电子可靠性技术:最坏情况分析方法（二）

　　RSS是一种组合标准方差的统计技术，它基于大数定律(中心极限理论)。RSS表示，如果多个变量进行组合统计，则结果分布是正态的，与组合变量的分布形式无关。因此可以通过数学方法有效统计多个变量组合情况下电路性能的标准方差，每个器件的标准方差是基于电路性能针对每个器件参数的灵敏度幅值。先求出输出变量的标准差ST，再将结果乘以3(99.7%概率)，得到最坏情况值。

　　表1：使用仿真软件可得到每个器件的灵敏度。

　　蒙特卡罗分析被认为是在各种条件下对电路性能多次评估的统计结果的经验判断。在各种条件中，各器件的参数是随机选择的。采用蒙特卡罗分析，可以计算电路的平均和标准方差(δ)。3δ(99.7%)也被认为是最坏情况值。幸运的是，很多仿真软件都可以执行蒙特卡罗分析。

　　比较三种WCCA技术

　　EVA是最简单的技术，最容易得到最坏情况电路性能的估计，但是结果是最悲观的。EVA需要开发电路中所有器件的最坏情况参数变化数据库。EVA需要输入的格式是最坏情况器件变化(最大最小值)极限(3δ)，加上电路的灵敏度方向。电路输入结果的格式是最坏情况最大最小值。

　　RSS的结果相对而言更实际些，但是内部可能有错误，因为假设灵敏度是线性的，分布是正态的。RSS的输入格式是器件参数概率分布的标准方差(一般得不到的)和电路相对器件变化的灵敏度大小。输出格式是电路性能概率分布的平均和标准方差。

　　蒙特卡罗分析需要先了解器件参数分布(一般得不到)，然后给出准确的结果，它需要借助计算机程序实现。蒙特卡罗分析输入格式是每个器件参数的概率分布(不需要作灵敏度分析)。结果输出格式是电路性能概率分布的直方图。

　　可以看到，RSS和蒙特卡罗这两种统计方法能预测电路性能在规格范围内的概率，这是很重要的。而EVA不能给出得到这个概率结果。

　　本文小结

电子产品硬件需要在一定寿命内可靠工作，这不能仅仅依靠对器件的典型和初始容差值进行设计来实现。器件在组装到电路板上后其参数会发生偏移，如果开发出最坏情况器件参数变化数据库，设计人员就可以方便地得到这些数据库，那么电子工程师就能够不仅做典型电路设计和分析，还可以做WCCA。