Oscillateur à cristal CMOS Rad-Hard

Il existe un besoin pour des sources d'horloge stabilisées à cristal dur avec au moins 300 krad d'immunité à la dose ionisante totale (TID). Une solution courante consiste à protéger ponctuellement une pièce du commerce ou à l'enfermer dans un coffre-fort. Des sources d'horloge Rad-hard sont nécessaires pour les cartes électroniques principales (MEB) et l'électronique de lecture qui doivent fonctionner dans des environnements spatiaux dangereux. La télédétection et la télémétrie nécessitent que les circuits de lecture soient situés au même endroit que les capteurs, qui peuvent être séparés par une distance arbitraire de l'électronique de traitement des données.

Un signal d'horloge généré localement permet à la lecture de générer ses propres signaux d'horloge et de transmettre les données résultantes à un récepteur distant. Si un signal de porteuse stabilisé par cristal était disponible, la lecture pourrait dériver un signal d'horloge qui est un sous-multiple entier de cette porteuse et utiliser les données générées à partir du signal d'horloge pour moduler la porteuse. L'oscillateur à cristal CMOS durci par rayonnement (RHBD) peut être utilisé directement ou mis à l'échelle en fréquence pour synchroniser un circuit d'application.

L'oscillateur à cristal CMOS RHBD est un oscillateur Pierce basé sur un comparateur qui utilise un cristal piézoélectrique pour une génération de fréquence précise et stable. Le schéma d'oscillateur diffère des oscillateurs Pierce classiques qui reposent sur au moins un onduleur pour obtenir le gain requis. Dans l'oscillateur à cristal CMOS RHBD, un comparateur à grande vitesse fournit le gain avec le cristal et la résistance de rétroaction de linéarisation connectée entre la sortie du comparateur et l'entrée inverseuse. L'entrée non inverseuse du comparateur peut être pilotée à partir d'une source de signal CC, telle qu'un diviseur de résistance, une référence de tension ou un convertisseur numérique-analogique (DAC), pour un mode commun variable dans le signal de retour ou une horloge à rapport cyclique variable. signal. La possibilité d'ajuster le rapport cyclique du signal de l'oscillateur permet au système de compenser les changements induits par le rayonnement tels que le décalage d'entrée.

Le comparateur est une conception rail-rail CMOS monolithique avec une cellule de polarisation proportionnelle à la température absolue (PTAT) fabriquée avec des dispositifs à transistors à configuration fermée (ELT) et des anneaux de protection doubles. Les ELT offrent une immunité élevée aux fuites induites par le TID et les anneaux de protection doubles offrent une immunité au verrouillage à événement unique (SEL). Ensemble, les ELT, les anneaux de protection doubles et le réglage du cycle de service garantissent un fonctionnement robuste du circuit, même en présence de TID élevé et d'ions lourds.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir. ou appelez-nous au 202-358-7432 pour entamer des discussions sur les licences.