Osilator Kristal CMOS Tahan Radiasi: Jam 300 krad TID-Tahan untuk Elektronik Antariksa
Ada kebutuhan untuk sumber jam kristal tahan radiasi dengan setidaknya 300 krad kekebalan dosis total ionisasi (TID). Solusi umum telah melindungi sebagian bagian komersial off-the-shelf atau menutupnya di dalam benteng. Sumber jam tahan radiasi diperlukan untuk papan elektronik utama (MEBs) dan elektronik pembacaan yang perlu beroperasi dalam lingkungan antariksa berbahaya. Sensori jarak jauh dan telemetri memerlukan rangkaian pembacaan ditempatkan bersama sensor, yang dapat terpisah oleh jarak sembarang dari elektronik pemrosesan data.
Sinyal jam yang dihasilkan secara lokal memungkinkan pembacaan untuk menghasilkan sinyal jamnya sendiri dan untuk mentransmisikan data yang dihasilkan ke penerima jarak jauh. Jika sinyal carrier yang stabil kristal tersedia, pembacaan dapat mendapatkan sinyal jam yang merupakan submultiple integral dari carrier tersebut dan menggunakan data yang dihasilkan dari sinyal jam untuk memodulasi carrier. Osilator kristal CMOS yang diperkokoh oleh desain (RHBD) dapat digunakan langsung atau diskalakan dalam frekuensi untuk menjam rangkaian aplikasi.
Osilator kristal CMOS RHBD adalah osilator Pierce berbasis komparator yang menggunakan kristal piezoelektrik untuk pembangkitan frekuensi yang akurat dan stabil. Skema osilator berbeda dari osilator Pierce klasik yang bergantung pada setidaknya satu inverter untuk mencapai gain yang diperlukan. Dalam osilator kristal CMOS RHBD, komparator kecepatan tinggi menyediakan gain dengan kristal dan resistor umpan balik linier yang terhubung di antara output komparator dan input inverting. Input non-inverting dari komparator dapat didorong dari sumber sinyal DC, seperti pembagi resistor, referensi tegangan, atau konverter digital ke analog (DAC), untuk common mode variabel dalam sinyal umpan balik atau sinyal jam siklus kerja variabel. Kemampuan untuk menyesuaikan siklus kerja sinyal osilator memungkinkan sistem untuk mengkompensasi perubahan yang diinduksi radiasi seperti input offset.
Komparator adalah desain monolitik CMOS rail-rail dengan sel bias proporsional ke suhu mutlak (PTAT) yang diproduksi dengan perangkat transistor layout tertutup (ELT) dan dual guard rings. ELT memberikan kekebalan tinggi terhadap kebocoran yang diinduksi TID dan dual guard rings memberikan kekebalan terhadap single event latch-up (SEL). Bersama-sama, ELT, dual guard rings, dan penyesuaian siklus kerja memastikan operasi yang kuat dari rangkaian bahkan dalam kehadiran TID tinggi dan ion berat.
NASA secara aktif mencari pemegang lisensi untuk mengomersialkan teknologi ini. Silakan hubungi Konsierj Lisensi NASA di [email dilindungi] atau hubungi kami di 202-358-7432 untuk memulai diskusi lisensi.
