[發(fā)明專利]一種單粒子瞬變(SET)加固的鎖相環(huán)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910043645.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN101572547A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張民選;趙振宇;陳吉華;李俊豐;陳怒興;李少青;馬卓;方糧;郭陽;蔣仁杰;白創(chuàng);黃沖;郭斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03L7/099
• 分類號(hào): H03L7/099
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到鎖相環(huán)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特指一種抗輻照鎖相環(huán)。

背景技術(shù)

鎖相環(huán)被廣泛運(yùn)用于不同的領(lǐng)域，典型應(yīng)用為時(shí)鐘產(chǎn)生、同步、倍頻、減小抖動(dòng)和偏斜、頻率綜合等。作為系統(tǒng)的核心部分，一旦鎖相環(huán)發(fā)生混亂，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法工作。單粒子瞬變(Single?Event?Transient，SET)現(xiàn)象是一種典型的輻射效應(yīng)，由銀河宇宙射線、太陽粒子事件、超鈾材料自然衰變或外大氣層核武器爆炸產(chǎn)生的高能粒子轟擊電路敏感結(jié)點(diǎn)引發(fā)，轟擊后粒子能量沉積導(dǎo)致碰撞電離，電離出的電荷在晶體管電場(chǎng)和濃度梯度的作用下被傳輸和收集，使結(jié)點(diǎn)電壓或電流產(chǎn)生暫時(shí)性波動(dòng)。由于工藝進(jìn)步導(dǎo)致電源電壓降低、結(jié)點(diǎn)電容減小、傳輸延遲減小、工作頻率提高，使得單粒子瞬變(SET)對(duì)電路的影響更為嚴(yán)重。傳統(tǒng)鎖相環(huán)中存在多個(gè)敏感結(jié)點(diǎn)，受SET影響作用下可能導(dǎo)致異常。例如電荷泵(charge?pump，cp)和壓控振蕩器(voltage?controlled?oscillater，VCO)對(duì)SET都非常敏感，電荷泵中發(fā)生單粒子瞬變(SET)事件將導(dǎo)致V_C嚴(yán)重偏離鎖定值，超出最大或最小控制電壓，讓鎖相環(huán)的輸出時(shí)鐘長(zhǎng)時(shí)間處于混亂狀態(tài)。而在壓控振蕩器(VCO)中發(fā)生單粒子瞬變(SET)事件將直接導(dǎo)致輸出時(shí)鐘相位或頻率偏差，甚至造成壓控振蕩器(VCO)停止振蕩。如何減小單粒子瞬變(SET)對(duì)輻射環(huán)境鎖相環(huán)的影響成為一種不可回避的可靠性問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題在于：根據(jù)現(xiàn)有的鎖相環(huán)技術(shù)，提供一種代價(jià)小，對(duì)環(huán)路參數(shù)、結(jié)構(gòu)影響小，能有效緩解單粒子瞬變(SET)對(duì)鎖相環(huán)各結(jié)點(diǎn)影響的輻射加固鎖相環(huán)。

對(duì)于鎖相環(huán)中的不同部件，單粒子瞬變(SET)的影響機(jī)理和單粒子瞬變(SET)的敏感性也不相同，但是其對(duì)鎖相環(huán)的影響最終都將體現(xiàn)在壓控振蕩器(VCO)的控制電壓V_C上。例如：當(dāng)壓控振蕩器(VCO)中的敏感結(jié)點(diǎn)發(fā)生單粒子瞬變事件后，首先導(dǎo)致鎖相環(huán)的輸出時(shí)鐘混亂，通過鑒頻鑒相器、電荷泵導(dǎo)致壓控振蕩器(VCO)的控制電壓V_C發(fā)生錯(cuò)誤變化；當(dāng)電荷泵中的敏感結(jié)點(diǎn)發(fā)生單粒子瞬變事件后，直接導(dǎo)致大量的電荷在濾波器中堆積，使V_C偏離鎖定值。然而在實(shí)際應(yīng)用中壓控振蕩器(VCO)的控制電壓V_C的變化范圍有限。根據(jù)以上規(guī)律，本發(fā)明提出的解決方案為：一種對(duì)稱控制電壓補(bǔ)償輻射加固電路，其特征在于：它由運(yùn)放OP1、上拉管P1、運(yùn)放OP2、下拉管N1組成。所述運(yùn)放OP1、OP2的正向輸入端連接到壓控振蕩器(VCO)的輸入控制電壓V_C上，運(yùn)放OP1的反向輸入端連接到參考電壓V_{C_MIN}，運(yùn)放OP2的反向輸入端連接到參考電壓V_{C_MAX}。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于：

1、通過調(diào)節(jié)V_{C_MIN}與V_{C_MAX}，可以有效緩解單粒子瞬變(SET)影響和加快鎖相環(huán)鎖定，可以有效緩解輻射效應(yīng)對(duì)于鎖相環(huán)中各部件的敏感結(jié)點(diǎn)的影響。

2、采用互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)加固電路引入的敏感點(diǎn)同樣可以有效緩解。

3、鎖相環(huán)原有的結(jié)構(gòu)和參數(shù)影響很小。

4、適用范圍廣，對(duì)環(huán)路參數(shù)無特別要求，從而適應(yīng)不同應(yīng)用。

5、在初始鎖定的過程中或其它情況造成的失鎖后，同樣可以加速鎖相環(huán)鎖定。

附圖說明

圖1是輻射加固鎖相環(huán)的原理圖

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。