消費電子產品

英語Consumer electronics，指供日常消費者生活使用的電子產品。消費電子產品在世界各地均有製造，由於中國大陸低成本優勢，生產相對集中。

基本介紹

• 中文名：消費電子產品
• 外文名：Consumer electronics
• 作用：指供日常生活使用的電子產品
• 特點：自動化程度提高
• 用處：個人和家庭與廣播、電視有關

內涵

消費類電子產品在不同發展水平的國家有不同的內涵，在同一國家的不同發展階段有不同的內涵。

我國消費類電子產品是指用於個人和家庭與廣播、電視有關的音頻和視頻產品，主要包括：電視機、影碟機（VCD、 SVCD、DVD）、錄像機、攝錄機、收音機、收錄機、組合音響、電唱機、雷射唱機（CD）等。而在一些已開發國家，則把電話、個人電腦、家庭辦公設備、家用電子保健設備、汽車電子產品等也歸在消費類電子產品中。隨著技術發展和新產品新套用的出現，數位相機、手機、PDA等產品也在成為新興的消費類電子產品。從二十世紀九十年代後期開始，融合了計算機、信息與通信、消費類電子三大領域的信息家電開始廣泛地深入家庭生活，它具有視聽、信息處理、雙向網路通訊等功能，由嵌入式處理器、相關支撐硬體（如顯示卡、存儲介質、IC卡或信用卡的讀取設備）、嵌入式作業系統以及套用層的軟體包組成。廣義上來說，信息家電包括所有能夠通過網路系統互動信息的家電產品，如PC、機頂盒、HPC、DVD、超級VCD、無線數據通信設備、視頻遊戲設備、智慧型電視盒、WEBTV等。目前，音頻、視頻和通訊設備是信息家電的主要組成部分。從長遠看，電冰櫃、洗衣機、微波爐等也將會發展成為信息家電，並構成智慧型家電的組成部分。

發展

電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發展起來的新興技術，二十世紀發展最迅速套用最廣泛，成為近代科學技術發展的一個重要標誌。

第一代電子產品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一隻半導體三極體，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點，很快地被各國套用起來，在很大範圍內取代了電子管。五十年代末期，世界上出現了第一塊積體電路，它把許多電晶體等電子元件集成在一塊矽晶片上，使電子產品向更小型化發展。積體電路從小規模積體電路迅速發展到大規模積體電路和超大規模積體電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩定、智慧型化的方向發展。由此認為：電子計算機發展經歷了上述四個階段。

特點

涉及範圍

它屬於特定的家用電器，內有電子元件，通常會套用於娛樂、通訊以及文書用途，例如電話、音像教材、電視機、DVD播放機甚至電子鐘等。

商品體積

除了與容積相關的大型家用電器以外，大多朝向輕薄短小化的發展。以方便攜帶或使用。

自動化

自動化程度提高。例如單鍵操控（One Touch），模糊邏輯（Fuzzy logic），簡化使用者的操作。

節能設計

有的電子產品由於待機（Standby power）仍須消耗5%到10%的能源。所以憑藉不斷改善電路的設計，將使用時與待機模式時的耗電量再降低。

分類

雷達及無線導航

電子元器

通訊產品電子設計加工

廣播

電視設備

金融電子

數控設備

商業電子

儀器、儀表電線電纜

行業標準

由於技術和產品功能的需要，部分電子信息產品的材料成分中含有鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯、多溴二苯醚等有毒有害物質或元素。這些物質的產品在使用中和廢棄之後的拆解處理過程中給人體健康和環境帶來嚴重的影響。這些影響都需要進一步規範電子信息產品標識，促進電子信息產品滿足環保要求，共同維護生產者、經營者和消費者的合法權益!

隨身碟行業標準

我國制定的《技術移動存儲快閃記憶體盤通用規範》定稿，經國家標準化管理委員會批准後，發布實施。同時，標準體系內其他的通用規範以及仍在討論中的智慧型存儲卡技術標準還在進一步研究中。該標準將有利於隨身碟行業朝著規範化方向健康發展，隨身碟行業長期以來魚龍混雜的局面也許將就此終結，此舉將使保護隨身碟消費者的利益有法可依。 隨身碟行業標準的討論始於2004年年初。國內U行業累計有上百個品牌，其中存在不少隨身碟工廠採用劣質電子元器件和劣質晶片製造隨身碟的黑幕，即所謂的“螺絲刀工廠”。這些隨身碟工廠生產的產品由於質量低劣，在市場上引起了非常不良的影響，也進一步損害了隨身碟行業的信譽。但是，由於沒有統一的行業標準，國家有關部門也無從對其進行處罰。

在此背景下，2004年3月，包括中國電子商會、朗科科技（快閃記憶體盤發明專利持有者）、普天信息技術研究院、方正科技、Silicom矽谷《隨身碟快閃記憶體製造商》，華旗資訊、TCL等21家單位成立了快閃記憶體盤標準工作組，開始就移動存儲器相關技術、質量和生產方面的標準展開研究並制訂修訂方案，以期確保行業的健康發展，保護消費者利益。

《信息技術移動存儲快閃記憶體盤通用規範》包括範圍、規範性引用檔案、術語定義和試驗方法等7個部分，對隨身碟的基本功能、讀寫速度等性能要求都作了相應規定。

標準一旦實施，那些採用劣質電子元器件、劣質晶片和過時的低速控制晶片等不合標準的隨身碟將被判定為不合格產品，這些產品將被禁止在市面上銷售，而對於那些製造劣質隨身碟的隨身碟工廠來說，也是一次根本上的清除。這是隨身碟行業從成熟走向規範的標誌，標準的頒布和有效實施，有利於隨身碟市場持續、健康、穩定發展，也是對消費者權益有力的保障。

按照一般流程，標準的制訂過程要經過草案、送審、報批和發布等幾個階段。 2004年11月工作組開始起草移動存儲標準草案，2006年4月25日工作組整理出標準的送審稿。同時，工作組已經和中國電子技術標準化研究所合作完成了此項標準的檢測平台，以利於標準實施後的第三方認證，為其實施做好了準備。

此外，隨身碟通用規範是整個存儲標準體系的一部分。存儲卡、微型移動硬碟以及MP3、MP4播放器通用規範也已經形成。

延伸閱讀

發展前景

教育電子產業的市場到底有多大、前景如何，一直是行業內關注的焦點。幾年來被普遍認為只有幾十億市場規模的電子辭典、PDA等教育電子產業，隨著技術的更新與數碼時代的來臨，吸引了更多的消費人群，市場規模已經擴充到200億左右。我國有5億人有學習英語的需求，以5%的購買率為例，將達到2500萬台的銷售量，以平均每台800元（電子詞典、數碼學習機售價平均線）價格計算，市場規模將達到200個億。教育電子產業的發展速度迅猛。以諾亞舟的銷售為例，2004年，諾亞舟的銷量從2000年的11萬台猛增至200萬台。從另一個角度分析，數據顯示，在大英語產業中，圖書以及磁帶、VCD等音像產品每年約有350億的銷售額，而英語培訓每年也能創造120億的“輝煌戰績”。2004年以來，教育電子產品通過技術升級，逐漸能替代圖書、音像資料、培訓所承擔的功能，開始瓜分傳統產業的蛋糕。

新興行業

教育電子行業將成為手機、乳品、汽車潤滑油之後，中國又一個借傳播迅速打造民族品牌、拓展市場容量的快速增長行業。這一行業的迅速興起和發展，吸引了社會各界的關注。作為一個新興行業，教育電子行業究竟如何共同做大、做好這一市場，成為社會各界共同關注和討論的熱點話題。但是，毋庸諱言的是，在一些代表型廠商的過份爆炒之下，這個行業已患上“侏儒症”，還沒完全做大，卻已暴露過早衰老的跡象。在好記星、E百分、諾亞舟等產品的行銷上，無一不是採用“恐嚇+利誘”的保健品式手法來俘虜家長，雖然在短時期內取得了輝煌的業績，卻也埋下了市場潰敗的隱患。目前，“好記星”的銷量在一些重點城市已出現明顯下滑的趨勢，經營風險已經迫近。學習機行業有如幾年前的家電市場，拼廣告，比概念，殺價格，搶終端，上演了一場轟轟烈烈的肉搏戰：老品牌為了搶占市場狂打廣告戰，新進品牌靠低價劣質產品渾水摸魚。隨著消費者逐漸趨於理性，可以預見，從今年開始，數碼學習機市場競爭的重點將逐漸回歸到更加本源的產品和服務創新上來。因此，各品牌開始作出更為理性的戰略調整，一線品牌紛紛樹立進入壁壘，意圖對市場進行清理。學習機行業發展到一定程度，洗牌是一種規律和必然。目前整個行業還處於戰國時期，品牌混雜，良莠不齊，急需清理門戶。學習機行業將會重新洗牌，那些實力弱小和渾水摸魚的品牌，結局注定是被淘汰出局。

環境條件

綜合環境

電子產品在儲存、運輸和使用過程中，經常受到周圍環境的各種有害影響，如影響電子產品的工作性能、使用可靠性和壽命等。影響電子產品的環境因素有：溫度、濕度、大氣壓力、太陽輻射、雨、風、冰雪、灰塵和沙塵、鹽霧、腐蝕性氣體、黴菌、昆蟲及其他有害動物、振動、衝擊、地震、碰撞、離心加速度、聲振、搖擺、電磁干擾及雷電等。

對環境因素的研究主要解決兩個基本問題：①如何取得這些環境因素的客觀數據；②如何處理這些數據。客觀環境因素的數據通常可以部分地從氣象環境保護部門取得，但更多的必須通過實測獲得。要使實測數據既具有可靠性又有典型性，除需要有完善的調查測試方案外，還必須有能連續、快速和多點記錄的儀器。所取得的客觀環境數據，如有足夠長的記錄時間，則可按出現頻率進行統計分析。對於要求特別可靠的產品可取客觀環境數據的極值，甚至是統計推斷的極值，以保證產品在使用中萬無一失。對於要求可靠性高的產品，可取客觀環境數據出現機率為 1%的數值。對於一般要求的產品，可取客觀環境出現機率為 5%，甚至為10%的數值。如客觀環境數據記錄時間不夠長，就要運用數理統計知識對其進行處理。例如，小氣候實測調查資料可用相關法延長而推算出歷史上可能有的數據；又如，機械振動實測調查資料，可採用包絡線法、功率頻譜分析法或用時間序列建模法，推算各種機率數值的可能性，然後根據產品的可靠性要求程度取所需的數據。

氣候環境

通常所用的試驗嚴酷度等級是：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(水、空氣等)與產品的相對移動速度（米/秒）：0.5、1、3、5、10、30、50；⑦降雨(毫米/秒)：0.3、1、2、3、6、15。

生物環境

包括黴菌、昆蟲和動物等。

①　黴菌：對電子產品危害最大的菌種有黃麴黴、黑麴黴、土麴黴、出芽茁霉、宛氏擬青黴、繩狀青黴、赭色青黴、光孢短柄帚霉、綠色木霉、雜麴黴、球毛殼霉等。這些黴菌最適宜的發芽溫度為20～30℃，相應的相對濕度為80%～90%。

②　昆蟲：對電子產品危害最大的昆蟲有白蟻、蠹蟲、木蜂、蟑螂等，在熱帶地區尤為嚴重。

③　動物：對電子產品危害最大的動物有鼠、蛇、鳥等，在熱帶地區尤為嚴重。

電氣環境

①雷電：濕熱帶地區雷暴頻繁，如印尼爪哇的茂物市年雷暴日（即出現聞雷聲或雷雨現象的天數）達 322天。雷電產生的雷電脈衝波形如圖。圖中T1、T2時間確定的原則是:與明線連線的電子設備,宜用T1=4微秒，T2=300微秒的波形進行試驗；與電纜連線的電子設備，宜用T1=10微秒,T2=700微秒；與鋼軌或類似傳導體連線的電子設備,宜用T1=10微秒，T2=200微秒；模擬對直擊雷產生的反擊宜用T1=1.2微秒,T2=50微秒。試驗時,常用的電壓等級(千伏)為：1.5、4、5、6.5。②電氣設備的電磁場和機動車輛點火系統產生的電磁場，在距干擾源10米處測得40～1000兆赫頻率範圍為40分貝(微伏/米)。帶電機的電器產生的干擾電壓在 0.15～30兆赫範圍為66分貝(微伏)；在30～300兆赫範圍為55分貝（微伏）。當電機功率加大時，干擾電壓也將隨之增大。高頻設備產生的電磁場，在距干擾源 100米處測得的0.15～1000兆赫範圍的場強為34～54分貝（微伏/米）。

其它環境

這裡指的是機械活性物質環境條件。在熱沙漠區、砂質海濱區、和乾旱內陸區都會發生吹砂現象。在通常情況下，砂粒直徑為 0.01～0.1毫米，在砂質荒漠區砂粒平均直徑為0.18～0.30毫米。吹塵主要發生在工業菸灰區和乾旱風區。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6×10-9克/厘米3。吹砂和吹塵現象多數出現在氣溫高、相對濕度小的天氣條件下。通常用的試驗嚴酷度等級為：①砂 （克/厘米3）：0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10；②塵（毫克/米2·時）:1、3、10、30。 化學活性物質環境條件 ①鹽霧：空氣中懸浮的氯化物液體微粒稱為鹽霧。鹽霧可隨風從海上深入到沿海30～50公里處。在船隻和海島上的沉降量每天可達 5毫升/厘米2以上。試驗常用的嚴酷度等級（毫升/厘米2·時）為:1、3、5、10。②臭氧：臭氧對電子產品有危害作用，其常用的試驗嚴酷度等級（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:在化學工業部門,包括礦井、化肥、醫藥、橡膠等的生產場所,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。這些物質在潮濕的條件下可形成酸性、鹼性氣體，損壞各類電子產品。試驗常用的嚴酷度等級 （毫克/米3）為0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30、100、300。 機械環境條件 ①跌落：電子產品在使用、運輸過程中都會因不慎而跌落。通常試驗用的嚴酷度等級(米)為0.025、0.050、0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0。②搖擺:電子產品在裝船使用和運輸過程中,要承受船隻的搖擺運動。通常試驗用的嚴酷度等級(度/6秒)為±5、±10、±25、45。③恆加速度：電子產品在使用和運輸中會經受恆加速度力。通常用的試驗嚴酷度等級（米/秒2）為：20、50、100、200、500、1000。④振動：實際的振動條件比較複雜，可能是簡單的正弦振動，也可能是複雜的隨機振動，甚至可能是正弦振動疊加隨機振動。⑤衝擊和碰撞：電子產品在運輸和使用過程中常會因衝撞而受損。⑥噪聲：在織布車間、大型汽輪發電機車間、船舶主機艙等高噪聲場所,噪聲可達90～100分貝。噴氣發動機工作和火箭發射時，噪聲可達140～160分貝。常用的試驗嚴酷度等級（分貝）為140、160。

主攻方向

減低噪聲

隨著電子技術套用領域的日益擴大, 電子產品的可靠性問題愈來愈多的困擾著維修人員。影響電子產品可靠性問題很多，其中噪聲是最重要方面。所謂噪聲即造成人或設備惡劣影響的干擾信號的總稱。如：造成人身心不愉快感覺的音響、圖像信號，機器錯誤工作的信號等。對待噪音的態度，猶如對待火災的一樣，事先要有足夠的措施，否則既費經費又費時間。在電子產品的設計或試製時，防止噪聲的工作條件要留有富裕的容限範圍，這是保證設備可靠性的前提。

創造電子產品可靠性的工作條件

由於電子產品的絕緣材料受潮氣會降低絕緣度，產生漏電流形成噪聲。因此，保管或放置電子產品的場所，一定要乾燥，要有足夠的防潮措施，要避免放在高度潮濕或混凝土牆腳處。

由於電子產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，因此對電子產品要經常進行清潔除塵。

電子元件金屬部分和空氣接觸會發生氧化，生鏽，改變電阻，造成接觸不良，形成噪聲。怕生鏽的金屬或焊接處，要塗上瓷漆來保護。另外，焊接時用的酸性焊劑，用後不清除仍然會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要有充分防腐措施。

設備所處環境由於某種震盪或衝擊易形成噪聲，對設備元件安裝或布線固定等方面，要有防震和衝擊措施。使用時避免草率、粗暴操作。搬運時不要碰撞、注意輕放。

提高檢修技術

對電子產品噪音的檢修，首先根據電子產品的噪音或工作失常的狀態來判斷故障是維修還是改進，然後根據故障查出原因。原來正常的電子產品一旦產生噪聲，這是明顯故障，需維修。但是，投入使用的電子產品一開始就有噪聲，它和環境、使用條件和設備性能有關，這不屬維修範圍而是明顯的改進問題了。維修就是查出噪音緣故“頭痛醫頭，腳痛醫腳”就算完成任務，這是比較簡單。而改進則是要從頭到腳徹底解決噪音的家族問題，這是關鍵問題。引起電子產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。按照電子產品的噪聲來源可將噪聲分為：內部噪音、外部噪音。

電源管理

隨著CMOS技術不斷向深亞微米發展，高度集成的電路同電池續航能力方面的顯著進步共同迎來了消費類電子設備的新時代，並開創了無限的可能性。要實現高度集成，就需要我們採用先進的電源與系統管理技術在更小型的封裝中處理更高的電流以及更低的系統電壓，這進一步加大了對散熱管理的要求。此外，隨著越來越多的系統實現了便攜性，電池供電的重要性也日益提高。必須能夠監控系統性能，提高系統效率，並儘可能延長電池的使用壽命，同時不管電池具有何種化學特性，均應實現快速充電，這都是消費類電子產品開發商所要面臨的新挑戰。為了適應設備小型化的空間尺寸要求，並滿足功能升級的需要，電源、電池管理及專用系統功能均要求高度集成的高級解決方案，這些都是成功開展消費類電子系統設計所應解決的重大問題。

消費類電子套用中的電源管理與供電系統非常先進、複雜。從傳統上來說，將不同的系統功能分開來考慮、設計並加以集成，供電與管理通常是隨後才考慮到的問題。在許多情況下，都採用不同的穩壓器，根據產品功能數量的不同，設備中不同的穩壓組件可能多達10個乃至20個。這樣的“電源管理”及供電技術成本不菲、效率低下、占用的板級空間也很大，上述問題都會妨礙消費類電子套用目標的實現。對於攜帶型產品設計工程師而言，高度集成的數控電源及電池管理IC(PMIC)將成為尖端攜帶型產品系統級發展策略中至關重要的部分。

就功能豐富的攜帶型套用而言，延長電池使用壽命的關鍵在於設計高效的電源電路，並實現智慧型的電源管理。這種電路正從簡單而效率低下的穩壓器電路逐漸發展成為開關式穩壓器組件。這種過渡對低壓套用尤其重要，這也是消費類電子市場的推進力量。通過開關式穩壓器可實現更高的效率，這一點也受到機械設計人員的歡迎，因為效率的提高會降低散熱要求。同時，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，開關式電源也確有其弱勢，用於產生所需電壓(並給低壓組件供電)的脈寬調製(PWM)總會給敏感的電路帶來更多噪聲。此外，這種拓撲還會在輕負載情況下降低效率。

消費電子套用領域的另一項發展也很引人注目，這就是“升-降壓”穩壓器件的採用。許多電池供電的套用都需要這種穩壓器，因為鋰離子電池供電的系統具有VBATT電壓特性(見圖1)，也由於套用所採用的許多IP塊都是3.3V的核心邏輯器件。當VIN大於降壓模式(VOUT)時，“升-降壓”調壓器作為線性穩壓器發揮作用，不過當VIN下降至低於某一給定閾值時，又會過渡成為升壓穩壓器。

為支持電源管理而設計了專用標準產品(ASSP)，在IC中實現了高度集成和數字可程式功能，並有助於縮短最終產品的系統設計進程。電源管理ASSP能夠方便地實現有關功能，沒有它的幫助，我們就不得不採用定製的專用積體電路(ASIC)或綜合使用多個單一功能分立器件。ASSP PMIC有助於節約系統製造商的時間，並降低資源消耗與機會成本，進而減少印刷電路板(PCB)的空間占用和系統級成本。

PMIC是與套用處理器或控制器IC協同工作的混和信號配套晶片。套用處理器或控制器能夠提供大量的數字接口及軟體功能，而PMIC則可為相應的消費類電子套用提供配套的供電、電池與復位管理。PMIC通常包括實時時鐘和一些喚醒功能，從而能實現高效的系統級深度休眠狀態。這些特性可利用主機控制器通過廉價的業界標準型I2C串列接口配合一些專用的通用輸入輸出(GPIO)引腳來控制。用智慧型中斷系統向主機套用處理器或控制器發出有關眾多電源管理事件的信號。