锁相环中单粒子效应机理研究_高园林

锁相环中单粒子效应机理研究_高园林

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文集编号: 2015061109028

文档介绍

航天电子设备由于暴露在辐射环境下,容易遭受辐射的影响,引发各类辐射效应,导致设备故障甚至损毁。辐射环境下,高能粒子入射集成电路时引发的单粒子效应,是一种较为严重的辐射效应。早期的单粒子效应电路级的研究主要关注于数字电路部件,而随着集成电路特征尺寸的减小,模拟电路中的单粒子效应问题逐渐显现,成为业界研究的热点和难点问题之一。锁相环作为一个经典的数模混合电路常用于频率综合、时钟恢复等领域,在航天电子设备中也有广泛的应用。而锁相环中的单粒子效应的研究相对滞后,早期关注这个问题的是Jobe,其在1996年探索了锁相环单粒子效应的测试方法[1]。近年来,锁相环及其子电路模块中的单粒子效应问题,逐渐引起了业界的关注。锁相环虽然总体结构简单,但由于各模块电路对单粒子效应的响应有很大差异,加之电路节点众多,因此,锁相环的单粒子效应问题较为复杂。本文通过分析子模块的单粒子扰动,并将之带入环路分析,从而预估各模块间单粒子效应的敏感性,再对单粒子失效机理复杂的子模块进行电路级的数值仿真分析。此方法有助于提高研究锁相环等模数混合电路的单粒子效应敏感性问题的时效性,从而为锁相环的设计加固及加固评估提供参考。本文的主要研究工作包括:(1)参考锁相环设计。阐述锁相环路数学模型及参数设计,基于SMIC130nmCMOS工艺,设计用于作为研究对象的自偏置电荷泵锁相环电路。(2)锁相环单粒子效应模块级研究。根据各子模块电路的特点,分析单粒子效应可能对其产生的扰动,将扰动带入锁相环路分析,研究其对环路的影响。(3)单粒子敏感性数值分析平台设计。使用Perl脚本语言作为开发语言,设计用于评估锁相环电路单粒子敏感性的数值分析平台,该平台主要包含三个模块:网表解析、自动化仿真及仿真数据处理模块。(4)参考锁相环单粒子效应数值评估实验。根据参考锁相环的结构特点,给出合理的电路级-行为级混合型结构,提高实验时效性。对实验结果进行极值分析和基于累积分步的统计分析,以快速定位敏感节点及评估锁相环整体及各模块的敏感性情况。

文档标签: 锁相环单粒子效应
贡献者

沙城新来的

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