[发明专利]一种空间单粒子瞬态脉冲测试系统

说明书

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系统。 

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，并且系统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，对系统的影响越来越大。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系统的广泛应用，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，现有的测试系统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系统，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系统，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系统，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为本发明的系统工作流程图。 

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系统，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；