專利名稱：一種溫控系統(tǒng)及在該溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微電子器件抗單粒子能力試驗驗證技術領域，特別是涉及一種溫控系統(tǒng)及在該溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法。
背景技術：
隨著半導體技術的迅猛發(fā)展，航天器用微電子器件的集成度不斷提高，航天器逐漸更多地采用大規(guī)模集成電路，由于器件的特征尺寸和工作電壓越來越小，相應地，臨界電荷也越來越小，單粒子效應的作用也越來越明顯。近些年來發(fā)現(xiàn)單粒子效應更加顯著，其損傷模式也日趨復雜化。單粒子效應是航天器在軌運行時發(fā)生的，但大量的試驗驗證工作卻是在地面進行，尤其是航天器設計所需的微電子器件抗性能評估的依據(jù)是地面模擬試驗結果。地面模擬實驗不可能完全逼真，模擬條件應盡可能地反映客觀現(xiàn)象的本質。模擬實驗的結果和價值取決于地面模擬條件與空間真實條件的等效性，這包括時間等效性、能量等效性和溫度等效性等等。航天器在空間很長時間里積累的通量在加速器上很短時間內(nèi)即能達到，這種長時間的通量和短時間高通量之間的等效關系為時間等效性；地面加速器所提供的粒子的能量與宇宙射線的高能部分要低得多，只能是以較低能量的粒子束模擬宇宙射線的高能部分， 盡管它們可以有相同的LET值(有粒子引發(fā)單粒子翻轉的線性能量傳遞閾值)，但是作用效果不完全相同，這種不同能量之間的等效關系為能量等效性；空間環(huán)境的溫度也是復雜多變的，且溫度變化范圍較大，地面模擬環(huán)境溫度與空間環(huán)境溫度之間的等效關系為溫度等效性。這些等效性依賴于對單粒子效應物理過程的深刻認識，依賴于對器件結構的深入了解。在此基礎上才能更好地建立起地面模擬所獲的的數(shù)據(jù)與空間真實錯誤率之間的關系。在每一個環(huán)節(jié)上理論工作和試驗驗證工作都是必不可少的。目前國內(nèi)開展這一課題的研究多是基于器件模型或特定電路的單粒子效應仿真研究，隨著我國空間單粒子效應地面模擬專用終端裝置的出現(xiàn)，使得利用現(xiàn)有輻照設備開展單粒子效應與溫度的關系的試驗研究成為可能。目前單粒子輻照試驗通常在常溫下進行，還沒有基于溫度控制下的單粒子輻照試驗的相關數(shù)據(jù)，也沒有適合于現(xiàn)有的輻照試驗裝置的溫度控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種溫控系統(tǒng)，該溫控系統(tǒng)能夠遠程在線自動校準、測量精確穩(wěn)定、抗干擾能力強、可靠性高、可自我保護、兼容性強，可以滿足不同溫度下的單粒子效應試驗需求。本發(fā)明的另外一個目的在于提供在該溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的一種溫控系統(tǒng)，其特征在于包括遠程控制計算機、溫度控制器、加熱片、紅外探頭及高溫導線，溫度控制器通過高溫導線分別與紅外探頭和加熱片進行連接，且溫度控制器與遠程控制計算機連接，紅外探頭和加熱片放置在真空輻照靶室內(nèi)部，溫度控制器與遠程控制計算機放置在真空輻照靶室外部，遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)溫度控制指令控制加熱片的加熱溫度，紅外探頭采集加熱片的加熱溫度反饋給溫度控制器，溫度控制器再根據(jù)反饋的加熱溫度值進行修正調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中預設的溫度值相同，完成溫度控制， 同時溫度控制器將最終溫度值反饋給遠程控制計算機。在上述溫控系統(tǒng)中，連接溫度控制器的高溫導線和連接加熱片、紅外探頭的高溫導線通過設置在真空輻照靶室側壁上的92芯法蘭實現(xiàn)真空輻照靶室內(nèi)外系統(tǒng)的連接。在上述溫控系統(tǒng)中，加熱片通過導熱硅膠粘接在真空輻照靶室內(nèi)部的芯片背面， 芯片由設置在真空輻照靶室外部的程控電源進行遠程供電。在上述溫控系統(tǒng)中，溫度控制器包括控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊，其中控制器接收遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令，并將所述溫度控制指令譯碼為驅動電路可識別的指令代碼，輸出給驅動電路，同時接收溫度處理及校正模塊輸出的溫度修正值， 調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中預設的溫度值相同；驅動電路根據(jù)接收的所述指令代碼對加熱片的溫度進行控制；溫度處理及校正模塊將紅外探頭從加熱片采集的溫度值與遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令中預設的溫度值進行比較，并將比較后得到的溫度修正值發(fā)送給控制器。在上述溫控系統(tǒng)中，控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊放置在具有抗電磁干擾能力的金屬殼體中。在上述溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，包括如下步驟(1)將加熱片通過導熱硅膠粘接在真空輻照靶室內(nèi)部的芯片背面，將芯片和加熱片一同放置在真空輻照靶室內(nèi)部的支架上，并將加熱片、紅外探頭通過高溫導線與真空輻照靶室外的溫度控制器連接，同時將芯片與真空輻照靶室外部的程控電源連接，將遠程控制計算機與溫度控制器及程控電源連接；(2)遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)溫度控制指令中的溫度預設值對加熱片進行加熱，并根據(jù)紅外探頭從加熱片采集的加熱溫度值對加熱片的加熱溫度進行修正調(diào)節(jié)，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中的溫度預設值相同，完成對芯片的加熱；(3)開啟程控電源，利用遠程控制計算機對真空輻照靶室內(nèi)部的芯片進行供電；(4)在恒定的溫度預設值下，在真空輻照靶室內(nèi)部完成單粒子效應試驗。在上述溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，步驟(4)中單粒子效應試驗包括單粒子翻轉試驗、單粒子閂鎖試驗和單粒子功能中斷試驗。在上述溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，單粒子翻轉試驗的具體判定過程如下(1)首先將初始的圖形碼Si寫入到被輻照芯片，完成對被輻照芯片的初始測試向量的設定；
(2)在輻照環(huán)境下讀出被輻照芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)Si+1，并將所述讀出的數(shù)據(jù)Si+1進行緩存；(3)將所述初始的圖形碼Si與所述讀出的數(shù)據(jù)Si+1進行比較，比較過程如下a、將同一地址i單元初始的圖形碼Si取反，并與輻照環(huán)境下讀出芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù) si+1相與，得到相應的一組新序列Ti，設j為序列的內(nèi)部相對偏移地址，則若T(i，j)的值為1，則數(shù)組Ti中第j位置的數(shù)據(jù)發(fā)生了 0- > 1翻轉； 若T(i，j)的值為0，則數(shù)組Ti中第j位置的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生0-> 1翻轉；b、將同一地址i單元初始的圖形碼Si和輻照環(huán)境下讀出芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)Si+1的非相與，得到相應的一組新序列Ji，設k為Ji序列內(nèi)部的相對偏移地址，則若J(i，j)的值為1，則數(shù)組Ji中第j位置的數(shù)據(jù)發(fā)生了 1- > 0翻轉；若J(i，j)的值為0，則數(shù)組Ji中第j位置的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生1- > 0翻轉；C、統(tǒng)計T(i，j)與J(i，j)之和，為總的單粒子翻轉次數(shù)；(4)重置測試碼，回到步驟(1)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明溫控系統(tǒng)采用溫度控制器、遠程控制計算機、紅外探頭、加熱片和高溫導線的組合結構，首次實現(xiàn)了不同溫度下的單粒子效應地面模擬試驗，更好的適應了我國單粒子試驗終端發(fā)展的需要；(2)本發(fā)明溫控系統(tǒng)中的溫度控制器采用控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊的模塊化設計，通過主副回路串聯(lián)控制，完成了溫度的自校準，增強了系統(tǒng)的使用靈活性，集成的數(shù)字校正模塊可以根據(jù)高溫探頭采集到的實際數(shù)據(jù)進行實時校正，并且能夠實時顯示到數(shù)字顯示端，消除溫漂和時漂引起的測量誤差，使得測量精確穩(wěn)定、抗干擾能力強、響應快、動態(tài)漂移??；(3)本發(fā)明溫控系統(tǒng)中高溫紅外探頭可以對芯片溫度進行測量，并將測量值傳輸?shù)綔囟瓤刂破髋c既定值進行比對，若存在偏差，便由溫度控制器對偏差值進行仲裁處理，再傳輸至溫度控制器內(nèi)部的可控熱耦電路來增加和減少供給加熱片的熱量，使被高精度紅外探頭的溫度調(diào)節(jié)到校正值，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的，使得溫度測量更加精確，精度大大提尚；(4)本發(fā)明溫控系統(tǒng)通過溫度控制器的負反饋結構設計及外部的抗干擾金屬殼的結構設計，大大提高了溫控系統(tǒng)的抗干擾能力；(5)本發(fā)明單粒子翻轉試驗中精確的翻轉地址和翻轉類型(0- > 1，1- > 0)的判定，基于翻轉前后數(shù)據(jù)的內(nèi)在制約關系所建立的判定算法，可以精確的獲取翻轉單元的地址和翻轉前后的數(shù)據(jù)，為設計加固人員的抗輻照設計提供了良好的參考信息；(6)本發(fā)明溫控系統(tǒng)中控制器內(nèi)置的負反饋結構可以使芯片的溫度快速的升溫和降溫，響應時間快，更好的適應了現(xiàn)有一罐多片的試驗需求，大大的節(jié)省了試驗費用的開支和芯片之間的切換時間；(7)本發(fā)明溫控系統(tǒng)良好的人機交互界面，將控制器和單粒子效應翻轉測試、單粒子閂鎖測試、以及溫度設置集成在一個軟件平臺，可以遠程登錄控制測試芯片的溫度，大大提高了輻射試驗溫度效應的試驗時間；(8)本發(fā)明溫控系統(tǒng)可以通過在溫度控制器內(nèi)部嵌入軟件鎖，實現(xiàn)溫控系統(tǒng)的可靠性；還可以通過在溫度控制器內(nèi)部加入自動報警指示燈，實現(xiàn)溫控系統(tǒng)的自我保護；(9)本發(fā)明溫控系統(tǒng)通過設計不同規(guī)格的加熱片的形狀，使得整個系統(tǒng)可以測試不同封裝形式的電路，兼容性強。本發(fā)明溫控系統(tǒng)已經(jīng)在中國原子能科學研究院單粒子輻射試驗終端和中科院近代物理研究所輻射試驗終端進行了現(xiàn)場驗證，并且取得了良好的結果，完全實現(xiàn)了預期的目標，該系統(tǒng)是我國首個在中國原子能科學研究院單粒子輻射效應終端進行單粒子效應與溫度關系驗證的系統(tǒng)，本發(fā)明為進一步開展單粒子效應與溫度關系的試驗研究提供可靠的輔助工具，也為我國抗輻射加固設計技術和抗輻射加固工藝技術的研究提供較好的理論驗證途徑。


圖1為本發(fā)明溫控系統(tǒng)的結構原理圖；圖2為本發(fā)明溫控系統(tǒng)中溫度控制器結構原理圖；圖3是本發(fā)明單粒子翻轉判定流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述如圖1所示為本發(fā)明溫控系統(tǒng)的結構原理圖，由圖可知溫控系統(tǒng)包括遠程控制計算機(上位機)、溫度控制器、加熱片、紅外探頭及高溫導線，此外真空輻照靶室中安裝有輻照控制板(下位機)，真空輻照靶室外部設有程控電源。溫度控制器通過高溫導線分別與紅外探頭和加熱片進行連接，連接溫度控制器的高溫導線和連接加熱片、紅外探頭的高溫導線通過設置在真空輻照靶室壁上的92芯法蘭實現(xiàn)真空輻照靶室內(nèi)外系統(tǒng)的連接。溫度控制器與遠程控制計算機通過R232串口連接。加熱片的溫度是被控制量，內(nèi)置高溫加熱線圈，高溫加熱片通過針形探針連接到交流電源，以實現(xiàn)對加熱芯片電加熱的功能。系統(tǒng)可提供不同幾何尺寸的加熱片，以滿足不同封裝的集成電路高溫單粒子效應測試的需要。本發(fā)明中加熱片通過導熱硅膠粘接在真空輻照靶室內(nèi)部的受輻照芯片背面，受輻照芯片由設置在真空輻照靶室外部的程控電源進行遠程供電。通過設計不同規(guī)格的加熱片的形狀，使得整個系統(tǒng)可以測試不同封裝形式的電路，兼容性強。紅外探頭設置在真空輻照靶室內(nèi)部的支架上，高精度且短小靈敏的紅外探頭和探頭支架可以使的探頭近距離的靠近芯片背部，可以準確的檢測到受輻照芯片體的實際溫度，并將探測溫度反饋給溫度控制器。輻照控制板包含可編程邏輯器件、存儲器、RS-232串口通訊協(xié)議芯片、被輻照器件等等；可編程邏輯器件內(nèi)除包含相應硬件的映射單元模塊外，還包括同步采集時鐘產(chǎn)生模塊、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)模塊、數(shù)據(jù)比較模塊等。輻照控制板主要實現(xiàn)的功能是根據(jù)上位機傳來的指令產(chǎn)生系統(tǒng)級的數(shù)據(jù)采集時鐘信號，實現(xiàn)對電路內(nèi)部數(shù)據(jù)的采集，并根據(jù)采集到的相鄰數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在的邏輯關系判定是否發(fā)生了單粒子翻轉，并且實時將統(tǒng)計結果傳輸?shù)缴衔粰C進行顯示；存儲器用來存儲控制板內(nèi)可編程邏輯器件的配置信息；RS-232實現(xiàn)上下位機之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸，完成上位機和下位機之間正常的通信。
遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，同時接收溫度控制器反饋的最終溫度值。如圖2所示為本發(fā)明溫控系統(tǒng)中溫度控制器結構原理圖，由圖可知溫度控制器包括控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊，其中控制器接收遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令，并將溫度控制指令譯碼為驅動電路可識別的指令代碼，輸出給驅動電路，同時接收溫度處理及校正模塊輸出的溫度修正值，再次調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中預設的溫度值相同；驅動電路根據(jù)接收的指令代碼對加熱片的溫度進行控制，控制加熱片進行加熱；溫度處理及校正模塊將紅外探頭從加熱 片采集的溫度值與遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令中預設的溫度值進行比較，并將比較后得到的溫度修正值發(fā)送給控制器。其中控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊放置在具有抗電磁干擾能力的金屬殼體中，以提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力。溫度控制器實現(xiàn)對溫度的快速響應和精確控制，控制器可以響應上位機的控制指令，并根據(jù)指令來控制加熱片的溫度，在一定時間內(nèi)實現(xiàn)電路溫度的動態(tài)平衡；溫度控制器還可以根據(jù)高溫紅外探頭的探測的溫度進行自動調(diào)節(jié)和將結果進行輸出顯示。溫度控制器通過RS-232串口通訊協(xié)議芯片實現(xiàn)溫度控制器和上位機之間的遠程通信，將溫度的設置和顯示通過上位機開發(fā)的交互界面實現(xiàn)溫度的遠程顯示和遠程控制等。溫度控制器自動校正功能可通過設置系統(tǒng)測量顯示設定參數(shù)S來實現(xiàn)，該參數(shù)用于設定系統(tǒng)對輸入信號的平移修正值，以補償傳感器或輸入信號本身的誤差。當紅外探頭反饋的溫度值與遠程控制計算機預設的溫度值之間的差值小于等于S參數(shù)時，停止自校準，或者當溫度控制器的系統(tǒng)誤差小于等于S參數(shù)時，停止自校準。S初始的內(nèi)部校正值為零，該參數(shù)在測量需要重新校正時才進行調(diào)整。內(nèi)含非線性校準表格，保證系統(tǒng)測量的精確穩(wěn)定。當有外界干擾時，紅外探頭根據(jù)獲取的即時值經(jīng)過校正后送到控制器進行溫度的調(diào)節(jié)和修正，使得系統(tǒng)溫度到達預定的穩(wěn)定值。這種反饋結構可以很好的保證溫度值的即時修正，抑制了溫度的漂移和不穩(wěn)定性，實現(xiàn)對溫度的精確控制，類似于電路中的負反饋電路結構。此外，溫度控制器可通過設置“軟件鎖“參數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性，“軟件鎖”(Ioc)參數(shù)控制查閱和修改權限。將Loc設為正確的密碼值，就可以進入功能參數(shù)組修訂狀態(tài)。包括Loc用于控制參數(shù)的設置權限。內(nèi)部設置了三種不同的設置權限，以保證系統(tǒng)功能參數(shù)的可靠性，以避免無意修改了某些重要參數(shù)。溫度控制器可通過設置系統(tǒng)測量顯示設定參數(shù)Δ L來實現(xiàn)系統(tǒng)的抗干擾性，該參數(shù)用于設定系統(tǒng)的數(shù)字濾波系統(tǒng)的作用大小，AL值越大，測量值越穩(wěn)定，但響應也越慢。當系統(tǒng)測量在現(xiàn)場受到干擾時，可逐步增大Δ L值，從而解決系統(tǒng)因干擾而出現(xiàn)顯示數(shù)字跳動。溫度控制器可通過設置系統(tǒng)報警設定參數(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的超溫自動報警功能，該參數(shù)用于設定系統(tǒng)報警限值。當滿足報警條件時，系統(tǒng)報警繼電器動作(常閉觸點斷開/常開觸點吸合)，控制箱前面板的報警燈點亮。報警在報警因素排除后會自動解除。系統(tǒng)報警參數(shù)也可用于避免因測量輸入值波動而導致報警輸出產(chǎn)生頻繁通斷的誤動作。溫度控制器還具有自動保護功能，為了實現(xiàn)正確的連線操作，減少輻射試驗現(xiàn)場復雜線路的誤連接，系統(tǒng)內(nèi)部嵌入自檢模塊，該模塊可自動檢查系統(tǒng)接線是否正確連接，如果有誤可以自動保護，并且顯示一定的符號表示接線錯誤提示；如果無誤，進入測量值正常的顯示狀態(tài)。溫度控制器可通過標準的串行通訊接口來實現(xiàn)與遠程控制計算機的遠程連接，便于擴展系統(tǒng)的輸出功能，串行通信接口可以與計算機進行遠程通信，構成性能完整的單粒子效應溫度控制系統(tǒng)。通過windows遠程登錄界面實現(xiàn)遠程登錄實時監(jiān)控；并且可在上位機中實現(xiàn)全部系統(tǒng)參數(shù)的讀寫。系統(tǒng)在上位計算機、通訊接口或線路發(fā)生故障時，仍能保持正常工作。圖1中的真空輻照靶室包括可以提供穩(wěn)定的離子束流、試驗所需要的真空環(huán)境、 粒子束流的診斷裝置、束流預準直裝置、承載輻照控制板所需要的支架和與外界相連的 接口(法蘭)等等。通過這些裝置可以實現(xiàn)良好的靶室和靶室外界之間的通訊控制，保障試驗所需數(shù)據(jù)的順利獲取和監(jiān)測。為了保證試驗所需要的LET值，試驗有時需要在真空環(huán)境下進行，因此靶室具有可以根據(jù)試驗要求提供試驗所需的真空環(huán)境的能力。束流預準直裝置可以預先對所需粒子束斑的大小進行約束，使得達到器件表面的粒子束斑能夠覆蓋整個器件表面，保證受輻照器件全輻照。法蘭可以實現(xiàn)外部與內(nèi)部被輻照器件之間通信的物理連接，例如加熱片、紅外探頭與溫度控制器之間的連接，就是通過法蘭和連接法蘭的高溫導線實現(xiàn)的。支架用于對受輻照器件位置的定位，使的受輻照芯片可以在遠程計算機的控制下精確移動到束斑能夠輻照到的區(qū)域。粒子束流的診斷裝置用于監(jiān)測粒子的注量率、均勻性、粒子總注量等。在真空輻照靶室中進行的單粒子效應試驗包括單粒子翻轉試驗、單粒子閂鎖試驗和單粒子功能中斷試驗等，本發(fā)明中單粒子效應試驗能夠精確檢測不同類型的單粒子翻轉，并實時顯示檢測結果，為試驗人員提供實時的數(shù)據(jù)結果，指導試驗進程的安排，單粒子效應試驗在單粒子效應測試系統(tǒng)中完成，其中單粒子效應測試系統(tǒng)主要有遠程控制計算機 (上位機)、輻照控制板(下位機)、電源控制板和數(shù)據(jù)傳輸電纜組成。上位機主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的和下位機的通信功能，上位機具有良好的人機交互界面， 能夠根據(jù)不同的芯片管腳功能配置不同類型的試驗電路，已實現(xiàn)對不同電路的單粒子閂鎖和單粒子翻轉的檢測。下位機主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析功能，并且下位機可配置多種緩存空間， 以滿足對大規(guī)模集成高速電路的數(shù)據(jù)采集和比較功能，系統(tǒng)中采用的前后臨近數(shù)據(jù)對比算法可以準確定位發(fā)生單粒子翻轉的位置和翻轉前后的數(shù)據(jù)。電源控制板可以實現(xiàn)對多路電源的自動切換，以滿足對多個芯片單獨分時供電； 輻照試驗板完成對不同類型電路的硬兼容。在本發(fā)明溫控系統(tǒng)控制下進行單粒子翻轉試驗的具體方法如下，如圖3所示是本發(fā)明單粒子翻轉判定流程圖(l)i = 0，讀出i地址初始的圖形碼Si和在輻照環(huán)境下讀出芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)si+1 相異或，記為Ti(2)將Si取反和Si+1相與，記為Ti(3)統(tǒng)計Ti中1的位置」，存入二維數(shù)組六(1，j)(4)將Si+1取反和Si相與；結果記為Ji
(5)統(tǒng)計Ji中1的位置k，存入二維數(shù)組B (i，k)(6)i+1 (7)返回到(1)，繼續(xù)執(zhí)行，直到i的值等于鏈長時進行下一輪的讀取比較。注i =單元地址，j=單元內(nèi)的偏移地址，A(i，j)記錄0- > 1翻轉的數(shù)組，B(i, j)記錄1- > 0翻轉的數(shù)組，通過本方法可以準確的定位發(fā)生單粒子翻轉的地址和翻轉類型的信息。以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域專業(yè)技術人員的公知技術。
權利要求
1.一種溫控系統(tǒng)，其特征在于包括遠程控制計算機、溫度控制器、加熱片、紅外探頭及高溫導線，溫度控制器通過高溫導線分別與紅外探頭和加熱片進行連接，且溫度控制器與遠程控制計算機連接，紅外探頭和加熱片放置在真空輻照靶室內(nèi)部，溫度控制器與遠程控制計算機放置在真空輻照靶室外部，遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)溫度控制指令控制加熱片的加熱溫度，紅外探頭采集加熱片的加熱溫度反饋給溫度控制器，溫度控制器再根據(jù)反饋的加熱溫度值進行修正調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中預設的溫度值相同，完成溫度控制， 同時溫度控制器將最終溫度值反饋給遠程控制計算機。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種溫控系統(tǒng)，其特征在于所述連接溫度控制器的高溫導線和連接加熱片、紅外探頭的高溫導線通過設置在真空輻照靶室側壁上的92芯法蘭實現(xiàn)真空輻照靶室內(nèi)外系統(tǒng)的連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種溫控系統(tǒng)，其特征在于所述加熱片通過導熱硅膠粘接在真空輻照靶室內(nèi)部的芯片背面，芯片由設置在真空輻照靶室外部的程控電源進行遠程供 H1^ ο
4.根據(jù)權利要求1所述的一種溫控系統(tǒng)，其特征在于所述溫度控制器包括控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊，其中控制器接收遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令，并將所述溫度控制指令譯碼為驅動電路可識別的指令代碼，輸出給驅動電路，同時接收溫度處理及校正模塊輸出的溫度修正值，調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中預設的溫度值相同；驅動電路根據(jù)接收的所述指令代碼對加熱片的溫度進行控制；溫度處理及校正模塊將紅外探頭從加熱片采集的溫度值與遠程控制計算機發(fā)送的溫度控制指令中預設的溫度值進行比較，并將比較后得到的溫度修正值發(fā)送給控制ο
5.根據(jù)權利要求4所述的一種溫控系統(tǒng)，其特征在于所述控制器、驅動電路和溫度處理及校正模塊放置在具有抗電磁干擾能力的金屬殼體中。
6.在權利要求1所述的溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將加熱片通過導熱硅膠粘接在真空輻照靶室內(nèi)部的芯片背面，將芯片和加熱片一同放置在真空輻照靶室內(nèi)部的支架上，并將加熱片、紅外探頭通過高溫導線與真空輻照靶室外的溫度控制器連接，同時將芯片與真空輻照靶室外部的程控電源連接，將遠程控制計算機與溫度控制器及程控電源連接；(2)遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)溫度控制指令中的溫度預設值對加熱片進行加熱，并根據(jù)紅外探頭從加熱片采集的加熱溫度值對加熱片的加熱溫度進行修正調(diào)節(jié)，使所述加熱溫度與遠程控制計算機溫度控制指令中的溫度預設值相同，完成對芯片的加熱；(3)開啟程控電源，利用遠程控制計算機對真空輻照靶室內(nèi)部的芯片進行供電；(4)在恒定的溫度預設值下，在真空輻照靶室內(nèi)部完成單粒子效應試驗。
7.根據(jù)權利要求6所述的在溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，其特征在于所述步驟(4)中單粒子效應試驗包括單粒子翻轉試驗、單粒子閂鎖試驗和單粒子功能中斷試驗。
8.根據(jù)權利要求7所述的在溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，其特征在于所述單粒子翻轉試驗的具體判定過程如下(1)首先將初始的圖形碼Si寫入到被輻照芯片，完成對被輻照芯片的初始測試向量的設定；(2)在輻照環(huán)境下讀出被輻照芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)Si+1，并將所述讀出的數(shù)據(jù)Si+1進行緩存；(3)將所述初始的圖形碼Si與所述讀出的數(shù)據(jù)Si+1進行比較，比較過程如下a、將同一地址i單元初始的圖形碼Si取反，并與輻照環(huán)境下讀出芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)Si+1 相與，得到相應的一組新序列Ti，設j為序列的內(nèi)部相對偏移地址，則若T(i，j)的值為1，則數(shù)組Ti中第j位置的數(shù)據(jù)發(fā)生了 O- > 1翻轉； 若T(i，j)的值為0，則數(shù)組Ti中第j位置的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生0- > 1翻轉；b、將同一地址i單元初始的圖形碼Si和輻照環(huán)境下讀出芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)Si+1的非相與，得到相應的一組新序列Ji，設k為Ji序列內(nèi)部的相對偏移地址，則若J(i，j)的值為1，則數(shù)組Ji中第j位置的數(shù)據(jù)發(fā)生了 1- > 0翻轉； 若J(i，j)的值為0，則數(shù)組Ji中第j位置的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生1- > 0翻轉；c、統(tǒng)計T(i，j)與J(i，j)之和，為總的單粒子翻轉次數(shù)；(4)重置測試碼，回到步驟(I)0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫控系統(tǒng)及在該溫控系統(tǒng)下進行單粒子效應試驗的方法，該溫控系統(tǒng)包括遠程控制計算機、溫度控制器、加熱片、紅外探頭及高溫導線，溫度控制器通過高溫導線分別與紅外探頭和加熱片進行連接，且溫度控制器與遠程控制計算機連接，遠程控制計算機將溫度控制指令發(fā)送給溫度控制器，溫度控制器根據(jù)溫度控制指令控制加熱片的加熱，紅外探頭采集加熱片的加熱溫度反饋給溫度控制器，溫度控制器再根據(jù)反饋的加熱溫度值進行修正調(diào)節(jié)加熱片的加熱溫度，使加熱溫度與預設的溫度值相同，該溫控系統(tǒng)能夠遠程在線自動校準、測量精確穩(wěn)定、抗干擾能力強、可靠性高、可自我保護、兼容性強，可以滿足不同溫度下的單粒子效應試驗需求。
文檔編號G01R31/302GK102243502SQ20111006930
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權日2011年3月22日
發(fā)明者于春青, 杜守剛, 楊曉飛, 范隆, 董攀, 賈海濤, 鄭宏超 申請人:中國航天科技集團公司第九研究院第七七二研究所, 北京時代民芯科技有限公司