1.2 电子设备结构设计的内容

电子设备的设计通常包括线路设计和结构设计。线路设计是根据产品的性能要求和技术条件，确定设计方案，初定方框图和电路图，在此基础上进行必要的计算和试验，最终确定线路图并选定元器件及其参数。电子设备的结构设计是根据线路设计提供的资料和数据并考虑电子设备的性能要求和技术条件等，合理地布置元器件，使之组成部件或电路单元，同时还要与其他单元连接起来，进行机械设计和防护设计等，最后组成一台完整的产品，给出全部工作图纸。

目前，电子设备的结构设计包括以下几个方面内容。

（1）整机组装结构设计（总体设计）

根据产品的技术要求和使用的环境条件，整机组装结构设计的内容如下所述。

① 环境防护设计：包括元器件、组件及整机的热设计；防腐、防潮和防霉设计；振动与冲击隔离设计及屏蔽与接地设计等。

② 结构件设计：包括机柜、机箱（或插入单元）、机壳、机架、底座、面板、把手、锁定装置及其他附件的设计。

③ 机械传动装置设计：根据信号的传递或控制过程中，对某些参数（电或机械）的调节和控制所必需的各种机械传动组件或执行元件进行设计。

④ 总体布局：在完成上述各方面的设计之后，合理地安排结构布局，相互之间的连接形式以及结构尺寸的确定等。

（2）热设计

产品的热设计是指对电子元器件、组件以及整机的温升控制，尤其是对于高密度组装的产品，更应注意其热耗的排除。温升控制的方法包括自然空冷、强迫空冷、强迫液冷、蒸发冷却、温差电制冷和热管传热等各种形式。

（3）电磁兼容性设计

产品中的数据处理和传输系统的自动化要求各系统有良好的抗干扰能力。因此，应进行电磁屏蔽与接地等设计，以提高产品对电磁环境的适应性。其措施包括噪声源的抑制、消除噪声的耦合通道和抑制接收系统的噪声等。

（4）防腐设计

严酷的气候条件会引起电子设备中金属和非金属材料发生腐蚀、老化、霉烂和性能显著下降等各种现象。因此，应根据产品所处环境条件的性质和影响因素的种类和作用强度的大小来确定相应的防护措施，设计合理的防护结构，选择耐腐蚀材料，应用新的抗腐蚀方法。

（5）机械传动装置设计

产品在完成信号的产生、放大、变换、发送、接收、显示和控制的过程中，必须对各种参数（电的或机械的）进行调节和控制。因此，需要设计相应的机械传动装置或执行元件来完成这个功能。这里除了常规的机械传动装置设计外，主要是与电性能密切相关的转动惯量、传动精度、刚度和摩擦等问题的设计。

（6）结构的静力与动力计算

对于运载工具中使用或处于运输过程中的电子产品，则要求有隔振与缓冲措施，以克服由于机械力引起的材料疲劳应力和结构谐振而对电性能的影响。对于薄壁和型材的机柜（机壳）结构，则还要考虑结构的强度、刚度和稳定性问题。

（7）连接设计

产品中存在着大量的固定、半固定以及活动的电气接点，实践证明，这些接点的接触可靠性对整机或系统的可靠性有很大的影响。因此，必须正确地设计和选用固定连接的工艺，如钎焊、压接和熔接等。同时，还应注意对各种接插件和开关件等这些活动连接件的选用。

（8）人机工程学在结构设计中的应用

产品既要满足电性能指标的要求，又要使产品的操作者感到方便、灵活和安全，同时外形必须美观大方。这样就要求用人机工程学的基本原理来考虑人与产品的相互关系，设计出符合人的生理和心理特点的结构，更好地发挥人和机器的效能。

（9）造型与色彩的设计

产品的造型具有实用功能和使用功能，而电子产品的色彩可以给人以美的享受。优秀的造型与色彩设计既可以节省物力和财力，又可以获得最大的经济效益。

（10）可靠性试验

根据技术条件要求和产品的特殊用途，有时要对模拟产品和试制产品进行可靠性试验或人工环境试验，分析试验的结果，验证设计的正确性和可靠性指标。

由此可见，电子设备的结构设计包含着相当广泛的技术内容，它是一门边缘学科，包括有力学、机械学、化学、电子学、热学、光学、工程心理学和环境科学等多门基础学科的综合应用。本教材不可能对上述的各个方面进行全面阐述，而只能重点地介绍有关设计的部分重要内容。