Выпуск 3, 2014 г.

Анализ эффективности современных методов оценки радиационной стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов

Зинченко В.Ф., Лаврентьев К.В., Романенко А.А., Булгаков Н.Н., Сахарова Л.Ю., Воронцова А.А.

Обобщён опыт расчётно-экспериментальных исследований, выполненных с целью прогнозирования радиационной стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов. Проведён анализ эффективности современных методов оценки радиационной стойкости радиоэлектронной аппаратуры в условиях космического пространства и даны рекомендации по их практической реализации.
Ключевые слова: бортовая аппаратура, космический аппарат, радиационная стойкость.

Аттестация рентгеновского аппарата РАП 300

Улимов В.Н., Терентьев Н.И., Зинченко В.Ф., Митин Е.В., Ткачук К.С., Прелуцкий В.И., Бабенко А.С.

Проведены измерения мощности экспозиционной дозы на оси пучка в диапазоне расстояний от трубки 10-100 см, а также в поперечном сечении на расстояниях 20 и 40 см при номинальных режимах. Определен угол выхода излучения. Исследованы зависимости мощности дозы от напряжения и тока трубки. Определено время выхода аппарата на режим при различных токах и напряжениях трубки. Измерены длительности импульсов рентгеновского излучения и частота их следования при различных токах трубки. Измерения мощности дозы проводились с помощью клинического дозиметра типа 27012. Все контролируемые характеристики соответствовали документации на аппарат. Дополнительно исследованы спектральные характеристики излучения.
Ключевые слова: рентгеновский аппарат, рентгеновское излучение, аттестация аппарата, технические характеристики аппарата, мощность экспозиционной дозы, энергия рентгеновского излучения, клинический дозиметр.

Система оценки сбоеустойчивости комбинационных схем

Балбеков А.О.

Описана методика характеризации вклада отдельных узлов комбинационной схемы в общую сбоеустойчивость всего блока, учитывающая состояния на входах устройства и время поражения его одиночной частицей. Представлена система автоматизации процесса характеризации, а также визуализации полученных результатов при помощи стандартных схемотехнических средств разработки.
Ключевые слова: сбоеустойчивость, одиночный эффект переходной ионизационной реакции, характеризация, комбинационные схемы.

Влияние электрического режима на уровень радиационной стойкости оптоэлектронного коммутатора 249КП5Р

Авдюшкин С.А., Максимов И.А., Иванов В.В., Кочура С.Г., Кондян С.С., Рубанов П.В., Каськов Т.Н.

Проведен анализ результатов радиационных испытаний оптоэлектронного коммутатора 249КП5Р на стойкость к дозовым эффектам ионизирующего излучения в различных электрических режимах. Выявлено различие в уровне радиационной стойкости для различных электрических режимов, даны рекомендации к обеспечению стойкости бортовой аппаратуры.
Ключевые слова: оптоэлектронный коммутатор, доза, электрический режим.

Флуктуации в уровне радиационной стойкости различных партий источника опорного напряжения ОСМ Н142ЕН19

Авдюшкин С.А., Максимов И.А., Иванов В.В., Кочура С.Г., Кондян С.С., Пацков А.В.

Проведен анализ результатов испытаний различных партий источника опорного напряжения ОСМ Н142ЕН19 на стойкость к дозовым эффектам ионизирующего излучения космического пространства, вызванным воздействием электронов и протонов естественных радиационных поясов Земли. Выявлено различие в уровнях стойкости партий, произведенных в разное время. Даны рекомендации по использованию результатов испытаний партий источника опорного напряжения и по повышению стойкости бортовой аппаратуры.
Ключевые слова: радиационная стойкость, дозовые эффекты, электрорадиоизделия отечественного производства, ОСМ Н142ЕН19, источник опорного напряжения.

Ионизационная модель диффузионного резистора

Устюжанинов В.Н., Крылов В.П., Фролова Т.Н., Богатырев Ю.В., Ластовский С.Б.

Предложен алгоритм и расчетная модель оптимизации топологического варианта диффузионного резистора сложной формы по критерию минимизации площади изолирующего перехода как условия минимизации амплитуды импульса ионизационного тока.
Ключевые слова: импульсное ионизирующее излучение, диффузионный резистор, электрическая реакция.

Модель МОП-транзистора для использования в качестве дозиметра при моделирующих и натурных экспериментах

Орешков П.Н., Попов В.Д.

Проведено сравнение результатов радиационных испытаний МОП-транзисторов при разных мощностях дозы с результатами натурного эксперимента на борту МКС.
Ключевые слова: ионизирующее излучение, эмиссия электронов, изотопные источники, отжиг, МОП-транзистор, дозиметрия.

Исследование зависимости параметров перспективных DC/DC преобразователей от дозовых нагрузок

Чубруков Ф.В., Малышев А.А., Бутина А.В.

Представлены экспериментальные данные изменения параметров вторичного источника питания (ВИП) в процессе воздействия гамма-излучения при различной схемотехнической реализации обратной связи. Даны рекомендации по подходам к обеспечению требуемых уровней стойкости ВИП к гамма-составляющей ионизирующего излучения. Определены потенциально «слабые» узлы и электронные компоненты, деградация характеристик которых при воздействии ионизирующего излучения определяет уровень стойкости ВИП.
Ключевые слова: элементная база, преобразователь напряжения, обратная связь, статическое ионизирующее излучение, радиационная стойкость.

Повышение производительности бортовых цифровых вычислительных систем применением нейросетевых структур

Антимиров В.М., Вдовин А.С., Смельчакова Г.А., Яковлев П.С.

Рассмотрены возможности повышения производительности цифровых вычислительных машин путем использования аппаратно-микропрограммного вычисления тригонометрических и алгебраических функций одной переменной, которые могут быть разложены в ряд Тейлора. На примере решения задач бесплатформенной инерциальной системы (БИНС) с использованием нейросетевых решений для вычисления тригонометрических функций типа sin x и cos x, а также матричных преобразований показана эффективность применения нейросетевых структур в бортовых вычислительных системах систем автоматического управления изделиями и объектами ракетно-космической техники и приведен пример реализации специализированного вычислительного устройства БИНС как нейровычислителя.
Ключевые слова: искусственный нейрон, бортовая цифровая вычислительная машина, матричные вычисления, инерциальная подсистема, нейросетевая структура, микропрограммное управление.

Исследование путей оптимального резервирования источника вторичного электропитания и выбор варианта реализации

Антимиров В.М., Смельчакова Г.А., Светлаков В.А.

Рассмотрены варианты возможной приборной реализации источника вторичного электропитания для бортовых вычислительных систем. Решается задача оценки надежности вариантов и выбора оптимального с точки зрения надежности для практической инженерной работы.
Ключевые слова: источник питания, радиационная стойкость, надежность, резервирование, бортовые вычислительные системы.

Сравнительный анализ сбоеустойчивости ячеек 65 нм КМОП СОЗУ

Горбунов М.С., Долотов П.С., Антонов А.А., Зебрев Г.И., Емельянов В.В., Боруздина А.Б., Петров А.Г., Уланова А.В.

Рассмотрен дизайн различных 6Т и DICE блоков СОЗУ на основе коммерческой 65 нм КМОП-технологии, обсуждаются экспериментальные результаты облучения рентгеновским источником и тяжёлыми заряженными частицами (ТЗЧ). Полученные результаты показывают, что число сбившихся битов зависит не только от величины линейных потерь энергии, но и от места попадания. Обсуждаются карты многократных сбоев. Чувствительной областью является вся площадь ячейки СОЗУ за вычетом области между N+ и P+ охранными кольцами. Полученные результаты для нормального падения ТЗЧ показывают преимущества и недостатки различных схемных и топологических решений.
Ключевые слова: одиночные сбои, тяжелые заряженные частицы, многократные сбои, критический заряд, DICE, СОЗУ, КМОП, охранные кольца, дозовые эффекты.

Влияние спектра ионизирующего излучения на результаты испытаний дозовой стойкости ОЗУ 1657РУ1У

Кудрявцев Ю.Г., Батова Е.Т., Панченко А.Н., Копкин А.Ю., Тетеревков А.В.

Проведены расчеты эффективности ионизационного действия тормозного излучения (ТИ) ускорителей ЛУ-10-20 и У-31-33 и гамма-квантов радиоизотопного источника Co⁶⁰ на подзатворный диэлектрик МОП-транзисторов ОЗУ 1657РУ1У производства ОАО НПЦ «ЭЛВИС». Эффективность ТИ ускорителя У-31-33 в 1,8-2 раза выше эффективности ТИ ускорителя ЛУ-10-20 и гамма-квантов источника Co⁶⁰ из-за проявления эффекта дозового усиления.
Ключевые слова: тормозное излучение, линейный ускоритель, доза.

Программно-аппаратная измерительная система для радиационных испытаний ЭКБ на малогабаритных импульсных ускорителях

Тетеревков А.В., Панченко А.Н., Кудрявцев Ю.Г., Копкин А.Ю.

Разработана программно-аппаратная измерительная система (ПАИС) в составе создаваемого на базе ускорителей АРСА и Аргумент автоматизированного рабочего места для проведения исследований и испытаний радиационной стойкости электронной компонентной базы. ПАИС обеспечивает выполнение сложных функциональных тестов на высоких частотах, возможность дистанционной регистрации статических и динамических сигналов в реальном масштабе времени, управление дополнительно подключаемой контрольно-измерительной аппаратурой, не входящей в базовый состав ПАИС.
Ключевые слова: импульс ионизирующего излучения, малогабаритные импульсные ускорители, показатели радиационной стойкости, программно-аппаратная измерительная система, электронная компонентная база.

Применение электронного пучка ускорителя АРСА для испытаний стойкости интегральных микросхем

Кудрявцев Ю.Г., Эльяш С.Л., Панченко А.Н., Пухов С.П., Батова Е.Т., Копкин А.Ю., Тетеревков А.В.

Показана возможность эффективного применения электронного пучка ускорителя АРСА для испытаний радиационной стойкости интегральных микросхем при уровнях нагружения по дозе до 2,5·10⁵ рад (Si), по мощности дозы до 3·10³¹ рад (Si)/с.
Ключевые слова: ускоритель АРСА, радиационная стойкость, интегральные микросхемы, электронный пучок.

Сцинтилляционный волоконно-оптический детектор с вычитанием вклада черенковского излучения

Родигин А.В., Лойко Т.В., Эльяш С.Л.

Разработан сцинтилляционный волоконно-оптический детектор импульсного ионизирующего излучения с вычитанием вклада черенковского излучения в свечение сцинтиллятора. Длительность импульсной характеристики детектора со сцинтиллятором СПС-Б18 и кабелем длиной 5 м составила _τ0,5  = 1,13 нс; со сцинтиллятором СПС-Б16 и кабелем длиной 10 м _τ0,5  = 1,94 нс.
Ключевые слова: сцинтилляционный волоконно-оптический детектор, электронное и черенковское излучение, наносекундная длительность, временное разрешение.

Экспериментальная оценка релаксации центров термолюминесценции в процессе статического облучения детекторов типа ИС-7

Фигуров В.С., Байков В.В., Шелковников В.В., Баранова Т.А., Потеряева Е.Н.

Проведена оценка постоянной релаксации центров термолюминесценции в материале детекторов ИС-7 в процессе воздействия статического гамма-излучения. Оценка определена по результатам обсчета нескольких групп детекторов после нескольких сеансов облучения с различной длительностью и постоянной мощностью дозы ~1 Р/мин. Экспериментальное определение количественных характеристик релаксации центров люминесценции в материале детекторов необходимо для совершенствования методов измерений доз при статическом облучении испытываемых изделий.
Ключевые слова: термолюминесцентная дозиметрия, постоянная релаксации центров люминесценции, дозиметрия при статическом облучении.