星载抗干扰制造技术

本发明专利技术公开了星载抗干扰

【技术实现步骤摘要】
星载抗干扰PMOS阈值电压信号读出电路和方法


[0001]本专利技术涉及星载电离辐射总剂量效应测量
，尤其涉及星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路和方法
。

技术介绍

[0002]随着商业航天等成本敏感型航天任务的增加，商业现货
(COTS)
器件被越来越多的应用于宇航活动
。
在卫星等航天器中，使用商业现货器件最需要解决的是空间环境适应设计与验证问题，具体来说主要是商业现货器件对空间热环境
、
空间辐射环境和效应的耐受能力评价
、
防护设计和验证问题
。
卫星轨道处于空间辐射环境中，不可避免地遭遇高能粒子
(
主要是高能质子及重离子
)
的辐射，会对商业现货器件产生电离辐射总剂量效应
(TID)。
这种效应是由于空间高能粒子产生的电离辐射剂量决定的，可能引起商业现货器件的故障和失效
。
开展电离辐射总剂量效应探测，获得典型轨道的总剂量效应数据，可为商业航天选用商业现货器件的指标制定以及器件辐射防护设计提供支撑
。
[0003]测量电离辐射总剂量效应最为直接有效的手段是在卫星上搭载总剂量传感器设备
。
目前，总剂量传感器基于对辐射敏感的
PMOS
型场效应晶体管的阈值电压进行测量实现
。
读出电路普遍采用直接测量
PMOS
晶体管源级和漏极之间电压差的方式，获得
PMOS
的阈值电压
。
然而，
PMOS
型晶体管的阈值电压相对于总剂量变化的灵敏度不高
。
在使用这种读出电路进行辐射总剂量测量时，外界电磁干扰和读出电路温漂误差与
PMOS
阈值电压的变化量接近，因而可显著影响阈值电压测量的准确性，成为提高总剂量测量精度的主要限制因素
。
因此，为提高星载电离辐射总剂量效应测量的精度，现有
PMOS
阈值电压信号读出电路还存在诸多局限，需要设计一种新的抗干扰能力强
、
温漂误差小的
PMOS
阈值电压信号读出电路和方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述问题，而提出的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路和方法
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，读出电路包括电压跟随器一
、
电压跟随器二
、
电压跟随器三
、
多路开关
、
信号处理电子学
、
模数转换器和控制器；
[0007]所述电压跟随器一
、
电压跟随器二和电压跟随器三的输入端口分别是读出电路的输入端口
V1、V2
和
SGND
；
[0008]所述多路开关至少有三个输入端口
X1、X2
和
X3
和一个输出端口
Y1
；
[0009]所述多路开关的输出端口
Y1
与信号处理电子学的输入端口相连；
[0010]所述信号处理电子学的输出端口连接模数转换器的输入端口
。
[0011]优选地，所述电压跟随器一
、
电压跟随器二和电压跟随器三的输出端口分别与多路开关的输入端口
X1、X2
和
X3
相连，所述电压跟随器一
、
电压跟随器二和电压跟随器三用运
算放大器
A1制作
。
[0012]优选地，所述多路开关可在控制器的控制下将输入端口
X1、X2
和
X3
中的任意一个与输出端口
Y1
电连接
。
[0013]优选地，所述模数转换器在控制器的控制下，将信号处理电子学输出的模拟电压信号转换为数字信号，数字信号被送入控制器
。
[0014]优选地，所述读出电路输入端
V1
连接测温二极管
D
的正极，输入端
V2
连接测温二极管
D
的负极，输入端
SGND
连接
PMOS
管
Q
的漏极，测温二极管
D
和
PMOS
管
Q
两者串联，测温二极管
D
的负极与
PMOS
管
Q
的源极连接，
PMOS
管
Q
的漏极与参考地连接
。
[0015]优选地，所述信号处理电子学包括电阻器
R1、
电阻器
R2、
电阻器
R3、
电阻器
R4、
运算放大器
A2、
运算放大器
A3、
电容器
C1和电容器
C2，所述运算放大器
A2、
电阻器
R1和电阻器
R2组成同相比例放大电路，所述运算放大器
A3、
电阻器
R3、
电阻器
R4、
电容器
C1和电容器
C2组成低通滤波电路
。
[0016]优选地，星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路的方法，包括以下步骤：
[0017]S1、
测量测温二极管
D
的正极电压
V
1a
；控制器控制多路开关使输入端口
X1
和输出端口
Y1
连接，等待
△
T
时间之后，控制器控制模数转换器采样量化得到测温二极管
D
的正极电压
V
1a
；
[0018]S2、
测量
PMOS
管
Q
的源极电压
V
2a
；控制器控制多路开关使输入端口
X2
和输出端口
Y1
连接，等待
△
T
时间之后，控制器控制模数转换器采样量化得到
PMOS
管
Q
的源极电压
V
2a
；
[0019]S3、
测量参考地电压
V
SGND
；控制器控制多路开关使输入端口
X3
和输出端口
Y1
连接，等待
△
T
时间之后，控制器控制模数转换器采样量化得到参考地电压
V
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，读出电路
(1)
包括电压跟随器一
(2)、
电压跟随器二
(3)、
电压跟随器三
(4)、
多路开关
(5)、
信号处理电子学
(6)、
模数转换器
(7)
和控制器
(8)
；所述电压跟随器一
(2)、
电压跟随器二
(3)
和电压跟随器三
(4)
的输入端口分别是读出电路
(1)
的输入端口
V1、V2
和
SGND
；所述多路开关
(5)
至少有三个输入端口
X1、X2
和
X3
和一个输出端口
Y1
；所述多路开关
(5)
的输出端口
Y1
与信号处理电子学
(6)
的输入端口相连；所述信号处理电子学
(6)
的输出端口连接模数转换器
(7)
的输入端口
。2.
根据权利要求1所述的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，所述电压跟随器一
(2)、
电压跟随器二
(3)
和电压跟随器三
(4)
的输出端口分别与多路开关
(5)
的输入端口
X1、X2
和
X3
相连，所述电压跟随器一
(2)、
电压跟随器二
(3)
和电压跟随器三
(4)
用运算放大器
A1(9)
制作
。3.
根据权利要求2所述的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，所述多路开关
(5)
可在控制器
(8)
的控制下将输入端口
X1、X2
和
X3
中的任意一个与输出端口
Y1
电连接
。4.
根据权利要求3所述的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，所述模数转换器
(7)
在控制器
(8)
的控制下，将信号处理电子学
(6)
输出的模拟电压信号转换为数字信号，数字信号被送入控制器
(8)。5.
根据权利要求4所述的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，所述读出电路
(1)
输入端
V1
连接测温二极管
D
的正极，输入端
V2
连接测温二极管
D
的负极，输入端
SGND
连接
PMOS
管
Q
的漏极，测温二极管
D
和
PMOS
管
Q
两者串联，测温二极管
D
的负极与
PMOS
管
Q
的源极连接，
PMOS
管
Q
的漏极与参考地连接
。6.
根据权利要求5所述的星载抗干扰
PMOS
阈值电压信号读出电路，其特征在于，所述信号处理电子学
(6)
包括电阻器
R1(10)、
电阻器
R2(11)、
电阻器
R3(12)、
电阻器
R4(13)、
运算放大器
A2(14)、
运算放大器
A3(15)、
电容器
C1(16)
和电容器
C2(17)
，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，葛丽丽，刘业楠，刘庆海，唐振宇，李芳勇，王浩，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：