與 SEL 測試不同,測試標準中不需要在評估 SIT 時保持器件的高外殼溫度。通常,測試在環境溫度條件下進行,同時監控和記錄溫度。與 SEL 測試一樣,SET 評估通常執行高達 <> MeV-cm 的能量水平2/毫克,流度為107離子/厘米2.在某些情況下,能量水平可以≥ 120 MeV-cm2/mg 用于 SET 評估。這取決于所需的應用和情況。評價仍將以10的流度完成7離子/厘米2.我們將再次介紹AD9246S 14位125 MSPS ADC。提醒一下,我在此處再次包含設置圖以進行SEE測試。
AD9246S 單事件效應(SEE)測試設置
SET測試的目標是確定ADC開始SET的能級,并找到作為SET事件的飽和點的能量能級。了解瞬態事件的幅度和長度非常重要。監控器件的SET行為,同時將ADC暴露在不斷增加的輻射水平下,并記錄SET的數量、幅度和長度。
AD9246S使用了四種不同的離子,可提供五種不同的能級。下表詳細介紹了用于測試AD9246S的離子、離子角度和能級。請注意,氙氣在兩個不同角度下使用了兩次。使用該角度可以增加有效LET而無需改變離子。根據角度確定 LET 是一個非常簡單的計算。為了確定氙離子在43度角處的LET,將0度角處的LET除以角度的余弦。在這種情況下,計算如下:
這是有益的,因為它節省了回旋加速器設施的時間,因為更換離子可能需要 30 分鐘或更長時間。俗話說“時間就是金錢”,該設施按小時收取使用費。使用離子角不僅可以節省一些成本,還可以使執行測試的工程師更有效地利用分配的時間。在執行測試時,提前做好計劃并制定良好的時間表非常重要,以充分利用設施的時間。
表1
用于AD9246S SET測試的離子和LET。
為了在查看 SIT 時了解測試過程,讓我們看一下測試過程。SET測試的一般程序與AD9246S的測試類似。對于此設備,使用了以下過程:
給AD9246S上電。
選擇所需的離子和所需的入射角。
當記錄到指定的瞬變數或通量達到 10 時關閉光束7離子/厘米2.
重復從步驟2開始的步驟,直到AD9246S照射到所需的LET范圍(~ 2 MeV-cm2/毫克至 80 MeV-厘米2/毫克)。
使用步驟9246至1測試其余AD5S器件,直到測試完所需數量的單元。
當SET電平超過噪聲頻帶的三西格瑪時,使用Xilinx Spartan 9246 FPGA捕獲AD6S在重離子暴露期間的瞬態響應。通過在ADC的輸出代碼上應用數字模板,從比較中去除了反射電路板和設施噪聲的LSB。對于AD9246S,6個LSB被屏蔽。下面給出了顯示錯誤閾值掩碼(紅色虛線)的可視化表示,以說明瞬態錯誤。掩碼外的周期必須是多個時鐘周期才能被視為瞬態。例如,第一個SET顯示為具有三個時鐘周期的長度和大于6 LSB的幅度。
AD9246S SET 誤差閾值模板
此掩碼是在數據分析中通過執行具有 0x3FCO(二進制值 = 11 1111 1100 0000)和每個輸出代碼的邏輯 AND 創建的。該數字模板在1 V時表示約2/2 mV噪聲P-P輸入滿量程范圍。有關執行的每個SET測試運行的詳細信息,請參閱AD13S單事件效應測試報告第15-9246頁。
該信息用于繪制威布爾曲線,該曲線顯示了SET行為與輻射能級的可視化表示。使用的能級越多,可用于創建威布爾曲線的點就越多,從而更準確地描述ADC的SET響應。顯然,由于使用回旋加速器設施進行測試的成本和時間,存在妥協。回想一下上面的表 1,多個 LET 用于測試。這允許生成下面的曲線。該曲線顯示了 SET 開始出現的 LET 起始閾值以及 SET 數量飽和的 LET 值,這意味著 SIT 的數量不會隨著 LET 的增加而增加。
AD9246S SET截面和威布爾曲線
為威布爾曲線收集和計算的信息可用于預測設備在地球周圍各種軌道上的SET性能。威布爾曲線用于計算SET發生的概率以及發生的SET的大小和長度。現有的模型從威布爾曲線中獲取信息,并根據設備將在最終系統應用中放置的軌道提供SET事件的概率。這些模型不僅考慮了軌道,還考慮了最終應用中使用的任何屏蔽。這只是提供了一塊拼圖。
正如我們所討論的,一般的第一步是 SEL 測試,以尋找破壞性的設備閂鎖。我們的主題是SET測試,它提供了有關器件瞬態翻轉性能的信息。
審核編輯:郭婷
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