【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米级系统芯片，具体涉及一种模数转换电路电磁干扰、总剂量辐照和单粒子效应协同影响的测量方法。
技术介绍
1、运行于空间的航天器电子系统，会遭受高能粒子入射造成的影响，亦会受到太阳电磁辐射造成的干扰，特别是太阳耀斑爆发时，产生的强大电磁辐射裹挟大量高能带电粒子，会对空间和地面电子系统产生严重影响；此外，高空核爆环境下既会产生瞬时高能粒子和射线，也会产生瞬时强电磁脉冲等；甚至地面大气环境中都既充斥着不同能量的粒子，亦富含不同频率的电磁干扰；再比如加速器运行过程中，产生高能粒子束流的同时也伴随强电磁干扰。
2、高速高精度模数转换器(a/d)是决定现代电子系统性能的关键部件，随着现代电子系统的快速发展，与其它关键技术一样，在高速高精度模数转换器设计
始终存在着压力和动力。宇宙太空充满各种粒子、各种射线，辐照环境恶劣，且距离地球表面越远，辐照环境更加严酷，这给在太空执行任务的航天器、宇宙飞船、卫星等将带来致命的伤害，这种伤害轻则造成航天系统短暂失效，严重的将导致航天系统彻底损坏，无法修复。模拟集成电路，特别是高速高精度模数转换器，作为航天器中不可或缺的一项被集成在系统芯片中，它的性能、质量、可靠性等特性将是制约航天器、武器装备等整体性能、可靠性、稳定性及长期寿命的关键因素。
3、针对高能粒子与复杂电磁干扰共存的真实环境，现有技术(microbeam heavy-ionsingle-event effect on xilinx 28-nm system on chip[j].ieee transa
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了一种模数转换电路电磁干扰、总剂量辐照和单粒子效应协同影响的测量方法，能够实现对模数转换电路的电磁干扰测试、辐照测试以及电磁辐照干扰测试，该方法易于实施，实现对模数转换电路的抗辐射能力的测量。
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种模数转换电路电磁干扰、总剂量辐照和单粒子效应协同影响的测量方法，包括以下步骤：
4、步骤1：单独对待测模数转换电路做重离子微束辐照，记录待测模数转换电路的敏感点1；
5、步骤2：对待测模数转换电路进行总剂量辐照并退火，然后做重离子微束辐照；在做重离子微束辐照的同时，从电源和地注入电磁干扰信号，在重离子微束结束后，记录待测模数转换电路的敏感点2；
6、步骤3：对比待测模数转换电路的敏感点1和敏感点2，得出电磁干扰和总剂量辐照影响的待测模数转换电路单粒子效应的规律。
7、所述步骤1的具体为:
8、1.1)将待测模数转换电路分成若干敏感点待测区域，选取对单粒子效应相对敏感的比较器、寄存器、计数器的模块进行测试；以各模块实际尺寸为准，以原点为参照点，构建微束辐照敏感点分布图；敏感点即单粒子效应引起的电参数或功能差异大的区域，最终得出单粒子效应敏感点分布图；
9、1.2)对待测模数转换电路做重离子微束辐照；采用针孔准直法获得重离子微束，对重离子微束进行了两次准直。
10、步骤1.1)辐射敏感点参数为dc、ac参数,包括idd(动态电流)、isb(静态电流)、iih(输入管脚高电平时流入器件的漏电流)、vol1(输出低电压)、vol2(输出低电压)、thigh(时钟周期中高电平时间)、tlow(时钟周期中低电平时间)、tsu:dat(数据信号建立时间)、tsu:sta(起始信号建立时间)、taa(数据信号输出延迟时间)。
11、所述步骤1为获得稳定的重离子微束，先使用碳膜和微通道板探测器来监测重离子微束的强度，然后在不同时间段对重离子微束流量进行监测，时间段包括整个测试之前、每个区块测试之前和整组测试之后。
12、所述步骤2具体为：
13、2.1)用60coγ源进行总剂量辐照；
14、2.2)在总剂量辐照后进行四次退火，下列四种情形同时进行；①退火0h，做重离子微束辐照；②退火50h，做重离子微束辐照；③退火100h，做重离子微束辐照；④退火200h，做重离子微束辐照；做完重离子微束辐照后，分区域对待测模数转换电路进行单粒子效应敏感点的检测，辐照后的测试必须在辐照结束后的1h内开始，不同情形下的测试开始时间必须保持一致；
15、2.3)在引入总剂量效应的重离子辐照后进行重离子微束的同时，将电磁干扰信号从电路引脚注入。
16、步骤2.3)流程如下：
17、2.3.1)将测试板的电源和地引脚用导线引出，采用直接功率注入法向待测模数转换电路的目标引脚注入电磁干扰信号；
18、2.3.2)在待测模数转换电路上施加不同频谱的电磁干扰信号，电磁干扰信号频率50khz～3ghz，设置电磁干扰信号在不同频率范围内的调节步长：当电磁干扰信号频率范围在50khz～1mhz时，调节步长设为300khz；当电磁干扰信号频率范围在1mhz～10mhz时，调节步长设为3mhz；当电磁干扰信号频率范围在10mhz～100mhz时，调节步长设为30mhz；当电磁干扰信号频率范围在100mhz～1ghz时，调节步长设为300mhz；当电磁干扰信号频率范围在1ghz～3ghz时，调节步长设为1ghz；对于每个频率点进行功率扫描，起始功率为-20dbm，步长为2dbm，扫描的上限功率为37dbm。
19、步骤2.3)电磁干扰信号测试框架包括定向耦合器，定向耦合器第一输入经功率放大器和信号发生器的输出连接，定向耦合器第二输入经功率计和前向功率、反向功率的输出连接，前向功率、反向功率和控制中心连接，控制中心和测试板连接，测试板上待测模数转换电路的电源和地引脚和定向耦合器的输出连接。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：由于本专利技术采取60coγ源进行总剂量辐照来模拟在太空中的电子元器件所积累的辐射量，以及采取电磁干扰测试设备来模拟模数转换电路在电磁干扰影响下的单粒子效应，真实模拟了模数转换电路在复杂的应用环境下的表现。
21、本专利技术融合电磁干扰测试、总剂量辐照测试以及重离子微束辐照测试，易于实施，能够得出电磁干扰和总剂量辐照影响模数转换电路单粒子效应的规律。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种模数转换电路电磁干扰、总剂量辐照和单粒子效应协同影响的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体为:
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于：步骤1.1)辐射敏感点参数为DC、AC参数,包括IDD(动态电流)、ISB(静态电流)、IIH(输入管脚高电平时流入器件的漏电流)、VOL1(输出低电压)、VOL2(输出低电压)、Thigh(时钟周期中高电平时间)、Tlow(时钟周期中低电平时间)、Tsu:dat(数据信号建立时间)、Tsu:sta(起始信号建立时间)、Taa(数据信号输出延迟时间)。
4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1为获得稳定的重离子微束，先使用碳膜和微通道板探测器来监测重离子微束的强度，然后在不同时间段对重离子微束流量进行监测，时间段包括整个测试之前、每个区块测试之前和整组测试之后。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，步骤2.3)流程如下：
7.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，步骤2.3)电磁干扰信号测试框架包括定向耦合器，定向耦合器第一输入经功率放大器和信号发生器的输出连接，定向耦合器第二输入经功率计和前向功率、反向功率的输出连接，前向功率、反向功率和控制中心连接，控制中心和测试板连接，测试板上待测模数转换电路的电源和地引脚和定向耦合器的输出连接。
...【技术特征摘要】
1.一种模数转换电路电磁干扰、总剂量辐照和单粒子效应协同影响的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体为:
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于：步骤1.1)辐射敏感点参数为dc、ac参数,包括idd(动态电流)、isb(静态电流)、iih(输入管脚高电平时流入器件的漏电流)、vol1(输出低电压)、vol2(输出低电压)、thigh(时钟周期中高电平时间)、tlow(时钟周期中低电平时间)、tsu:dat(数据信号建立时间)、tsu:sta(起始信号建立时间)、taa(数据信号输出延迟时间)。
4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1为获...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫涛，江鹏，蔺孝堃，马豪，杨猛，孔龙，王斌，吴龙胜，刘欢，时光，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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