Mixed Signal Oszilloskop

Technische Universität Wien (TU Wien)

Gusshausstrasse 25

Großgerät

Kurzbeschreibung

Mit diesem höchst leistungsfähigen Mixed-Signal-Oszilloskop können sowohl analoge als auch digitale elektrische Signalverläufe mit hoher zeitlicher Auflösung aufgezeichnet werden. Das Gerät hat 4 analoge und 16 digitale Kanäle. Die Bandbreite beträgt 20GHz, die Abtastrate bis zu 80GSa/s bei einer Speichertiefe von 500MSa (Millionen Abtastpunkten) pro Kanal. Die gängigsten Probes für die korrekte Kontaktierung am Prüfobjekt sind vorhanden.
Konkret wird das Oszilloskop eingesetzt, um die Reaktion von mikroelektronischen Schaltungselementen auf Strahlung näher zu erforschen. Die dabei auftretenden Störpulse haben eine Länge von etwa 1ns, und diese muss mit dem Oszilloskop noch so gut erfasst werden, dass auch die Pulsform ausgewertet werden kann. Die unterschiedlichen Kanäle ermöglichen es, verschiedene Punkte in der betroffenen Schaltung auf Auswirkungen zu überprüfen.

Ansprechperson

Dr. Andreas Steininger

Research Services

Das Gerät steht derzeit für Untersuchungen zur Strahlungsempfindlichkeit von VLSI Chips bzw deren Vor- und Nachbereitung im Einsatz. Es kann daher für externe Services nicht angeboten werden.

Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur

Es werden die Effekte von Strahlung auf elektronische Schaltungen untersucht. Dies ist besonders relevant für Anwendungen im Weltall, wo derartige Strahlung hohe Energie aufweist und bekanntermaßen Fehlfunktionen verursacht, aber auch im Flugzeug und sogar auf Bodenniveau kann man gelegentlich Fehler beobachten. Ein besseres Verständnis der auftretenden Effekte ist entscheidend um effiziente Gegenmaßnahmen (Fehlertoleranz) zu entwickeln.
Unsere Methode ist eine kombinierte Anwendung von experimenteller Messung und Simulation, wobei das genannte Oszilloskop bei den Messungen eine zentrale Rolle spielt. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse können die Simulationen kalibriert und verifiziert werden. In den Simulationen können dann, unter Vermeidung des hohen Aufwands für die Experimente und bei besserer Zugänglichkeit aller Messpunkte, weitergehende Analysen durchgeführt werden. Hierbei ist ein zentrales Problem die geeignete Modellierung der Strahlungseinwirkung in der Simulation. Dies ist eine unserer zentralen Forschungsfragen.
Auf Basis bisheriger Messungen konnten bereits die Formen der entstehenden Störpulse genauer erforscht werden, ebenso ihre Abhängigkeit von der Spannungsversorgung oder vom Ort der Einwirkung auf dem Schaltungselement. Die im Projektteam vorhandene Expertise umfasst das Design eines geeigneten Testobjektes (hochintegrierte digitale Schaltung mit Prüfobjekten, Infrastruktur wie Analogverstärker oder Zähler für "Upsets",...), die Planung und Durchführung von Stahlungsexperimenten in sog. "Micorbeam Facilities", die eine sehr gezielte Einwirkung der Strahlung ermöglichen, sowie den Entwurf von strahlungstoleranten Schaltungen.

Dr. Andreas Steininger
TU Wien, Inst. für Technische Informatik
01 58801 18251
andreas.steininger@tuwien.ac.at
http://ti.tuwien.ac.at
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Rückfragen bitte unter 01 58801 18203
Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering der TU Wien (Prof. Zimmermann)