COTS器件的空间辐射效应实验研究

发布时间：2017-07-26 20:26

  本文关键词：COTS器件的空间辐射效应实验研究

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【摘要】：在航天领域内,航天器所处的辐射环境会带来严重的辐射效应。为了提高航天器电子系统的可靠性,降低由辐射效应引起的损害,在进行航天器在轨试验前,需要对于低等级关键器件进行抗辐照试验。近年来,仅靠从国外进口高可靠性宇航级器件已不能够满足航天器多样化发展的需求。而新兴的商业现货COTS(Commercial-off-the-shelf)器件则可以替代宇航级器件,具有价格低、高可靠性等优点,可以大大降低研发时间和研发成本,是目前空间技术领域的研究热点之一。本文主要包括以下内容:(1)本文首先介绍了空间辐射环境的主要来源,以及研究了空间辐射环境诱发的主要辐射效应,主要包括单粒子效应,总剂量效应,位移损伤效应等。并给出了相关的故障案例。(2)挑选了一些常用的高性能COTS器件,包括NOR FLASH、NAND FLASH、MRAM、电源芯片等,作为本次研究的待测器件。(3)以TMS570LS3137为核心,完成了COTS器件的抗辐射效应测试系统的硬件和软件设计与开发,搭建了抗辐照测试系统。(4)在模拟的空间辐射环境下,进行了抗辐照试验(5)总结了抗辐照试验的评估数据与结论,提出了相应COTS器件的使用意见。
【关键词】：COTS器件 空间辐射 单粒子效应 抗辐照试验
【学位授予单位】：中国科学院国家空间科学中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V443
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 研究现状和发展趋势分析13-14
• 1.2.1 国外研究进展13
• 1.2.2 国内研究进展13-14
• 1.2.3 存在的问题和差距分析14
• 1.3 本文主要结构安排14-16
• 第2章 空间辐射环境对COTS器件的效应与防护分析16-26
• 2.1 空间辐射环境16-18
• 2.1.1 地球辐射带16-17
• 2.1.2 银河宇宙线17
• 2.1.3 太阳质子事件17-18
• 2.2 电子元器件的空间辐射效应18-22
• 2.2.1 单粒子效应18-22
• 2.2.2 总剂量效应22
• 2.2.3 位移损伤效应22
• 2.2.4 表面充放电22
• 2.3 空间辐射效应故障案例分析22-24
• 2.4 抗辐射效应的防护与加固措施分析24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 抗辐照测试系统设计26-46
• 3.1 系统设计概述26-27
• 3.1.1 抗辐照测试系统设计的目的和意义26
• 3.1.2 抗辐照测试系统的测试原理26-27
• 3.2 主控电路硬件设计27-33
• 3.2.1 关键器件选型28-30
• 3.2.2 电源电路30
• 3.2.3 时钟电路和复位电路30-31
• 3.2.4 RS422通信电路31
• 3.2.5 AD采集电路31-33
• 3.2.6 其他外围接口电路33
• 3.3 待测板硬件设计33-40
• 3.3.1 电源芯片电路35
• 3.3.2 运放芯片电路设计35
• 3.3.3 存储器芯片35-39
• 3.3.4 单稳态触发器39-40
• 3.4 软件设计40-45
• 3.4.1 软件开发环境40-41
• 3.4.2 应用软件接口设计41-42
• 3.4.3 下位机ARM内的控制程序42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 硬件电路调试结果分析46-50
• 4.1 AD采集电路调试47
• 4.2 上位机通信调试47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第5章 COTS器件的单粒子试验方案设计50-60
• 5.1 单粒子效应实验与验证方法53-57
• 5.2 ECL电路的单粒子试验57-58
• 5.3 电源芯片的单粒子试验58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 结论与展望60-62
• 6.1 课题总结60
• 6.2 课题展望60-62
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果62-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-67

【参考文献】

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本文编号：578204