Raumfahrtelektronik
Raumfahrtelektronik TU Dresden
Raumfahrtelektronik TU Dresden
Kartei Details
| Karten | 25 |
|---|---|
| Lernende | 15 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Elektrotechnik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.07.2017 / 10.02.2023 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20170719_raumfahrtelektronik
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Welche Elemente besitzt ein Mikrocontroller?
Clock/Timer
ADC/DAC (Analog-Digital-Converter / Digital-Analog-Converter)
Arbeitsspeicher
CPU
Speicher
Kommunikation
GPIO
Welchen Unterschied gibt es zwischen einem Mikrocontroller gegenüber einem Mikroprozessor?
Mikrocontroller ist ein eigenständiges Computersystem. Mikrocontroller beinhaltet Mikroprozessor
Mikroprozessor ist "nur" ein Prozessor, der alleine nicht Arbeitsfähig ist.
Welche Aufgaben hat ein Mikrocontroller?
Messen
Steuern
Regeln
Datenverarbeitung
Kommunikation
Welche Feinde hat ein Mikrocontroller im All?
Strahlung
Temperaturbereich
Vakuum
Temperaturzyklen
Vibrationen
Vakuumfest
nicht hygroskopisch
Was sind Single Event Upsets? Nennen Sie ein Beispiel.
SEU's sind Fehler in Halbleiterbauelementen, die beim Durchgang hochenergetischer Teilchen (Protonen) entstehen können.
Ein Beispiel ist der Bitflip, wobei eine 0 zur 1 wird oder andersherum.
Welche Gegenmaßnahmen kann man gegen Single Event Upsets treffen?
Abschirmung
Fehlerkorrektur
Redundanz
Welche Kriterien gibt es bei der Auswahl von Mikrocontrollern?
Verfügbarkeit, Flight Heritage
Dokumentation
”Community”
Programmiersprache & -umgebung
Schnittstellen (elektrisch, Kommunikation)
Störfestigkeit
Taktung, “Echtzeitfähigkeit”
Peripherie (vielfältig, integriert, standarisiert)
Bitbreite
Speicher
Verlustleistung
Debuginterface
Kosten
Was macht Speicher?
Festhalten + Lesen (gegebenfalls Schreiben) von Informationen?
Was ist ein I²C und warum wird er verwendet?
I²C = Inter-Integrated Circuit = Datenbus
Master - Slave Bus
--> Master spricht, Slave reagiert darauf
Adressraum 7 Bit
--> 8. Bit entscheidet über Lesen oder schreiben
--> 128 Adressen, davon 16 für Sonderzwecke = 112 freie Adressen
2 Leitungen:
SDA - Serial Data --> Datenübertragung
SCL - Serial Clock --> Takt-Impulse
Vorteile:
Benötigt nur 2 I/O Pins und einfache Software
--> verbraucht wenig Platz auf Leiterplatte
Was sind Fehler eines Messgerätes?
Fehler sind Abweichungen der angezeigten Messung von dem realen Wert, der durch das Messgerät verursacht wird.
Welche Parameter spielen eine Rolle für die Genauigkeit eines Messgerätes?
Fehler durch Innenwiderstand des Messgerätes
Auflösung - kleinste Änderung der Messgröße, die an der Anzeige noch feststellbar ist
Empfindlichkeit - kleinste Änderung des Messsignals, die gemessen werden kann
Genauigkeit - Abweichung in Prozent vom Messwert plus
Abweichung in Prozent vom Messbereichsendwert
Welche Fehlerquellen entstehen beim Messen kleiner Spannungen?
Entstehung von Thermospannungen? (Abhängig von Materialkombination und Temperaturen entlang des Messkreises)
Magnetische Interferenzen? Lösung --> Verdrillen von Leitungen
Überspannung --> Überspannungsschutz
(Welche Eigenschaften besitzt ein Idealer OPV?)
Eingangsimpedanz = unendlich
Ausgangsimpedanz = 0
Leerlaufverstärkung = unendlich
Phasenverschiebung = 0
Ausgangsrauschen = 0
Anstiegsrate der Anstiegsspannung = unendlich
Spannungen dürfen beliebig groß sein
Gleichtaktbereich des Eingangssignals = unendlich
Gleichtaktunterdrückung = unendlich
Kennwerte sind temperatur- und Spannungsunabhängig
(Was ändert sich bei einem realen OPV im Gegensatz zum idealen OPV?)
Eingangsimpedanz = endlich
Ausgangsimpedanz > 0
Leerlaufverstärkung = endlich
Phasenverschiebung != 0
Offsetspannung > 0
Welche Grundschaltungen von OPVs gibt es?
Nichtinvertierende Verstärker
Invertierender Verstärker
Spannungsfolger
Subtrahierer
Integrierer
Differenzierer
Logarithmierer
Exponentialverstärker
Welche Grundarten von Filterschaltungen gibt es und wofür werden sie verwendet?
Hochpass - Senkt Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz ab um 6dB pro Oktave
Tiefpass - Senkt Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz ab um 6dB pro Oktave
Sie können entweder Aktiv oder Passiv realisiert werden
Aktiv durch die verwendung von OPV's
Was ist Elektromagnetische Verträglichkeit?
Unter elektromagnetischer Verträglichkeit versteht man die Eigenschaft
einer Anlage, eines Gerätes, einer Baugruppe oder Stufe, in der
vorgegebenen elektromagnetischen Umgebung definitionsgemäß zu
arbeiten und dabei auch die Umgebung nicht unzulässig zu stören.
Welche Maßnahmen gibt es um die Elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern?
Durch Verkürzen der Länge der störenden und gestörten
Leitungen.
Durch großen Abstand zwischen den sich störenden Leitungen.
Durch Schirmung. Es können sowohl die störende als auch die
störungsgefährdete Leitung geschirmt werden.
Indem die störenden und störungsgefährdeten Leitungen nicht
parallel geführt werden.
Welche Gremien gibt es für die Raumfahrtstandardisierung?
NASA Technical Standards Program (NTSP)
United States Military Standards MIL-Standards
JAXA Safety and Mission Assurance Department (JCTD/JMR/JERG)
ESA Procedures, Specifications and Standards (PSS)
ECSS European Cooperation for Space Standardization
ESCC European Space Components Coordination
Aus welchen Hauptteilen bestehen die ECSS Standards?
4 Hauptteile:
Project Management
Einheitlicher Ansatz für allgemeingültige
Themen der Management-Ebene
Augenmerk auf:
o Qualität
o Organisation
o Zeitlichen Ablauf & Optimierung
o Kosten Reduzierung
Product Assurance
Allgemeine Standards die für alle Raumfahrtprojekte
entscheidend sind
o Allgemeine Qualitätsicherung
o Sicherheit
o Zuverlässigkeit
Standards für spezielle Teilsysteme
o Materialien
o Elektronik
o Mechanik
o Software
o Prozesse
o Testprozeduren
Engineering
Reihe von Standards des Ingenieurwesens
Definition des Endproduktes
Überprüfung der kundenspezifischen Anforderungen
und Vorschriften
Fachstandards für Ingenieurwissenschaften
Software
Elektronik und Elektrik
Mechanik
Bodensegment
Sustainability
Reihe von Standards, welche die Nachhaltigkeit
für Ressourcen-Nutzung und den Schutz des
Planten definiern sowie beschreiben
Welche Ebenen beinhaltet das ECSS System?
Ebene 1 Grundsätze und Verfahrensweisen
Ebene 2 Anforderungen
--> ECSS Standarts ST
Ebene 3 Leitlinien
--> Handbooks HB, Technical Memorandum TM
Standards ST:
"Beschreibung was zu tun ist."
Anforderungen usw.
Handbooks HB:
"Beschreibung wie es umgesetzt werden kann"
--> Richtlinien und Erfahrungen, Orientierungshinweise
Technical Memorandum
Nicht der Norm entsprechende Dokumente mit nützlichen Informationen oder
Daten aus Erfahrungen von vorhergehenden Projekten und Tests.
„Noch unreife Niederschrift für einen Standard bzw. Handbook“
Welche Bedeutung und welchen Inhalt haben Qualified Parts List?
Auflistung von Bauteilen mit Zertifikaten, welche für die Nutzung in der Raumfahrt qualifiziert sind
Bedeutung: Parts sind bereits mit Zertifikaten versehen, was die Qualifizierung des Bauteils erheblich vereinfacht.
Wie ist der Design Ablauf von Phase 0 - F?
Phase 0
Missionsanalyse
Mission Definition Review
Phase A
Feasibility
Preliminary Requirements Review
Phase B
Preliminary Definition
System Requirements Review
Preliminary Design Review
Phase C
Detailed Definition
Critical Design Review
Release of Final Design
Phase D
Qualification and Production
Qualification Review
Acceptance Review
Zertifizierung
Phase E
Utilisation
Flight Readiness Review
Phase F
Disposal
Welche Verifikationsmethoden gibt es?
Test (T)
Bevorzugte Methode zur Verifikation, welche die im Betrieb herrschenden
Umweltbedingungen in Testständen nachstellt und zugehörige Messgrößen
aufgenommen werden.
Analysis (A)
Im Falle, das Verifikationstests zu teuer und intensiv, als auch physikalisch
unmöglich durchzuführen sind können/müssen mathematische
Modellierungen und Computer gestützte Simulationen angewendet werden.
Similarity Analysis
Anforderungen können direkt mit detaillierten Parametern von
vorhergehenden Projekten / Missionen verglichen werden und als
Verifikation dienen.
Inspection (I)
Verfahren, das die Einhaltung von festgelegten Konstruktionsmerkmalen,
Konstruktionszeichnungen, physikalischen Eigenschaften und
Verarbeitungsstandards bestimmt.
Review of Design (RoD)
Verfahren zur eindeutigen Überprüfung des Prozesses bezüglich der
entworfenen Design-Forderungen und das an dem angewendeten Design
keine weiteren Analysen oder Prüfungen erforderlich sind.
(Warum wird ein solcher Aufwand zur Zertifizierung und Verifikation von elektronischen Bauelementen als auch Herstellern betrieben?)
Wissenstransfer
Sicherheits- und Ausfallaspekte
Keine Reparatur oder Wartung im Orbit möglich (wenige Ausnahmen)
Große Finanzinvestitionen bei Raumfahrtmissionen
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