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TFAS-2+ 发布时间 时间:2025/12/28 13:24:18 查看 阅读:16

TFAS-2+ 是一款由 Teledyne e2v(前身为 e2v technologies)推出的高可靠性、抗辐射加固的10位模数转换器(ADC),专为航空航天、国防和高能物理等极端环境应用而设计。该器件基于单斜率架构,具备出色的精度和稳定性,能够在强烈的电离辐射环境下保持正常工作,是空间飞行器、卫星系统以及核设施监测设备中关键信号采集环节的理想选择。TFAS-2+ 采用陶瓷封装,符合 MIL-PRF-38535 标准或具有 QML-V/QML-Q 认证,确保其在严苛温度范围和长期运行中的可靠性。该芯片通过串行接口与外部控制器通信,支持灵活的配置和状态监控,并内置自检功能以增强系统安全性。作为 TFAS 系列的升级版本,TFAS-2+ 在性能一致性、功耗控制和抗总电离剂量(TID)能力方面进行了优化,可承受高达 300 krad(Si) 的辐射水平,同时对单粒子效应(SEE)如单粒子翻转(SEU)和单粒子闩锁(SEL)具有良好的免疫能力。

参数

类型:模数转换器(ADC)
  分辨率:10位
  架构:单斜率(Single Ramp)
  采样速率:典型值 100 kSPS
  输入电压范围:0 V 至 2.5 V(可配置)
  参考电压:内部或外部基准
  接口类型:串行接口(SPI兼容)
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C
  供电电压:+5V 和 ±15V(模拟电源),+5V(数字电源)
  抗辐射能力:总电离剂量(TID)达 300 krad(Si)
  单粒子闩锁(SEL)免疫:至 120 MeV·cm2/mg 以上
  封装形式:28引脚陶瓷双列直插封装(Ceramic DIP)
  符合标准:QML-V 或 QML-Q 认证,MIL-PRF-38535

特性

TFAS-2+ 的核心特性之一是其卓越的抗辐射性能,这使其能够在高辐射环境中长期稳定运行。该器件经过全面的辐射测试,包括总电离剂量(TID)、位移损伤(DD)以及单粒子效应(SEE)评估。其设计采用了抗辐射加固工艺(Rad-Hard by Design, RHBD),在晶体管级和电路级均进行了优化,有效防止因电离辐射导致的阈值漂移、漏电流增加和功能失效。特别是在空间应用中,宇宙射线和高能粒子可能引发单粒子闩锁(SEL)或单粒子翻转(SEU),而 TFAS-2+ 通过特殊的衬底结构和电源监控机制实现了 SEL 的完全免疫,并显著降低 SEU 发生概率。此外,该器件在整个生命周期内保持参数稳定性,即使在累积辐射剂量达到 300 krad(Si) 后,关键参数如积分非线性(INL)、微分非线性(DNL)和偏移误差仍保持在可接受范围内。
  另一个重要特性是其高精度与低噪声表现。TFAS-2+ 采用单斜率转换架构,这种架构虽然速度相对较低,但具有极高的重复性和线性度,特别适合需要高精度测量而非高速采样的应用场景。其典型积分非线性(INL)小于 ±1 LSB,微分非线性(DNL)小于 ±0.5 LSB,确保了转换结果的高度准确性。同时,该 ADC 具有极低的输出噪声,信噪比(SNR)可达 58 dB 以上,有效位数(ENOB)接近 9.5 位,满足精密数据采集系统的严格要求。内部集成了可编程增益放大器(PGA)和多路复用器选项(视具体配置而定),增强了前端信号调理能力。
  TFAS-2+ 还具备高度的系统集成与可靠性设计。器件支持多种工作模式,包括正常转换、待机和自检模式。自检功能允许用户在不依赖外部激励的情况下验证 ADC 的功能完整性,这对于无人值守或远程操作的航天系统至关重要。串行接口设计简化了与微处理器或 FPGA 的连接,减少了引脚数量和布线复杂度,同时支持菊花链连接多个器件以实现多通道同步采集。所有材料和制造流程均符合宇航级质量控制标准,每批次产品都经过严格的筛选、老化测试和电参数测试,确保出厂即具备高可靠性。此外,Teledyne e2v 提供完整的数据手册、辐射测试报告和应用指南,便于工程师进行系统设计和认证审查。

应用

TFAS-2+ 主要应用于对可靠性和抗辐射能力要求极高的领域,尤其是航天与卫星系统。在地球观测卫星、深空探测器、气象卫星和通信卫星中,该 ADC 被广泛用于传感器信号采集,例如温度、压力、姿态控制传感器和星敏感器的数据数字化处理。由于其在极端温度和强辐射环境下的稳定性,TFAS-2+ 成为卫星平台中数据处理单元(DPUs)和科学仪器前端电路的关键组件。此外,在军用航空电子系统中,如战斗机、无人机和导弹制导系统,该器件用于高可靠性数据采集模块,确保在复杂电磁环境和潜在核辐射威胁下的信号完整性。高能物理实验装置,如大型强子对撞机(LHC)周围的探测器系统,也需要使用类似 TFAS-2+ 的抗辐射 ADC 来采集来自粒子探测器的微弱信号。这些应用场景通常要求元器件具备长寿命、低故障率和可追溯性,而 TFAS-2+ 正好满足这些需求。在核反应堆监测系统或放射性废物处理设备中,该器件也可用于实时采集辐射强度、温度和压力等关键参数,保障操作安全。总之,任何需要在不可维修或高风险环境中长期运行的电子系统,都是 TFAS-2+ 的目标应用领域。

替代型号

TFSAD10-100

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