某接收装置电路板随机振动仿真与可靠性分析

尤浩

【摘 要】首先对某接收装置的电路板进行了简化处理，建立了电路板的数学模型，对PCB板進行了模态分析和随机振动仿真分析，得到其位移、速度和加速度的响应情况。对加速度响应最大处的器件进行了可靠性分析，以确保设计的可靠性。

【关键词】PCB板；模态分析；随机振动分析；可靠性分析

0 引言

电子设备在运输、使用过程中不可避免的会受到振动、冲击等环境应力的作用，这对电子设备的可靠性是严峻的考验。印制电路板（PCB， Print Circuit Board）是电子设备的重要组成部分，电子设备的大部分缺陷都来源于PCB板。PCB板设计的好坏，直接影响到电子设备的质量。对PCB板的振动分析是对其高可靠性设计的重要保证[1-2]。

某接收装置安装在某型飞机上，在飞行过程中产生的气动扰流、发动机排气噪声、载机振动传递等使该接收装置受到很大的随机振动，严重影响着接收装置的可靠性。在对PCB板进行设计时，同步进行开展PCB板随机振动的仿真分析，随时调整设计方案，提高接收装置设计的可靠性，避免由于设计不合理而导致的重复设计。

1 PCB板随机振动的数学模型

对随机振动仿真分析的理论依据是强迫振动理论，当一个振动系统受到简谐激励时，其稳态响应也是同频的简谐运动，但幅值和相位不同。若系统输入x（t）=eiωt，则系统输出为[3-5]：

y（t）=H（ω）eiωt（1）

其中，H（ω）是传递函数。

单自由度振动系统的传递函数H（ω）为：

H（ω）=（2）

式中，ω是振动频率，k是系统刚度，m是系统质量，c是系统阻尼系数。

对于多自由度系统的随机振动，先用坐标变换将微分方程解耦，使其变为多个单自由度系统，通过求出振动系统在主坐标系下的频率响应函数，利用模态叠加法得到在原物理坐标系下的响应。……