鎖相環(huán)輻射加固設(shè)計研究.pdf

1、電子系統(tǒng)的更新速度日新月異，在航空、航天領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，電路的輻射加固技術(shù)變得更加重要。電子系統(tǒng)中的核心部分時鐘發(fā)生器電路的輻射效應(yīng)研究和輻射加固技術(shù)也越來越得到人們的關(guān)注。時鐘發(fā)生器作為系統(tǒng)的核心部分，它的不可預(yù)計的頻率波動和相位偏差，都將導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性受到影響。鎖相環(huán)電路的主要功能是消除時鐘延遲、產(chǎn)生特定頻率的高頻時鐘，因此被確認為航空電子系統(tǒng)中對輻射最為敏感的電路之一。
　　本文采用0.18μm工藝對電荷泵鎖

2、相環(huán)電路進行設(shè)計和加固，并對整體結(jié)構(gòu)進行了驗證和加固性能的對比。本文首先對電荷泵鎖相環(huán)電路的整體結(jié)構(gòu)進行了分析，分別設(shè)計了電荷泵鎖相環(huán)的子模塊電路，進而對各個子模塊進行了SET敏感性分析，尤其針對壓控振蕩器模塊不同入射能量、不同入射結(jié)點和不同入射時間進行了定量的仿真分析。
　　然后，本文對設(shè)計完成的電荷泵鎖相環(huán)電路進行了加固設(shè)計。鑒頻鑒相器電路部分使用了三模冗余技術(shù)進行加固；在分析了兩種電荷泵模塊的基礎(chǔ)上，選擇電壓型電荷泵作為本文

3、的加固方案；壓控振蕩器部分進行了冗余偏置電路和增加環(huán)形振蕩器級數(shù)的加固設(shè)計。加固后整體電路仿真驗證結(jié)果功能正確，得到了中心頻率為1GHz，壓控振蕩器的增益為1.2GHz/V，頻帶范圍為0.4-1.5GHz的抗輻射鎖相環(huán)電路。對比了加固前后的性能參數(shù)，加固后的電路使最大相位偏移降低了57.254％，壓控振蕩器輸入電壓波動降低了60.093%，恢復時間降低了37.826%。最后對加固后的電荷泵鎖相環(huán)電路進行了版圖設(shè)計，版圖后仿真結(jié)果與前仿真