[发明专利]一种应用于锁相环辐照实验的装置

说明书

技术领域

本发明属于集成电路测量技术领域，可用于辐照实验中锁相环的辐照能力的测量。

背景技术

随着我国航空航天事业的发展，抗辐照集成电路的需求也越来越大，而我国抗辐照集成电路技术水平还比较薄弱，特别是抗辐照集成电路的测试技术，一直都是抗辐照集成电路的软肋。目前测试人员通常的做法是将有限的关键信号通过芯片外部引脚引出，在做实验时，通过十几米长线将芯片信号输出到监控中心。这样导致的直接结果是：芯片的分析只限于数字电路，若对模拟电路进行分析，则会导致信号的衰弱，从而引起分析的不准确。抗辐照集成电路的专利和论文检索的结果显示，抗辐照集成电路测试技术的研究几乎属于空白。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种应用于锁相环电路辐照试验中辐照能力测量的装置，可以检测待测芯片是否发生单粒子事件，以及发生单粒子事件的是待测芯片的哪一部分。

按照本发明提供的技术方案，所述应用于锁相环辐照实验的装置包括：互相连接的辐照检测芯片和FPGA芯片，辐照检测芯片与待测芯片相连，用于检测待测芯片是否发生单粒子事件，以及发生单粒子事件的是待测芯片的哪一部分，然后将判断结果信号发送给FPGA芯片，FPGA芯片通过信号线连接到远程监控中心服务器，将辐照检测芯片发送过来的信号发送给服务器；所述待测芯片包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵与环路滤波器模块、压控振荡器、分频器，所述分频器的输出端再连接鉴频鉴相器的输入，形成锁相环；所述辐照检测芯片包括：第一锁定检测电路、第二锁定检测电路、纹波检测电路、频率检测电路、信号判决电路、逻辑判断电路，以及一个与待测芯片中结构相同的鉴频鉴相器、一个与待测芯片中结构相同的分频器；待测芯片的鉴频鉴相器的输出信号连接到第一锁定检测电路；待测芯片的鉴频鉴相器的两个输入信号连接辐照检测芯片的鉴频鉴相器，然后再连接第二锁定检测电路；电荷泵与环路滤波器模块的输出信号连接纹波检测电路，压控振荡器的输出信号连接频率检测电路，压控振荡器的输出信号还连接到辐照检测芯片的分频器，辐照检测芯片的分频器和待测芯片的分频器输出信号连接信号判决电路，通过信号判决电路判断两个信号是否相同；所述第一锁定检测电路、第二锁定检测电路、纹波检测电路、频率检测电路和信号判决电路的输出端连接到一个逻辑判断电路，逻辑判断电路输出待测芯片中是否发生了单粒子事件以及是哪一个模块发生了单粒子事件的判决信号。所述信号判决电路可采用异或门电路实现。

其中，所述辐照检测芯片的鉴频鉴相器、第一锁定检测电路和第二锁定检测电路的组合，用于检测待测芯片的鉴频鉴相器是否发生了单粒子事件。

所述辐照检测芯片的纹波检测电路和第一锁定检测电路的组合，用于判断待测芯片的电荷泵与环路滤波器模块是否发生了单粒子事件。

所述辐照检测芯片的频率检测电路和纹波检测电路的组合，用于判断待测芯片的压控振荡器是否发生了单粒子事件。

所述辐照检测芯片的分频器和信号判决电路的组合，用于判断待测芯片的分频器是否发生了单粒子事件。

本发明的优点是：本发明能够自动检测锁相环各个部分的辐照情况，并可通过以太网将检测结果发送到远离辐照试验环境的监控中心，减少了测试人员的工作量，使辐照试验过程中测试人员不用接近辐照试验环境，保护了测试人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明所提出的辐照实验系统结构框图。

图2为待测芯片的结构框图。

图3为本发明所提出的辐照检测芯片结构框图。

图4为待测芯片中的环路滤波器结构。

具体实施方式

本发明进行锁相环辐照实验的原理是：将待测锁相环芯片放置在辐照区域，在辐照区域外采用一个辐照检测芯片对正在辐照的锁相环信号进行检测，判断锁相环是否发生单粒子事件，并判断是哪一个模块发生单粒子事件，然后将判断结果通过FPGA芯片的网络接口发送给远程的监控中心，从而对数据进行处理。

如图1所示，本发明的基本思想为：待测芯片104引出各个模块的输出信号发送给辐照检测芯片102，辐照检测芯片102检测各个信号，然后通过复杂的逻辑判断，从而判决是哪一个模块发生了单粒子事件，然后将判决结果输出给FPGA芯片103，由FPGA芯片103通过以太网口RJ45发送到远程监控中心服务器。监控中心服务器实时统计并分析锁相环抗辐照性能。辐照检测芯片102与待测芯片104不在同一个芯片上实现，它是一个单独的芯片，只是与待测芯片104做在同一个PCB板上，在做辐照实验时，仅待测芯片104被放置在辐照环境下。