可编程抗辐射锁相环设计

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1、硕士学位论文可编程抗辐射锁相环设计DESIGNOFPROGRAMMABLERADIATION-HARDENDPHASE-LOCKED-LOOP叶蓉哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN406学校代码：10213国际图书分类号：623.1密级：公开工学硕士学位论文可编程抗辐射锁相环设计硕士研究生：叶蓉导师：肖立伊教授申请学位：工学硕士工程领域：微电子学与固体电子学所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN406U.D.C:623.1DissertationfortheMasterDegreein

2、EngineeringDESIGNOFPROGRAMMABLERADIATION-HARENDPHASE-LOCKED-LOOPCandidate：YeRongSupervisor：Prof.XiaoLiyiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringEngineeringField：MicroelectronicsandSolidStateElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institut

3、ion：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要目前，锁相环在电子系统中占有不可或缺的地位。为了使锁相环适应微处理器的发展，改进锁相环的分频数量和拓宽信号频率范围成为必然的趋势。同时，随着航天技术的发展，微处理器早已经应用到复杂的空间环境中。目前，在集成电路制造工艺尺寸较小的前提下，单粒子效应已经取代总剂量效应成为复杂空间环境中主要辐射效应。所以，研究可编程抗单粒子辐射锁相环有着重要意义。本文在对可编程锁相环和抗单粒子效应锁相环的理论和设计实例进行研究学习之后，设计了可编程抗辐射锁相环。该锁相环的可编程部分是以可编程分

4、频器设计为核心，而且可编程锁相环中滤波器部分为了配合电路稳定工作也被设计成可编程形式的。本文可编程锁相环采用SMIC0.18μm工艺完成，可以实现100MHz-1.5GHz的频率的信号的同步传输，并且可以完成若干个整数和分数的分频。在不同的输入频率和分频数的工作状态下，可编程锁相环需要250ns左右的时间来完成捕捉信号并保持锁定的功能。在可编程锁相环设计完成之后，采用双指数电流源注入的方法模拟电路的辐射测试，根据双指数电流源注入得到的结论对电路的敏感部分进行加固。由于使用的是电路级加固方法，所以在加固电路的设计过程中也将加固电路所引入的敏感节点产生的单粒子效应对可编

5、程锁相环整体功能及性能带来的影响考虑在内，并且对加固电路也采用了相应的方法来防止单粒子效应。经仿真结果显示，加固后，可编程锁相环在受到双指数电流源注入的影响后的恢复时间是未加固电路的十分之一左右，而且由双指数电流源注入所引起的压控振荡器的控制电压节点产生的电压差也有一定的改善，由于对可编程锁相环电路辐射加固的设计，可编程锁相环的抗单粒子效应的性能有所提高。关键词：可编程锁相环；可编程分频器；单粒子效应I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAtpresent,thephase-lockedloopoccupiesanindispensableposition

6、intheelectronicsystem.Inordertomakethephase-lockedlooptoadaptthedevelopmentofthemicroprocessor,improvementofphase-lockedloopfrequencydivisionnumberandbroadenthesignalfrequencyrangebecomeinevitabletrend.Atthesametime,withthedevelopmentofspacetechnology,microprocessorshavealreadyappliedt

7、othecomplexspaceenvironment.Atpresent,underthepremisethatthesmallsizeofintegratedcircuitmanufacturingtechnology,hasreplacedthesingleparticleeffecttotaldoseeffectbecomethemainradiationeffectinthecomplexspaceenvironment.Therefore,researchonprogrammableresistancetosingleparticleradiatio