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EV12DS480、12ビット8GSps - これからの宇宙機器に適したD/Aコンバータ

高信頼性で高性能を要求される宇宙機器での使用に応えるために、EV12DS480 DACは過酷な宇宙環境での性能を評価するための試験が行われてきました。EV12DS480は12ビットで8GSpsのDACです。これからの宇宙機器で御使用頂くために設計され、さまざまな信頼性等級(NASAグレード1を含む)で提供されます。耐性保証試験項目には重イオン(HI)測定とトータルドーズ(TID)測定があります。TID試験は、被試験デバイス(DUT)の機能性と性能のパラメータドリフトを評価するために実施します。HI試験は、シングルイベントラッチアップ(SEL)とシングルイベント効果(SEU[1]、SEFI[2]、SET[3])が評価されます。

完全な放射試験報告書はEV12DS480製品ウェブページ.からダウンロードできます。

 

トータルドーズ試験結果

デバイスのなかには最近10 mrad/sの線量率で試験しているものもありますが、すべてのDUTsは100 krad(Si),で完全に機能します。

EV12DS480は、36 rad/h (10 mrad/s).の線量率であれば、100 krad(Si) までは機能不全やパラメータドリフトを起こすことはありません

目標としている蓄積線量は150 krad(Si)と定めており線量がこの数値に到達したら、ただちに試験結果を公開します。

重イオン試験結果

HI試験は、フィンランドのユヴァスキュラ大学物理学科加速器研究所のRADEF施設においてさまざまなサンプリングレート(4.5 GSps、 6 GSps、8 GSps)で実施しました。

試験の結論は以下のとおりです。

  • 60 MeV.cm²/mgLET照射によってもSELは検出されませんでした。3基のDUTsを、最大供給電力の+10%で、Tj=135°Cの温度環境で試験しました。
  • 通常の供給電力、室温環境で、3.6 MeV.cm²/mgから69.3 MeV.cm²/mgまでの照射をしたところ、SETsが観測されました
  • 3.6 MeV.cm²/mgから69.3 MeV.cm²/mgまでの照射をしたところ、SEFIが観測されました。しかし、 これらのSEFIはすべてソフトウェアによるDACレジスタ再構成によって対応することができました(RESETやパワーアップサイクル不要)。
  • 異なるモードで動作させた場合も、SET/SEFT断面積の間には大きなギャップはありません
  • DACOUTDSPCLKの出力信SET/SEFT断面積の間には大きなギャップはありません
  • デバイスのサンプリングレートの影響はありません。SEFI断面積はクロック周波数の数値(4.5 GHz、6 GHz、8 GHz)に関わらず一定です。

これらのSEEの結果は、EV12DS480 DACが宇宙用製品として使用できることを示しています。.

 

重イオン照射チャンバーの中にあるDUT

GEOミッション用としてのSEE率は、OMERE[4] コードとDACOUT信号出力測定を利用して計算します。

ワイブルフィットパラメータ SEE率計算
効果 W

(MeV.cm²/mg)

s LETの閾値(臨界値)

L0 (Mev.cm²/mg)

飽和断面積(cm²) 飽和断面積(cm²) 率/日 MTBF[5]

(日)

SEE=SET+SEFI 40 1.6 1.50e-2 5.68e-5 M3[6]

15年

2.8e-4 3571
M3[6]

15年

1.23e-1 8.1
SET 40 1.6 1.50e-2 3.25e-5 M3

15年

1.58e-4 6329
M8

16日

6.26e-2 16
SEFI 40 1.6 1.50e-2 2.44e-5 M3

15年

1.18e-4 8474
M8

16日

4.41e-2 22.7

[1] SEU: シングルイベントアップセット

[2] SEFI: シングルイベント機能割り込み

[3] SET: シングルイベントトランジェント

[4] 参照 http://www.trad.fr/en/space/omere-software/

[5] MTBF: 平均故障間隔

[6] M3: 最小太陽宇宙線

[7] M8: 太陽面爆発現象、最悪流動ケース

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