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第1011章 低温芯片稳定性校验

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监测点分布图用 1:10 比例绘制密码机内部结构,标注 12 个热电偶位置:运算核心 PCB 的晶体管阵列(3 个,编号 T1-T3)、存储控制 PCB 的磁芯存储器(2 个,T4-T5)、接口环境 PCB 的通信芯片(3 个,T6-T8)、电源模块(2 个,T9-T10)、整机外壳(2 个,T11-T12),每个监测点标注坐标(如 T1:运算 PCB X5cm,Y5cm),监测范围覆盖核心芯片区域。

设备清单记录:数据采集仪 DS-1965(采样率 1 次 / 分钟,通道数 16 路,北京无线电仪器厂生产)、热电偶传感器(型号 K 型,上海仪表厂生产,精度 ±0.1℃)、示波器 SR-8(带宽 10MHz,频响 0-10MHz),所有设备均经计量校准(校准日期 1965.9.30),确保数据准确性。

档案末尾 “环境验收记录” 显示:10 月 10 日 8:00-10:00,试验箱从室温 25℃降至 - 37℃,降温速率 5℃/ 小时,温度波动 ±0.3℃,数据采集仪与示波器信号正常,验收结论为 “合格”,档案有李工、赵工签名,日期为 10 月 10 日。

四、72 小时持续测试的流程设计与执行

王工团队制定标准化测试流程,分阶段执行 72 小时持续校验,确保每个环节监测到位、数据完整,避免人为疏漏。

第一阶段:降温与稳定(10.10 8:00-12:00),试验箱以 5℃/ 小时速率从 25℃降至 - 37℃,每小时记录 1 次芯片温度、电压、电流参数,观察密码机是否正常启动(如指示灯亮、信号波形稳定),此阶段未出现异常启动故障,芯片初始工作正常率 100%。

第二阶段:恒温持续测试(10.10 12:00-10.13 12:00),试验箱维持 - 37℃恒温,数据采集仪每分钟采集 1 次参数,每 12 小时人工检查 1 次示波器波形与设备外观(如是否结霜、线缆是否松动),期间模拟 3 次市电中断(每次 5 分钟),验证备用电源切换时芯片工作连续性。

第三阶段:升温与恢复(10.13 12:00-14:00),以 5℃/ 小时速率从 - 37℃升至 25℃,每 30 分钟记录 1 次芯片参数,观察温度回升过程中芯片性能是否恢复(如晶体管放大倍数、存储错误率是否回归常态),避免低温损伤导致不可逆性能衰减。

测试执行过程中,团队严格遵守 “不干预原则”:仅在预设时间点检查设备状态,不调整任何参数;异常数据(如某时刻错误率突升)实时标记但不中断测试,待校验结束后集中分析,确保测试数据反映真实低温性能。

五、芯片工作状态的实时记录与数据采集

李工团队负责实时记录芯片工作状态,通过多维度参数采集,全面捕捉 72 小时内芯片性能变化,为稳定性分析提供第一手数据。

运算核心芯片记录:重点监测 3AG1 晶体管的放大倍数(通过电压放大倍数计算)、矩阵运算速度,每小时抽样 100 次运算数据。结果显示:-37℃恒温阶段,晶体管放大倍数稳定在 70-75(常态 80,下降 6.25%-12.5%),运算速度保持 0.68-0.7μs / 次(达标≥0.7μs / 次),无运算中断现象。

存储控制芯片记录:监测磁芯存储器的读写错误率、控制芯片工作电压(5V±0.05V),每分钟统计 1 次错误次数。72 小时内,读写错误率稳定在 0.0005%-0.0008%(达标≤0.001%),控制芯片电压波动≤0.03V,无数据丢失或地址冲突,存储功能稳定。

接口环境芯片记录:监测通信接口芯片的响应延迟、信号错误率,通过示波器观察波形是否畸变。结果显示:响应延迟稳定在 0.08-0.09μs(达标≤0.1μs),信号错误率 0.005%(达标≤0.01%),低温下波形无明显畸变,接口通信正常。

特殊工况记录:3 次市电中断(10.11 00:00、10.12 06:00、10.13 00:00)期间,备用电源切换时间≤0.1 秒,切换过程中芯片工作未中断,数据交互错误率未上升,验证了低温下电源切换的芯片稳定性。

六、历史补充与证据:芯片状态原始记录档案

1965 年 10 月的《“73 式” 低温芯片状态原始记录档案》(档案号:DW-1965-002),现存于军事通信技术档案馆,包含参数记录表、示波器波形图、异常标记单,共 148 页,由李工、孙工共同记录,是数据采集的直接证据。

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