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布线花费有多糟糕的西班牙工程队200万欧元

2020年11月20日经过杰克赫兹

这是过去一周,西班牙试图推出其第一颗光学成像卫星以悲惨的失败结束 - 并且原因是令人沮丧的避免。

2007年,西班牙推出了一个开发Ingenio的计划,该国是该国首次光学成像卫星的互联网。前进13岁,2000亿欧元,并通过工程师和不可估量的工作该项目终于准备好在上周推出。不幸的是,随着项目参与者希望的,这个项目并没有获得成功。

Ingenio:失败的200万欧元项目

Ingenio:失败了2亿欧元项目。图片来自埃尔帕尼斯

在发射后大约八分钟,控制中心注意到卫星正在远离其建立的路径。然后,卫星在北极的远程区域中丢失了控制,最终失败和崩溃着陆。在分析遥测数据之后,团队确定了失败的原因 - 这是一个工程师最糟糕的噩梦。

罪魁祸首?错误组装的布线

连接到控制火箭轨迹的发动机的电缆是封装在后面。不是设计缺陷,但装配错误。

虽然众多测试程序应该捕获错误,但避免了一种简单的方法是在电缆两端使用具有唯一连接器的电缆。假设可以用两个连接器类型维护恒定的阻抗,并且插入损耗保持最小,该解决方案将无法在错误方向上安装电缆。

变压器廉价设计

这幅图像描绘了20世纪初的一个小型廉价的变压器。EES用于设计绕组并选择最适合设计的电线类型。现在,我们使用较薄的电线,因为它们更便宜 - 但电机燃烧得更快。今天,EES不太熟悉INS和接线外。图片使用的礼貌爱迪生科技中心

这一事件对工程师的必要性来说,不仅是电路设计的更复杂方面的专家,而且还要用看似波纹的技能,如电缆组装和连接器来迎接细节。

这个消息可以教我们另一个有价值的课程。一般来说,布线如何影响设计?

布线影响设计

工程师面临着在选择电缆时,许多考虑因素:我应该使用什么类型的电线(例如,编织,搁浅或固体)?我应该选择哪种材料,铝,铜或金?电线是如何隔热的?

然而,为了本文,我们只会探讨电缆选择可以影响设计的两个基本原因:EMC和传输线路效果。

布线和EMC

关于EMC,选择电缆时要记住的一件事是所有电缆都是天线的事实。通过物理定律,所有导体通过它们从充电和电流产生电气和磁场。因此,电缆可以是信号引起辐射发射和外部污染信号(易感性和免疫)的主要方法。

导体长度与天线效率

导体长度与天线效率。图片来自基思阿姆斯特朗

布线和传输线效应

当互连长度变得大于发送信号的波长时,发生传输线效应。由于物理电缆往往是电气设计中最长的互连,因此它们最容易发生传输线效应。

在这方面的一个重要考虑因素是特征阻抗(Z.0.=√L./C)一条线。这些阻抗是不可避免的,因此可以减轻他们的效果,我们必须选择具有z的电缆0.在互连的整个长度上保持恒定,或者将负载和源匹配到线的特征阻抗。

这就是为什么RF和所有EMC测试设备使用受控阻抗50欧姆传输线缆和连接器。

注意细节

虽然电缆选择和装配通常被忽视的设计方面,但这些细节可能对系统的操作产生巨大影响。是的,西班牙的卫星事件是这一概念的极端插图,但它可以作为工程师的宝贵提醒,以重新审视更少的“迷人”的技能,并提高细节。


有时,最相关的设计失败归结为简单的错误。你有没有听说过这样的错误?EE社区的外带内容可以从此类事件内化?在下面的评论中分享您的想法。