Радиационно-стойкий CMOS кварцевый генератор: 300 крад ТИУ-стойкий тактовый генератор для космической электроники

Существует необходимость в радиационно-стойких кварцевых стабилизированных источниках тактовой частоты с не менее 300 крад общей ионизирующей дозы (ТИУ) иммунитетом. Обычным решением было точечное экранирование коммерческой готовой детали или помещение её в сейф. Радиационно-стойкие источники тактовых сигналов нужны для основных электронных плат (МЕБ) и схем чтения, которые должны работать в опасных космических средах. Удаленное 감지와 телеметрия требуют, чтобы схемы чтения находились в одной локации с сенсорами, которые могут быть разделены произвольным расстоянием от электроники обработки данных.

Локально генерированный тактовый сигнал позволяет схеме чтения генерировать свои собственные тактовые сигналы и передавать полученные данные к удаленному приемнику. Если кварцево-стабилизированный несущий сигнал был доступен, схема чтения могла бы вывести тактовый сигнал, который является целой подкратной этого несущего, и использовать данные, сгенерированные от тактового сигнала, для модуляции несущего. Радиационно-стойкий по проектированию (RHBD) CMOS кварцевый генератор может использоваться напрямую или масштабироваться по частоте для тактирования прикладной схемы.

RHBD CMOS кварцевый генератор — это компараторный генератор Пирса, использующий пьезоэлектрический кварц для точной и стабильной генерации частоты. Схема генератора отличается от классических генераторов Пирса, которые полагаются как минимум на один инвертер для достижения необходимого усиления. В RHBD CMOS кварцевом генераторе высокоскоростной компаратор обеспечивает усиление с кварцем и линеаризующим обратным резистором, соединенным между выходом компаратора и инвертирующим входом. Неинвертирующий вход компаратора может быть управляем DC источником сигнала, таким как резистивный делитель, опорное напряжение или цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), для переменного общего режима в обратном сигнале или переменного коэффициента заполнения тактового сигнала. Наличие возможности регулировать коэффициент заполнения сигнала генератора позволяет системе компенсировать радиационно-индуцированные изменения, такие как входное смещение.

Компаратор — это монолитный CMOS rail-to-rail дизайн с пропорциональным абсолютной температуре (PTAT) ячейкой смещения, изготовленной с транзисторами с закрытым компоновкой (ELT) и двойными защитными кольцами. ELT обеспечивают высокий иммунитет к утечкам, индуцированным ТИУ, а двойные защитные кольца обеспечивают иммунитет к однократному событию замыкания (SEL). Вместе ELT, двойные защитные кольца и регулировка коэффициента заполнения обеспечивают надежную работу схемы даже в присутствии высокой ТИУ и тяжелых ионов.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем лицензирования NASA по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или позвоните 202-358-7432 для начала обсуждений лицензирования.