一种模拟数字转换器单粒子效应测试方法及系统

摘要

本发明涉及一种模拟数字转换器单粒子效应测试方法及系统，根据ADC器件功能，通过求取4个可用于评价ADC器件抗单粒子性能的参数，分别为噪声误差截面、偏移误差截面、单粒子功能中断截面及单粒子闭锁截面。该方法既考虑了器件抗辐射性能考虑时所需的保守性，又考虑了实际应用中的需求，为ADC器件的抗单粒子性能考核提出了一种切实可行的测试方法；其测试板主要由主控制电路、波形发生器、DUT参考源、DUT测试电路、功能监测电路、上位机接口电路及输入输出接口电路组成；不但可统计被测ADC器件噪声误差及偏移误差的出现次数，还可以返回效应出现时具体的码值信息。这些详细的效应数据信息，可为ADC器件单粒子效应敏感物理位置的分析及抗单粒子性能加固提供数据支持。

主权项

一种模拟数字转换器单粒子效应测试方法，其特征在于：1)在没有进行辐照的情况下，进行ADC器件的测试，计算被测ADC器件的本征误差截面；2)在辐照的情况下，进行ADC器件的测试，统计ADC的转换次数、噪声误差出现的次数及偏移误差和闭锁出现的次数；3)计算单粒子噪声误差截面、偏移误差截面、单粒子功能中断截面及单粒子闭锁截面；所述单粒子噪声误差截面的求取方法为：${\sigma }_{noise\_error}(A_{in},f)=\frac{N_{noise\_error\left(rad\right)}-N_{noise\_error\left(pre\right)}}{N·Flux}---\left(1\right),$其中N_{noise_error(rad)}，N_{noise_error(pre)}为辐照前后输出码值处于噪声误差范围(理想码值±X·LSB)之内的码值个数，N为总的转换次数；Flux为辐照过程中的重离子总注量，σ_{noise_error}(A_in,f)表示当输入电压为A_in，转换频率为f时被测ADC器件的噪声误差截面，所代表的物理意义是单个粒子轰击在被测ADC器件内时产生噪声误差的机率，实际也是单粒子在单个转换周期内产生噪声误差的机率，其单位为cm²/device，当式(1)所得的截面与器件的转换频率是成线性关系时，噪声误差截面表示为：${\sigma }_{noise\_error}\left(A_{in}\right)=\frac{N_{noise\_error\left(rad\right)}-N_{noise\_error\left(pre\right)}}{N·Flux·f}---\left(2\right),$其中f的单位一般用MSPS，此时截面的单位为cm²/MSPS；偏移误差(Offset Errors)是指实际输出码值与理论输出码值之间的差值较大，即|C_fact‑C_ideal|>X时，偏移误差是由单粒子效应直接导致的，只有在单粒子效应实验时才有可能出现，当偏移误差出现时，表明ADC器件具有明显的单粒子效应，其输出码值与理想输出值有很大的偏差；偏移误差的截面求取方法为：${\sigma }_{offset\_error}(A_{in},f)=\frac{N_{offset\_error}}{N·Flux}---\left(3\right),$其中，N_{offset_error}为辐照为前后输出码值处于噪声误差范围之外的码值个数；同噪声误差的截面表示方法一样，偏移误差表示为：${\sigma }_{offset\_error}(A_{in},f)=\frac{N_{offset\_error}}{N·Flux·f}---\left(4\right),$所述单粒子功能中断截面的计算方法为${\sigma }_{func\_\mathrm{int}}=\frac{N_{func\_\mathrm{int}}}{Flux}---\left(5\right),$其中N_{func_int}为单粒子功能中断在辐照过程出现的次数；单粒子功能中断指使器件长时期的输出失效，当器件输出码值连续X个周期处于偏移误差范围的失效周期时，则认为DUT产生一次单粒子功能中断；单粒子翻转截面为闭锁出现次数与总注量的比值。