使用过程中常会因冲撞而受损。⑥噪声:在织布车间、大型汽轮发电机车间、船舶主机舱等高噪声场所,噪声可达90~100分贝。喷气发动机工作和火箭发射时,噪声可达140~160分贝。常用的试验严酷度等级(分贝)为140、160。

  随着电子技术应用领域的日益扩大, 电子产品的可靠性问题愈来愈多的困扰着维修人员。影响电子产品可靠性问题很多,其中噪声是最重要方面。所谓噪声即造成人或设备恶劣影响的干扰信号的总称。如:造成人身心不愉快感觉的音响、图像信号,机器错误工作的信号等。对待噪音的态度,犹如对待火灾的一样,事先要有足够的措施,否则既费经费又费时间。在电子产品的设计或试制时,防止噪声的工作条件要留有富裕的容限范围,这是保证设备可靠性的前提。

  由于电子产品的绝缘材料受潮气会降低绝缘度,产生漏电流形成噪声。因此,保管或放置电子产品的场所,一定要干燥,要有足够的防潮措施,要避免放在高度潮湿或混凝土墙脚处。

  由于电子产品的静电作用易吸取灰尘,造成电子元件绝缘度降低和温度升高,因此对电子产品要经常进行清洁除尘。

  电子元件金属部分和空气接触会发生氧化,生锈,改变电阻,造成接触不良,形成噪声。怕生锈的金属或焊接处,要涂上瓷漆来保护。另外,焊接时用的酸性焊剂,用后不清除仍然会使电子元件的金属部分腐蚀,造成接触不良。在有腐蚀气体的地点要有充分防腐措施。

  设备所处环境由于某种震荡或冲击易形成噪声,对设备元件安装或布线固定等方面,要有防震和冲击措施。使用时避免草率、粗暴操作。搬运时不要碰撞、注意轻放。

  对电子产品噪音的检修,首先根据电子产品的噪音或工作失常的状态来判断故障是维修还是改进,然后根据故障查出原因。原来正常的电子产品一旦产生噪声,这是明显故障,需维修。但是,投入使用的电子产品一开始就有噪声,它和环境、使用条件和设备性能有关,这不属维修范围而是明显的改进问题了。维修就是查出噪音缘故“头痛医头,脚痛医脚”就算完成任务,这是比较简单。而改进则是要从头到脚彻底解决噪音的家族问题,这是关键问题。引起电子产品噪声的原因是多种多样,有的噪声仅一种原因引起,有的噪声则由多种原因相互混合引起。按照电子产品的噪声来源可将噪声分为:内部噪音、外部噪音。

  随着CMOS技术不断向深亚微米发展,高度集成的电路同电池续航能力方面的显著进步共同迎来了消费类电子设备的新时代,并开创了无限的可能性。要实现高度集成,就需要我们采用先进的电源与系统管理技术在更小型的封装中处理更高的电流以及更低的系统电压,这进一步加大了对散热管理的要求。此外,随着越来越多的系统实现了便携性,电池供电的重要性也日益提高。必须能够监控系统性能,提高系统效率,并尽可能延长电池的使用寿命,同时不管电池具有何种化学特性,均应实现快速充电,这都是消费类电子产品开发商所要面临的新挑战。为了适应设备小型化的空间尺寸要求,并满足功能升级的需要,电源、电池管理及专用系统功能均要求高度集成的高级解决方案,这些都是成功开展消费类电子系统设计所应解决的重大问题。

  消费类电子应用中的电源管理与供电系统非常先进、复杂。从传统上来说,将不同的系统功能分开来考虑、设计并加以集成,供电与管理通常是随后才考虑到的问题。在许多情况下,都采用不同的稳压器,根据产品功能数量的不同,设备中不同的稳压组件可能多达10个乃至20个。这样的“电源管理”及供电技术成本不菲、效率低下、占用的板级空间也很大,上述问题都会妨碍消费类电子应用目标的实现。对于便携式产品设计工程师而言,高度集成的数控电源及电池管理IC(PMIC)将成为尖端便携式产品系统级发展策略中至关重要的部分。

  就功能丰富的便携式应用而言,延长电池使用寿命的关键在于设计高效的电源电路,并实现智能的电源管理。这种电路正从简单而效率低下的稳压器电路逐渐发展成为开关式稳压器组件。这种过渡对低压应用尤其重要,这也是消费类电子市场的推进力量。通过开关式稳压器可实现更高的效率,这一点也受到机械设计人员的欢迎,因为效率的提高会降低散热要求。同时,随着外部滤波组件的小型化,相同的特性和功能所需的封装也越来越小。但是,开关式电源也确有其弱势,用于产生所需电压(并给低压组件供电)的脉宽调制(PWM)总会给敏感的电路带来更多噪声。此外,这种拓扑还会在轻负载情况下降低效率。

  消费电子应用领域的另一项发展也很引人注目,这就是“升-降压”稳压器件的采用。许多电池供电的应用都需要这种稳压器,因为锂离子电池供电的系统具有VBATT电压特性(见图1),也由于应用所采用的许多IP块都是3.3V的内核逻辑器件。当VIN大于降压模式(VOUT)时,“升-降压”调压器作为线性稳压器发挥作用,不过当VIN下降至低于某一给定阈值时,又会过渡成为升压稳压器。

  为支持电源管理而设计了专用标准产品(ASSP),在IC中实现了高度集成和数字可编程功能,并有助于缩短最终产品的系统设计进程。电源管理ASSP能够方便地实现有关功能,没有它的帮助,我们就不得不采用定制的专用集成电路(ASIC)或综合使用多个单一功能分立器件。ASSP PMIC有助于节约系统制造商的时间,并降低资源消耗与机会成本,进而减少印刷电路板(PCB)的空间占用和系统级成本。

  PMIC是与应用处理器或控制器IC协同工作的混和信号配套芯片。应用处理器或控制器能够提供大量的数字接口及软件功能,而PMIC则可为相应的消费类电子应用提供配套的供电、电池与复位管理。PMIC通常包括实时时钟和一些唤醒功能,从而能实现高效的系统级深度休眠状态。这些特性可利用主机控制器通过廉价的业界标准型I2C串行接口配合一些专用的通用输入输出(GPIO)引脚来控制。用智能中断系统向主机应用处理器或控制器发出有关众多电源管理事件的信号。


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