CN202256531U - 一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统 - Google Patents

一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统 Download PDF

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杨晓飞
范隆
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郑宏超
王煌伟
陈莉明
毕潇
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Abstract

本实用新型涉及一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，该系统包括远程监控计算机终端、数据处理与分析计算机、远程控制电源、多通道矩阵控制器和受辐照电路板。本实用新型集成了10个测试通道，可以实现毫安级至安培级范围内电流的采集和最多10个信号的同时检测，支持四线接法，当被测电路的功耗很低时，可以减少实验现场本底噪声对信号的影响，从而保证信号采集的完整性，提高看单粒子闩锁效应检测的精度。试验前，工作人员将电路板通过法兰盘分别连接到各个通道接口，并且采用远程控制电源对被测器件进行单一供电，试验时，测试人员可以通过上位机控制各个通道的通断来分别对不同芯片进行试验，从而降低了辐照实验的危险性和试验费用成本。

Description

一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，尤其涉及一种多通道宇航器件单粒子闩锁效应精确的测试系统，属于航天测试领域。
背景技术
随着集成电路加固技术和集成电路工艺的迅猛发展，航天器用宇航器件的集成度不断提高，航天器逐渐更多地采用大规模集成电路，单粒子效应是航天器在轨运行时发生的，但由于种种因素的研制，我国大量的试验验证工作是在地面进行。目前我国集成电路单粒子试验没有形成统一的测试系统，各实验单位都在各自搭建自己的单粒子效应测试系统，每一块芯片试验之前都须进行系统连接方式的调整，这加大了试验的复杂性，并且容易出现误接；对单粒子闩锁效应也没有一个快速、精确的处理方法。随着单粒子试验的增多，单粒子试验过程变的更加纷繁复杂，试验过程中可能不断出现线路误连接、芯片工作电压不能正常供应等问题。解决这些问题会浪费大量试验机时，同时损耗大量人力和财力。目前单粒子辐照试验通常是单一供电，采用手动切换电源信号和测试信号，还没有基于译码器和多路继电器的多通道单粒子效应检测系统。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，本实用新型降低了辐照实验的危险性和试验单位的试验成本，利用开发的多通道矩阵控制器实现了对多电路的远程自选通测试，四线接法的引入使得现有电流的测试精度大大提高，基本满足了现有试验的需求。
本实用新型的技术解决方案是：一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，包括远程控制计算机、数据处理与分析计算机、远程控制电源、多通道控制器和受辐照电路板，远程控制计算机与数据处理与分析计算机相连接用于向数据处理与分析计算机发送控制指令进行远程登录控制；数据处理与分析计算机与远程控制电源和多通道矩阵控制器相连接，其中远程控制电源由数据处理与分析计算机控制向受辐照电路板提供工作电压，多通道控制器由数据处理与分析计算机控制实现对受辐照电路板的选择和控制，受辐照电路板的工作电流值由多通道控制器进行检测并由数据处理与分析计算机进行记录，受辐照电路板用于搭载被辐照电路。
所述多通道控制器包括上、下两层DB9接口，其中上层DB9接口控制受辐照电路板的供电，下层DB9接口控制测试信号的通断。
本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：本实用新型集成了多个测试通道，试验准备阶段，试验人员将测试电路板通过法兰盘分别连接到各个通道接口上，并且采用了远程控制电源供电的措施，试验过程中，试验人员可以通过上位机软件控制各个通道的通断，来分别对不同芯片进行试验，从而降低了辐照实验的危险性和试验单位的试验成本。现有的电流检测设备对闩锁效应没有一个快速、准确的解决方案，这使得某些电流尖峰脉冲被判定为闩锁效应，或者已发生闩锁效应却没有及时采取相应的断电措施；而本实用新型对受辐照电路板的工作电流进行采集，同时引入的四线接法和可选的采样电阻很好的适应了单粒子闩锁效应的检测，满足了现在大量集成电路同时检测的需求。
附图说明
图1为本实用新型的组成原理图；
图2为本实用新型多通道控制器的组成原理图；
图3为本实用新型闩锁效应判定原理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步详细说明：
如图1所示，本实用新型的测试系统包括远程控制计算机、数据处理与分析计算机、远程控制电源、多通道控制器、受辐照电路板。其中受辐照电路板和DB9接线端子放置于真空靶室内部，远程控制电源、多通道控制器、数据处理与分析计算机放置于测量大厅，远程控制计算机用于远程登录控制数据处理与分析计算机；数据处理与分析计算机通过接收远程监控计算机发送的控制指令控制远程控制电源和多通道矩阵控制器，并接收多通道矩阵控制器传送的待测试芯片工作电流；远程控制电源由数据处理与分析计算机控制向测试芯片提供工作电压；多通道矩阵控制器是通过上下两层DB9接口来控制每一路电源和测试信号的选通，用于接通或断开各测试通道实现对辐照测试电路板的选择和控制；多通道矩阵控制器还可用于检测待检测芯片测试过程中的工作电流值，该工作电流值数据处理与分析计算机进行记录；受辐照电路板用于搭载被辐照电路。
图2为本实用新型控制器的组成原理图，多通道控制器接收远程控制计算机发送给数据处理与分析计算机的通道控制指令，并且传送给多通道控制器，多路控制控制器收到数据处理与分析计算机的通道控制指令并利用其内部的4-16译码器电路将其译码至各个继电器的使能端，通过控制各个继电器的使能端来控制其工作状态。每一路继电器的通断是通过一个4-16译码器电路来实现对其的选通控制，多路矩阵控制收到上位机传送的指令将其译码至各个继电器，通过控制各个继电器的使能端来控制其工作状态。多通道控制器是通过上下两层的DB9接口来实现，上层DB9接口实现电源的供电，下层DB9接口控制测试信号的通断，从而实现对被测电路信号的完全单一测试，减少被测电路直接的相互影响。多通道控制器的上层DB9接口控制继电器的开启与闭合从而控制受辐照实验板板级电源的通断，远程控制电源可直接与10路继电器互联。弱电流采集电阻直接接在每一继电器的后端，避免了因继电器而引入的采样误差，利用该采样电阻可以实现mA至5A级范围内电流的采集，从而可以实现在无电流表头的情况下对大电流的检测。多路矩阵控制器中有四线接法端子，可以有效地支持四线接法，该接法可以精确的测试被测器件的电流、电压。当被测电路的功耗很低时，可以减少实验现场本底噪声对信号的影响，从而保证信号采集的完整性，提高了对单粒子闩锁电流检测的精确性。
数据处理与分析计算机闩锁效应判定程序流程如附图3，首先通过手动设定一个闩锁效应判定值M，通过计算实时获得试验过程中电流值和供束前电流值的比值A，当A大于或等于10并且保持M个采样间隔时判定为闩锁效应，这时软件会自动向矩阵控制设备发送指令，关断相应通道，停止试验。试验结束后，首先保存好试验数据，然后依次将试验仪器整理装箱，即完成整个试验过程。本实用新型是通过远程操控来对真空靶室内的辐照测试电路板进行切换，限于真空把室内的容积，一次装入室内的辐照电路板不能太多，所以本实用新型设置为最多可切换10种不同的被测电路，解决了多种电路试验时换线难易出错，实验室内停留时间长等辐照试验存在的问题。本实用新型采用对受辐照电路板工作电流进行采样，一旦上位机判定闩锁效应发生立即自动向矩阵控制设备发送指令，断电保护芯片，同时，也保证了翻转数据的有效性。另外，上位机安装了COM终端应用程序来接收并显示下位机FPGA发送的翻转检测结果，以实时检测单粒子翻转效应。

Claims (2)

1.一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，其特征在于：包括远程控制计算机、数据处理与分析计算机、远程控制电源、多通道控制器和受辐照电路板，远程控制计算机与数据处理与分析计算机相连接用于向数据处理与分析计算机发送控制指令进行远程登录控制；数据处理与分析计算机与远程控制电源和多通道矩阵控制器相连接，其中远程控制电源由数据处理与分析计算机控制向受辐照电路板提供工作电压，多通道控制器由数据处理与分析计算机控制实现对受辐照电路板的选择和控制，受辐照电路板的工作电流值由多通道控制器进行检测并由数据处理与分析计算机进行记录，受辐照电路板用于搭载被辐照电路。
2.根据权利要求1所述的一种用于多通道宇航器件单粒子效应的测试系统，其特征在于：所述多通道控制器包括上、下两层DB9接口，其中上层DB9接口控制受辐照电路板的供电，下层DB9接口控制测试信号的通断。
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