CN104267327A - 一种空间单粒子瞬态脉冲测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间单粒子瞬态脉冲测试***，包括：信号放大电路、脉宽检测电路、幅值检测电路、甄别电压电路和控制器，信号放大电路分别与被测器件、脉宽检测电路以及脉冲幅值检测电路相连；控制器分别与上位机、脉宽检测电路、甄别电压电路以及脉冲幅值检测电路相连；甄别电压电路与脉冲幅值检测相连接；本发明的空间单粒子瞬态效应测试***，能够获取脉冲信号的脉宽、幅值等信息，能够全面表征单粒子瞬态效应，为航天器抗单粒子瞬态效应加固设计提供可靠依据。

Description

一种空间单粒子瞬态脉冲测试***

技术领域

本发明涉及空间辐射效应及加固技术领域，尤其涉及一种空间单粒子瞬态效应测试***。 

背景技术

空间高能带电粒子撞击器件内部电路节点，使得电路结点的捕获电荷发生变化，形成电压扰动，引起内部逻辑错误，并在电路中传输至器件输出终端，这种现象称为单粒子瞬态效应。空间高能带电粒子撞击器件引起的单粒子瞬态效应，会造成器件工作状态发生变化、功能受阻、甚至损坏，这对存储器件和逻辑电路的设计提出了巨大挑战。 

随着半导体特征尺寸的不断减小，使得节点电容不断减小，并且***的电源电压也在不断降低，使得电路更容易受到单粒子效应的影响，尤其是随着电路时钟频率的增加，电路中由单粒子瞬态效应引起的软错误数不断增加，对***的影响越来越大。随着超大规模集成芯片以及超大规模专用电路在空间电子***的广泛应用，单粒子瞬态效应引起的辐射危害已成为影响集成电路辐射环境下可靠性的重要因素之一。 

目前，地面测试单粒子效应都是通过测试发生单粒子瞬态效应时的脉冲信号实现的。单粒子瞬态脉冲的测量有两种方法：一是直接测量被撞击节点产生的电流脉冲；二是基于串行长链测量经过传播之后的脉冲。由于单粒子瞬态脉冲信号脉宽窄、幅值小等特点，现有的测试***及方法只对其进行定性的判断，无法获得脉冲信号的脉宽及幅值等特征信息。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种空间单粒子瞬态效应测试***，能够实现脉冲脉宽和幅值的全面表征，同时，可为航天器瞬态脉冲防护设计提供更可靠、更全面的数据支撑。 

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的： 

一种空间单粒子瞬态脉冲测试***，包括：信号放大电路、脉宽检测电路、幅值检测电路、甄别电压电路和控制器，信号放大电路分别与被测器件、脉宽检测电路以及脉冲幅值检测电路相连；控制器分别与上位机、脉宽检测电路、甄别电压电路以及脉冲幅值检测电路相连；甄别电压电路与脉冲幅值检测相连接； 

所述信号放大用于采集被测器件因高能带电粒子撞击引起的单粒子瞬态脉冲信号，并对单粒子瞬态脉冲信号进行调理和放大后发给脉宽检测电路和脉冲幅值检测电路； 

所述脉冲幅值检测电路用于获取单粒子瞬态脉冲的最大幅值，并将最大幅值的80％作为单粒子瞬态脉冲的幅值，最后将该幅值发给所述甄别电压电路和控制器； 

所述控制器将接收到的所述幅值和产生的50Hz标准脉冲信号发给所述脉宽检测电路； 

所述脉宽检测电路利用所述50Hz标准脉冲信号对所述幅值对应的脉冲宽度进行计数，获得单粒子瞬态脉冲的宽度，并把单粒子瞬态脉冲的宽度发送给控制器； 

所述甄别电压电路将收到的所述幅值的信号电位与0电位进行比较，判断单粒子瞬态脉冲的极性，并把单粒子瞬态脉冲极性发给控制器；所述控制器将获取的脉冲幅值、脉冲宽度和单粒子瞬态脉冲极性上传到上位机进行实时显示和存储。 

本发明具有如下有益效果： 

本发明提出的空间单粒子瞬态效应测试***，能够获取脉冲信号的脉宽、幅值等信息，能够全面表征单粒子瞬态效应，为航天器抗单粒子瞬态效应加固设计提供可靠依据。 

附图说明

图1为本发明的原理图。 

图2为本发明的***工作流程图。 

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。 

本发明的一种空间单粒子瞬态脉冲测试***，如图1所示，包括：信号放大电路、脉宽检测电路、幅值检测电路、甄别电压电路和控制器，信号放大电路分别与被测器件、脉宽检测电路以及脉冲幅值检测电路相连；控制器分别与上位机、脉宽检测电路、甄别电压电路以及脉冲幅值检测电路相连；甄别电压电路与脉冲幅值检测相连接； 

所述信号放大用于采集被测器件因高能带电粒子撞击引起的单粒子瞬态脉冲信号，并对单粒子瞬态脉冲信号进行调理和放大后发给脉宽检测电路和脉冲幅值检测电路； 

所述脉冲幅值检测电路用于获取单粒子瞬态脉冲的最大幅值，并将最大幅值的80％作为单粒子瞬态脉冲的幅值，最后将该幅值发给所述甄别电压电路和控制器； 

所述控制器将接收到的所述幅值和产生的50Hz标准脉冲信号发给所述脉宽检测电路； 

所述脉宽检测电路利用所述50Hz标准脉冲信号对所述幅值对应的脉冲宽度 进行计数，获得单粒子瞬态脉冲的宽度，并把单粒子瞬态脉冲的宽度发送给控制器； 

所述甄别电压电路将收到的所述幅值的信号电位与0电位进行比较，判断单粒子瞬态脉冲的极性，并把单粒子瞬态脉冲极性发给控制器；其中，当所述幅值的信号电位大于0时，该单粒子瞬态脉冲为正电位；当所述幅值信号电位小于0时，该单粒子瞬态脉冲为负电位；当所述幅值信号电位等于0时，该单粒子瞬态脉冲为0电位； 

所述控制器将获取的脉冲幅值、脉冲宽度和单粒子瞬态脉冲极性上传到上位机进行实时显示和存储。 

如图2所示，在测试单粒子瞬态脉冲中，测试***首先上电，初始化***参数，然后开始实时测试脉冲信号，其具体实施过程如下： 

1、测试***初始化； 

2、确定辐射源参数，被测器件接收辐照源辐射； 

3、在控制器的控制指令下，实时检测被测器件电路节点的单粒子瞬态脉冲信号，并对脉冲信号进行调理及放大； 

4、经调理放大后的信号，在脉冲幅值检测电路中，获得幅值，并送到脉宽检测电路和甄别电压电路； 

5、根据幅值和控制器发送的50Hz标准信号获取脉宽信息以及脉冲极性； 

6、上位机对脉冲幅值、脉冲极性和脉宽进行实时存储和显示； 

7、重复以上2～6步骤，直到试验结束。 

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种空间单粒子瞬态脉冲测试***，其特征在于，包括：信号放大电路、脉宽检测电路、幅值检测电路、甄别电压电路和控制器，信号放大电路分别与被测器件、脉宽检测电路以及脉冲幅值检测电路相连；控制器分别与上位机、脉宽检测电路、甄别电压电路以及脉冲幅值检测电路相连；甄别电压电路与脉冲幅值检测相连接；

所述信号放大用于采集被测器件因高能带电粒子撞击引起的单粒子瞬态脉冲信号，并对单粒子瞬态脉冲信号进行调理和放大后发给脉宽检测电路和脉冲幅值检测电路；

所述脉冲幅值检测电路用于获取单粒子瞬态脉冲的最大幅值，并将最大幅值的80％作为单粒子瞬态脉冲的幅值，最后将该幅值发给所述甄别电压电路和控制器；

所述控制器将接收到的所述幅值和产生的50Hz标准脉冲信号发给所述脉宽检测电路；

所述脉宽检测电路利用所述50Hz标准脉冲信号对所述幅值对应的脉冲宽度进行计数，获得单粒子瞬态脉冲的宽度，并把单粒子瞬态脉冲的宽度发送给控制器；

所述甄别电压电路将收到的所述幅值的信号电位与0电位进行比较，判断单粒子瞬态脉冲的极性，并把单粒子瞬态脉冲极性发给控制器；所述控制器将获取的脉冲幅值、脉冲宽度和单粒子瞬态脉冲极性上传到上位机进行实时显示和存储。