密封电子元器件是国防电子系统不可缺少的重要组成部分,其可靠性直接影响着航天设备的可靠性。元器件内部多余物是影响密封电子元器件可靠性的主要因素之一,PIND多余物检测法因其检测效率高、成本低廉的特点在国内外得到广泛应用,然而当前PIND检测系统仍存在问题急需解决:首先,质量小于1μg的微小多余物在PIND检测中由于碰撞信号微弱无法被识别;其次,在实验中多次发现,上位机给定的冲击及振动加速度与实际电路输出的加速度值存在较大偏差。本文针对这些问题展开深入研究并进行优化改进。针对上位机背景噪声过大,导致微小多余物信号淹没在噪声中的问题,借用稳健设计中的容差设计思想,以声音信号调理电路三级运放电路为三个因素,设计正交试验并求得每个因素贡献率,根据所求贡献率重新分配各级运放电路放大倍数,探究在三级运放电路总放大倍数不变的情况下,重新分配各级运放的放大倍数使背景噪声达到最低。针对多余物信号信噪比较低,使得检测灵敏度不高,而无法检测到微小多余物的问题,对PIND试验信号进行分析,确定试验信号中对多余物信号造成干扰的噪声信号,包括传感器背景噪声及环境噪声。应用仿真软件Saber分别建立以多余物信号及干扰噪声信号为输入的调理电路仿真模型,对两电路进行灵敏度分析筛选关键元器件作为关键因素进行参数设计,在不影响系统性能前提下对关键因素参数进行调整,得到使多余物信号信噪比最大的参数组合。最后进行容差设计,使多余物信号更稳定的维持在高信噪比环境下。针对上位机给定加速度与实际电路输出加速度值存在较大偏差的问题,对加速度信号调理电路进行正交实验设计,根据试验数据求得贡献率分析表,对贡献率较高的因素重新进行容差分配,以减小系统输出信号误差。针对声音通道阻抗不匹配,导致多余物信号在传输过程衰减和失真的问题,应用IM3570阻抗分析仪对传感器输出阻抗及声音信号调理电路输入阻抗进行测量,采用工程上常用的史密斯原图法进行匹配,并应用ADS仿真软件设计阻抗匹配网络,最后通过对比实验验证阻抗匹配网络的匹配效果。