Raumfahrtelektronik

Raumfahrtelektronik TU Dresden

Raumfahrtelektronik TU Dresden


Set of flashcards Details

Flashcards 25
Students 15
Language Deutsch
Category Electrical Engineering
Level University
Created / Updated 19.07.2017 / 10.02.2023
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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?

I²CInter-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