Цацрагийн гол сорилтууд-Хатууруулсан болор осцилляторууд:-Нийт ионжуулагч тун ба нэг удаагийн-үйл явдлын нөлөөний гүний шинжилгээ

Тойм: Цацрагийн орчин дахь болор осцилляторын өвөрмөц байдал

Электрон системүүдийн "зүрхний цохилт" болохын хувьд болор осцилляторууд нь цацрагийн өндөр- орчинд өвөрмөц сорилтуудтай тулгардаг. Тэдний гол цөм нь пьезоэлектрик талстууд ба нарийн хэлбэлзлийн хэлхээнээс бүрдэх бөгөөд тэдгээр нь цацрагт янз бүрийн механизмаар хариу үйлдэл үзүүлдэг боловч хоёулаа хариу үйлдэл нь эцэстээ дараах байдлаар илэрдэг.давтамжийн тогтвортой байдал, гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлт. Цацрагийн нөлөөг үндсэндээ хоёр төрөлд хуваадаг.нийт ионжуулагч тун (TID) нөлөөаажмаар доройтолд хүргэдэг бөгөөдганц-үйл явдлын эффект (SEE)Энэ нь гэнэтийн бүтэлгүйтэлд хүргэдэг.

1-р хэсэг: Ионжуулах тунгийн нийт нөлөө – Кристал осцилляторын "архаг хөгшрөлт"

1.1 Кристалд хуримтлагдсан хохирол

Ионжуулагчийн тунгийн нийт нөлөө нь ионжуулагч цацрагт удаан - өртөх үед эрчим хүчний хуримтлалаас үүдэлтэй бөгөөд кварцын талстуудад үндсэн хоёр төрлийн гэмтэл учруулдаг:

Торны согогуудын аажмаар үүсэх

Цацраг нь болор доторх шилжилтийн эвдрэлийг өдөөж, атомуудыг торны байрлалаас нь нүүлгэдэг.

Сул орон зай, завсрын атом зэрэг согогууд цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг

Эдгээр согогууд нь болорын уян хатан тогтмол болон массын ачааллын нөлөөг өөрчилдөг

Шууд нөлөөлөл:системчилсэн резонансын давтамжийн шилжилтболондавтамж{0}}температурын шинж чанарын муруйны гажуудал

Гадаргуу болон интерфейс дээрх цэнэгийн хуримтлал

Ионжуулагч цацраг нь болор гадаргуу болон электродын интерфейс дээр тогтмол цэнэг үүсгэдэг

Цэнэгийн хуримтлал нь болор гадаргуугийн хил хязгаарыг өөрчилдөг

Акустик долгионы тархалтын алдагдал, тархалтыг нэмэгдүүлнэ

Шууд нөлөөлөл:чанарын хүчин зүйлийн бууралт (Q утга)болонфазын дуу чимээ муудах

1.2 Хэлбэлзлийн хэлхээнд үзүүлэх дэвшилтэт нөлөөлөл

Тун хуримтлагдах үед хэлбэлзлийн хэлхээн дэх идэвхтэй ба идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь мууддаг.

Идэвхтэй төхөөрөмжүүдийн параметрийн шилжилт

MOSFET босго хүчдэлийн системчилсэн шилжилт, хэлбэлзлийн хэлхээний хазайлтыг өөрчлөх

Транзисторын дамжуулалтын бууралт нь давталтын ашгийн хэмжээ буурахад хүргэдэг

Шууд нөлөөлөл:эхлүүлэхэд бэрхшээлтэй, гаралтын далайцын сулрал, бахүнд тохиолдолд хэлбэлзлийг зогсооно

Нэвчилтийн гүйдлийн экспоненциал өсөлт

Исэл{0}}тогтоосон цэнэгүүд нь PN уулзварууд болон хаалгануудын урсгалыг ихэсгэдэг.

Хэлхээний статик эрчим хүчний хэрэглээний мэдэгдэхүйц өсөлт

Дулааны дуу чимээ ихсэх, фазын дуу чимээний гүйцэтгэлийн доройтол

Шууд нөлөөлөл:техникийн үзүүлэлтээс хэтэрсэн эрчим хүчний хэрэглээболондуу чимээний давхаргын өндөр

Санал хүсэлтийн сүлжээн дэх параметрийн өөрчлөлтүүд

Ачааллын конденсатор ба резисторын цацрагийн-мэдрэмтгий параметрүүд өөрчлөгддөг

Осцилляторын фазын шилжилтийн нөхцлийг өөрчилдөг

Шууд нөлөөлөл:төвийн давтамжийн офсетболонтааруулах хүрээний агшилт

2-р хэсэг: Ганц{1}}Үйл явдлын нөлөө – Кристал осцилляторын "Гэнэтийн зүрхний шигдээс"

2.1 Кристал нэгжид үзүүлэх шууд нөлөө

Түр зуурын нүүлгэн шилжүүлэлтийн гэмтэл

Нэг өндөр энергитэй бөөмс (хүнд ион эсвэл өндөр{1}}энергийн протон) болор руу нэвтэрдэг.

Бөөмийн траекторийн дагуу орон нутгийн торны гэмтэл үүсгэдэг

Орон нутгийн стрессийн түр зуурын өөрчлөлтийг үүсгэдэг

Шууд нөлөөлөл:агшин зуурын давтамжийн үсрэлт, дараа нь хэсэгчлэн сэргэж болно

Цэнэг хуримтлуулах нөлөө

Бөөмүүд нь болор дотор цэнэгээ хуримтлуулж, түр зуурын цахилгаан орон үүсгэдэг

Пьезоэлектрик нөлөөгөөр түр зуурын механик стресс болж хувирдаг

Шууд нөлөөлөл:фазын үсрэлтболонбогино хугацааны давтамжийн тогтворжилтын- огцом муудах

2.2 Хэлбэлзлийн хэлхээнд агшин зуурын хөндлөнгийн оролцоо

Аналог хэлхээн дэх ганц-Үйл явдлын түр зуурын (SET).

Өндөр{0}}энергийн бөөмүүд осцилляторын цөм дэх өсгөгч эсвэл хэвийсэн хэлхээнд цохино

Цахилгаан шугам эсвэл дохионы шугам дээр түр зуурын гүйдлийн импульс үүсгэх

Импульсийн өргөн нь хэдэн арван пикосекундээс хэдэн микросекунд хүртэл хэлбэлздэг

Шууд нөлөөлөл:

Гаралтын долгионы хэлбэрт үүссэн агшин зуурын алдаа

Фазын тасралтгүй байдлын гэнэтийн тасалдал

Боломжит үе шат-түгжигдсэн гогцоо (PLL) түгжээ алдагдах эсвэл цагийн синхрончлолын алдаа

Хяналтын логик дахь ганц-Үйл явдлын хямрал (SEU).

Бит эргүүлэх нь тоон хяналтын хэсгүүдэд тохиолддог (жишээ нь: давтамж тааруулах регистр, горимын удирдлагын үг)

Тохиргооны параметрүүдийг гэнэт өөрчилсөн

Шууд нөлөөлөл:

Гаралтын давтамж буруу утга руу үсрэв

Үйл ажиллагааны горимыг хэвийн бус солих

Үйл ажиллагааг сэргээхийн тулд дахин тохируулах шаардлагатай байж магадгүй

Ганц бие{0}}Үйл явдлын гамшгийн үр дагавар (SEL)

Шимэгчийн PNPN бүтцийг идэвхжүүлж, их хэмжээний гүйдлийн замыг үүсгэдэг

Гүйдэл огцом нэмэгддэг (хэвийн утгаас 100 дахин их байх магадлалтай)

Шууд нөлөөлөл:

Хэлхээний бүрэн ажиллагаа доголдол

Дулааны гүйдэл нь байнгын эвдрэлд хүргэж болзошгүй

Сэргээхийн тулд цахилгаан унадаг дугуй заавал байх ёстой

3-р хэсэг: Кристал осцилляторын тусгай хамгаалалтын стратеги

3.1 Нийт ионжуулагч тунгийн нөлөөллийн эсрэг тусгай арга хэмжээ

Болор материалын оновчтой сонголт

Цацрагийн-хатуурсан талстуудыг ашиглах: жишээлбэл, SC-зүссэн кварц нь AT-зүссэн кварцаас илүү цацрагийн эсэргүүцлийг харуулдаг.

Боловсруулалтын тусгай арга: устөрөгчийн аргаар баяжуулах болон талстуудын анхны согогийг багасгах бусад аргууд

Шинэ материалын эрэл хайгуул: литийн ниобат фосфат (LNB) зэрэг өөр материалууд нь тодорхой давтамжийн зурваст өндөр гүйцэтгэлтэй болохыг харуулж байна.

Хатуу хэлхээний дизайн

Хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг цацрагийн хатууруулсан аргаар үйлдвэрлэсэн-ашиглаарай

Босго хүчдэлийн зөрүүг автоматаар нөхөхийн тулд илүүдэл хэвийсэн хэлхээг зохион бүтээ

Параметрийн шилжилтийн хязгаарт хэвийн ажиллагааг хангахын тулд хүлцлийн загварыг хэрэгжүүлэх

Алдагдлын гүйдлийн хяналт ба нөхөн олговрын хэлхээг нэгтгэх

Бүтцийн оновчлол

Цацрагт мэдрэмтгий материалын хэрэглээг багасгахын тулд болор савлагааг- оновчтой болго

Интерфэдийн цэнэгийн хуримтлалыг багасгахын тулд электродын дизайн, холболтын аргыг сайжруулах

Гадаргуугийн нөлөөг багасгахын тулд тусгай бүрээсийг хэрэглэнэ

3.2 Ганц{1}}Үйл явдлын нөлөөнд зориулсан тусгай шийдэл

Архитектурын-Хэлхээний хамгаалалт

Чухал аналог замд шүүх болон гистерезисын хэлхээг хэрэгжүүлэх

Гурвалсан модульчлагдсан нөөц (TMR) ба дижитал хяналтын хэсгүүдэд үе үе шинэчлэгдэж байх

Түргэн илрүүлэх, сэргээх механизмыг зохион бүтээх

Тохиргооны өгөгдлийг хамгаалахын тулд алдаа илрүүлэх, залруулах (EDAC) кодчилолыг ашиглана уу

Байршлын дизайны оновчлол

Мэдрэмтгий зангилааны эргэн тойронд хамгаалалтын цагираг нэмнэ

Градиент нөлөөг багасгахын тулд нийтлэг-центроид бүдүүвчийг ашиглана уу

Түгжээнд өртөмтгий байдлыг багасгахын тулд цахилгаан түгээх сүлжээг оновчтой болгох

Чухал цэнэгийг нэмэгдүүлэхийн тулд эгзэгтэй транзисторуудад илүү том хэмжээтэй төхөөрөмжийг ашигла

Системийн-Түвшин бууруулах стратеги

Халуун солилцоог дэмждэг илүүдэл олон{0}}осцилляторын архитектурыг зохион бүтээ

Бодит цаг хугацааны давтамжийг хянах, гажиг илрүүлэх-болно

Түр зуурын нөлөөллийг тодорхойлж, нөхөхийн тулд дасан зохицох алгоритмуудыг боловсруулах

Параметрийг дахин тохируулах, алдааг сэргээх зэрэг-орбитын засвар үйлчилгээний стратеги боловсруулах

3.3 Туршилт, баталгаажуулалтын тусгай шаардлага

Кристал осцилляторын цацрагийн туршилтын аргууд

Давтамжийн тогтвортой байдлын урт-хяналт: нийт ионжуулагч тунгийн нөлөөгөөр доройтлын хандлагыг үнэлэх

Фазын дуу чимээг бодит-цаг хугацаанд хэмжих: түр зуурын нөлөөллийн онцлог шинжүүдийг илрүүлэх

-цацрагт туршилтанд: ганц үйл явдлын- эффектүүдийн бодит нөлөөллийг дуурайлгана

Түргэвчилсэн амьдралын туршилт: урт хугацааны найдвартай байдлыг урьдчилан таамаглах-

Туршилтанд чиглэсэн гол параметрүүд

Давтамжийн зөрүү ба нийт ионжуулагч тун хоорондын хамаарлын муруй

Фазын дуу чимээний спектрийн өөрчлөлтийн шинж чанар

Эхлэх хугацаа, тогтворжуулах хугацаа муудсан

Гаралтын долгионы хэлбэрийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах чадвар

Дүгнэлт: Тэнцвэр ба оновчлолын системийн инженерчлэл

Кристал осцилляторын цацрагийн хатуурал нь системийн инженерчлэл бөгөөд-олон түвшний солилцоог шаарддаг:

Материал ба процессуудын хоорондын тэнцвэр

Кристал материалын цацрагийн эсэргүүцэл ба давтамжийн тогтвортой байдлын-хооронд нь арилгана

Хагас дамжуулагч процессын хатуурлын түвшин болон эрчим хүчний зарцуулалт ба хурдны хоорондох тэнцвэр

Хэлхээний дизайны-хямдрал

Илүүдэл хамгаалалтаас найдвартай байдлыг сайжруулах, нарийн төвөгтэй байдал болон эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлэх хоорондын тэнцвэрт байдал

Хамгаалалтын хэмжүүрүүдийн хүч чадал, зардал болон хэмжээний хязгаарлалтын-хооронд нь арилга

Системийн архитектурыг оновчтой болгох

Олон түвшний хамгаалалтын хамтын загвар-

Техник хангамжийн-програм хангамжийн нэгдсэн алдааг-хүлцэх стратеги

Онлайн хяналт, дасан зохицох зохицуулалтыг нэгтгэх

Эцсийн дүндээ, амжилттай цацрагийн хатууруулсан болор осцилляторын-загвар нь хэрэглээний тодорхой орчныг үнэн зөв ойлгохоос гадна гүйцэтгэл, найдвартай байдал, өртгийг цогцоор нь авч үзэхэд тулгуурладаг. Шинэ материал, дэвшилтэт процессууд болон нөхөн олговрын ухаалаг алгоритмуудыг хөгжүүлснээр хэт цацрагийн орчин дахь болор осцилляторуудын гүйцэтгэл улам сайжирч, сансрын гүнд хайгуул хийх, цөмийн энергийн хэрэглээ зэрэг өндөр-найдвартай салбаруудад илүү бат бөх, цаг хугацааны лавлагааны суурь болох болно.

Энэхүү зорилтот дүн шинжилгээ, хамгаалалтын стратеги нь хамгийн хатуу цацрагийн орчинд ч системийн "зүрхний цохилт" тогтвортой, найдвартай хэвээр байхыг баталгаажуулдаг.