设计方案报告

型号名称
设计方案报告
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批准：
中国电子科技集团公司第二十四研究所
年月日
（型号名称 3号黑体）
产品设计方案论证报告
1 线路设计（5号黑体）
1.1 引言（5号黑体）
瞬时中频频率（IIFM）测量组件是频率探测系统的关键部件之一，该组件完成对前端混频后的中频信号的频率的测量，直接决定了频率探测系统理论上的测频速度，精度和测量噪声指标。

1.2 项目来源及开发的意义（5号黑体）
（含用途和使用范围。

示例如下。

格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。

1.3 国内外同类产品大发展动向及技术水平（5号黑体）
（示例如下。

格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
考察瞬时中频测频（IIFM）组件技术在最近二十年间发展动向，传统的模拟电路鉴频器和各种比较、积分式测频电路由于受线性度较差，响应较慢，受温度漂移、噪声干扰等外部影响较难消除等固有问题的困扰，已经被逐渐淘汰，同时，随着高速数字技术的发展，多种基于现代数字系统的频率测量方法速度已经大大提高，远超过了模拟方式提供的响应速度，而且线性度高，温漂、噪声干扰小，已成为当今IIFM技术的主流。

国外IIFM的报道具体指标多数比较模糊，代表性的有美国《Journal of Electronic Defense》2002年报道的使用IIFM技术的IFM接收机，中频DC～30MHz，分辨率1KHz，测频时间约100nS。

《Microwave Division》杂志2007年的报道，中频工作频段2～18GHz，测频时间最大400nS。

国内相关研究近年较多，如2002年航天科工25所的报道，中频24～25MHz，测频时间1us，精度0.1Hz。

2006年《电子测量技术》的报道，中频50～950MHz，测频时间最小400nS，误差约0.3MHz。

1.4 项目合同的技术指标要求（5号黑体）
1．工作频率70MHz±4MHz ，10.2M±1MHz
2．测频精度2KHz，1KHz
3．测频速度200nS
4．工作温度范围－40o C～85o C
1.5 样品解剖情况（5号黑体）
（使用于仿制产品，正向设计产品略。

示例如下。

格式要求，5号宋体，1.25倍行距）a）样品电路原理图、基本工作原理及关键元器件的主要参数指标；
b）样品主要技术指标（规范值，实测数据）；
c）芯片照片、面积、版图极限尺寸（最小线宽、最小间距）及封装特点；
d）样品电路工艺设计、线路设计、版图设计特点及其分析。

1.6 产品电路设计和版图设计方案（5号黑体）
a）功能框图和详细单元电路图及工作原理；
1．功能框图：电路功能框图如下图所示。

2．工作原理综述：
在一段时间s t 内，待测频率信号s(t)的幅度通过高速A/D 采样为N 个量化数字，N 称为采样点数，有s
AD t N t =，其中AD t 为A/D 的单次转换时间。

由数字鉴相的相关理论可以证明以
下关系（理论公式的推导可参考：胡来招，数字瞬时测频，电子对抗，2005年4期）：
1122d f dt t
ϕϕππ∆∆=
=∆ 12sout K DT ϕπ∆= 1()2sout K f Hz D
ϕπ∆=
其中，f ∆是输入模拟频率信号相对于数控振荡器频率的频偏，K 为相位斜率，由数字鉴相器输出的数字相位位数决定，有22N
K π=，ϕ∆是计算出的相位差，是由延时前后的相位相减得出，有n n D ϕϕϕ-∆=-。

sout f 为数字下变频后信号的频率。

这样一来整个频率测量问题就完全化为本质上的数学运算过程，可以由任何具有初等运算功能的器件实现。

3．电路实现
以上算法可以采用ANALOG 的高速A/D 转换器AD9226采样，一组采样数据锁存后由Harris
公司的数字下变频器HSP50214B
完成数字变频输出两路正交信号i S ，Q S ，后面的数字鉴相与频率计算使用ALTERA 公司的高速CPLDEPM71285编程实现，同时完成对DDS 源的信号控制输出。

电路原理实现如下图：
b ）产品电参数的优化设计，CAD 辅助计算结果，关键指标涉及值与仿真值或模拟值之间的差距。

设计余量与以往同类产品设计比较是否满足设计要求等；线路仿真所选用的模型库，调用的模型，仿真结果以及实际投片情况预计；
c）版图设计构想、布局及其草图；
d）版图设计规则（含最小线宽、最小间距）及各类元器件设计规则；
e）组装用元器件的选用原则、检验标准；元器件使用新器材时的可行性及其后续加工要求；选用的元器件通用性分析，以及供货渠道情况；
f）产品的外壳选择、拟采取的后步加工途径、封装和结构要求（含产品功率要求）；外壳的供货渠道情况；
g）当产品含有计算机软件时，对软件工程设计开发的方案；
h）产品所需配制的保障资源，如测试仪表、测试盒、测试夹具等（必要时）的设计开发情况。

i）类似产品的情况说明，与本产品的差异，以及本产品设计的预期分析及风险分析；
j）市场需求分析。

1.7 可靠性设计（5号黑体）
（格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
a）分析产品实际使用的可靠性环境要求，以及研制项目任务书中对产品可靠性和质量等级的要求，确定可靠性设计重点；
b）根据经验、同类产品的可靠性水平、产品基本结构及使用环境，分析产品在寿命周期内可能出现的失效模式，确定必须解决的主要失效模式及其解决途径；
c）针对上述主要失效模式，准备在产品设计（含电路、版图、工艺设计及后工序封装设计）中采取了哪些可靠性设计措施；
d）对确定了的产品关键特性和重要特性控制办法；多片、混合与模块电路，对确定的关键件、重要件提出详细的质量控制与保证措施；
e）对元器件，原材料的的技术和可靠性要求。

元器件，原材料不能购买到要求的指标和可靠性等级时，所采取的措施。

1.8 项目任务书落实情况（5号黑体）
（格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
a）对任务书中提出的改进计划是否能实施进行评估（需要时）；
b）对技术难点和薄弱环节的攻关措施实施情况及结论；
c）对采用的新技术、新器材按方案进行论证、试验和鉴定后的结论。

1.9 方案设计评价结论（5号黑体）
（格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
2 工艺设计（5号黑体）
（格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
a）拟采用的工艺方案与现有工艺规范的对比分析及工艺实现的可能性。

新技术、新工艺采用情况（必要时），现有资源条件（设备，技术成熟成熟），以及对新技术新工艺所需要的资源开展的工作；
b）工艺流程的选择及各工序技术指标要求及容差；产品类型和工艺套路情况；主要工序技术指标要求及容差范围。

对确定了的产品关键特性和重要特性控制办法；多片、混合与模块电路，对确定的关键件、重要件提出详细的质量控制与保证措施；
c）分析产品实际使用的可靠性环境要求，以及研制项目任务书中对产品可靠性和质量等级的要求，确定针对可靠性进行的工艺设计重点；
d）根据经验或同类产品的可靠性水平、产品基本结构及使用环境，分析产品在寿命周期内可能出现的应工艺原因引起的失效模式，确定必须解决的主要失效模式及其解决途径；
e）针对上述主要失效模式，在产品工艺设计（含版图、工艺流程、工艺控制、特征参数、关键参数）中采取了哪些可靠性设计措施；
f）工艺保障条件具体情况的说明。

3 附件（5号黑体）
（格式要求，5号宋体，1.25倍行距）
a）工艺方案（即工艺流程及技术要求，作为工艺流片或投批研制试验依据）；
b）版图设计规则（作为版图DRC检查的依据）；
c）电路原理图（功能框图和全部单元电路图及元器件参数，作为版图LVS检查的依据）。

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