用于模擬電路和干擾抑制的冗余設(shè)計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于多個冗余功能塊用來提供干擾減少信號的干擾抑制電路，以及帶有這種干擾抑制電路的航天器，尤其是帶有這種干擾抑制電路的衛(wèi)星。
【背景技術(shù)】
[0002]尤其是在承受射線的環(huán)境中，例如在地球大氣層邊緣的宇宙空間中或者大氣層外部的真空中使用電路時(shí)，由于射線能夠在電部件中導(dǎo)致干擾效果，因此作為單個電部件的這種干擾的結(jié)果總體上干擾了電路的工作方式。
[0003]在數(shù)字電路范圍內(nèi)用來消除這種干擾的通常機(jī)制是基于多數(shù)決定法(Mehrheitsentscheidung)的冗余。在此應(yīng)用多個相同類型的功能塊用來執(zhí)行功能并且這些功能塊的相應(yīng)的輸出信號輸送到多數(shù)決定器，這就是說從功能塊的有可能相互偏差的輸出信號中選出用于繼續(xù)處理的由大多數(shù)功能塊輸出的輸出信號。
[0004]在模擬電路中這種機(jī)制是不可能的，原因在于處理值連續(xù)的信號。因此多數(shù)決定器實(shí)際上是不可能的，原因在于由于值連續(xù)的信號，兩個輸出信號之間最小的偏差已經(jīng)不允許多數(shù)決定器。
[0005]用來在模擬電路中減少射線有關(guān)的干擾效果的已知的方法是根據(jù)多個冗余功能塊的輸出信號構(gòu)造平均值或者從全部輸出信號的分類的量中選出平均值。
[0006]US 2007/0109012 Al描述通過應(yīng)用比較器和分類來在冗余功能塊中減少干擾效果的電路結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)能夠視為提供干擾抑制電路，該干擾抑制電路在承受射線的環(huán)境中提高通過該電路確定的干擾減少信號的準(zhǔn)確度。
[0008]在構(gòu)造平均值時(shí)僅僅減少干擾的影響，而絕沒有消除。應(yīng)用冗余功能塊越多，被干擾的功能塊的輸出信號對全部輸出信號平均的信號的影響就越小。
[0009]相反地，如果在冗余功能塊的多個輸出信號之間切換，例如為了在每個時(shí)間點(diǎn)提供功能塊的所有輸出信號的平均信號，對此需要比較器，該比較器相應(yīng)地相互比較兩個或更多個輸出信號。然而這種比較器在射線的影響下也能夠是易受干擾的，從而確定的信號的可靠性在此也能夠是低的。
[0010]額外地，當(dāng)兩個同樣的信號進(jìn)入比較器時(shí)，能夠?qū)е赂蓴_的、不希望的和不需要的切換過程。
[0011]聯(lián)系本申請，射線理解為能量射線，所述能量射線能夠在其工作方式和功能方式中影響電部件。能量射線例如是由質(zhì)子、電子和/或電離原子、伽馬射線或倫琴射線組成的高能宇宙粒子射線。
[0012]根據(jù)第一方面給出用來提供干擾減少信號的干擾抑制電路。干擾抑制電路具有多個冗余功能塊，所述功能塊實(shí)施用于分別提供輸出信號。另外干擾抑制電路具有第一極值確定單元，所述極值確定單元實(shí)施用于根據(jù)功能塊輸出信號確定表示第一極值的信號。另外干擾抑制電路具有處理單元，所述處理單元實(shí)施用于多個功能塊的輸出信號如此來相互抵消(verrechnen)，從而確定干擾減少信號。在此處理單元實(shí)施用于在確定干擾減少信號時(shí)可不考慮第一極值。
[0013]干擾抑制電路尤其能夠最小化或者消除被干擾的功能塊的輸出信號對干擾減少信號的影響。
[0014]功能塊實(shí)施用于冗余地實(shí)施同樣的操作。在此能夠是安全有關(guān)的運(yùn)算，或者例如飛機(jī)或者航天器的導(dǎo)航數(shù)據(jù)或者其他機(jī)載系統(tǒng)中的運(yùn)算或者在飛機(jī)或航天器上的儀器中的運(yùn)算。功能塊尤其能夠是模擬功能塊，這就是說輸出信號是值連續(xù)信號和/或時(shí)間連續(xù)信號。尤其是功能塊能夠是射線靈敏的功能塊。
[0015]在沒有表示極值的輸出信號的情況下確定干擾減少信號?？紤]到電部件或功能塊的射線有關(guān)的干擾導(dǎo)致有缺陷的輸出信號，該輸出信號與功能塊的正確地確定的輸出信號偏離，只要被干擾的輸出信號剛好是表示輸出信號的量中的極值的輸出信號，干擾抑制電路能夠消除該干擾的輸出信號對確定干擾減少信號的影響。
[0016]在沒有應(yīng)用易干擾的比較器或者切換過程的情況下確定干擾減少信號。
[0017]根據(jù)功能塊的輸出信號的總數(shù)量以及考慮到通過極值確定單元確定的極值，處理單元確定單個的干擾減少的信號。這例如能夠通過構(gòu)造總和進(jìn)行，其中單個的輸出信號直接用來構(gòu)造總和并且從全部輸出信號上的總和中減去極值。備選地，在相應(yīng)地確定干擾減少信號之前，輸出信號能夠與系數(shù)或者彼此相乘。
[0018]根據(jù)實(shí)施方式實(shí)施第一極值確定單元，確定功能塊的輸出信號的最大值，從而第一極值對應(yīng)于功能塊輸出信號的最大值。
[0019]根據(jù)其他實(shí)施方式干擾抑制電路具有第二極值確定單元，所述單元實(shí)施為:確定功能塊的輸出信號的第二極值。第二極值對應(yīng)為功能塊的輸出信號的最小值。
[0020]因此能夠考慮這樣情況，即功能塊的干擾對輸出信號有正面或負(fù)面的影響。因?yàn)楦蓴_的實(shí)際的影響預(yù)先在許多情況中不是已知的，因此輸出信號向上或向下與其他功能塊的輸出信號的偏差能夠在確定干擾減少信號時(shí)被捕獲(abgefangen)，這就是說不考慮與其對輸出信號的偏差的作用方向無關(guān)的干擾用于確定干擾減少信號。
[0021]因此換而言之，在確定干擾減少信號時(shí)不考慮最大值(正極值)和最小值(負(fù)極值)。
[0022]在另外的實(shí)施形式中，例如在利用多于一個或兩個干擾的功能塊計(jì)算時(shí)，在確定干擾減少信號時(shí)也能夠不考慮多于一個正極值(例如兩個最高值)和多于一個負(fù)極值(例如兩個最低值)。然而這導(dǎo)致，能夠用來確定額外的最高值或最低值的花費(fèi)升高并且由此能夠增加干擾抑制電路的復(fù)雜性以及增長用來確定干擾減少信號的時(shí)長。
[0023]根據(jù)其他的實(shí)施方式，處理單元實(shí)施用于在確定干擾減少信號時(shí)候不考慮至少一個極值。
[0024]在此能夠涉及最大值或者最小值。例如當(dāng)已知干擾的作用方向時(shí)，處理單元能夠限制為不考慮最大值或最小值，這能夠簡化干擾抑制電路的工作方式或者例如能夠減少處理單元的運(yùn)算時(shí)間。根據(jù)其他的實(shí)施方式，處理單元實(shí)施用于在確定干擾減少信號時(shí)不考慮第一極值和第二極值。
[0025]這不需要有關(guān)干擾效果的作用方向的情況區(qū)別并且因此能夠改善在帶有變化的干擾影響的環(huán)境中干擾抑制電路的應(yīng)用。
[0026]根據(jù)其他的實(shí)施方式，處理單元實(shí)施為求和裝置。該求和裝置實(shí)施用于確定干擾減少信號作為功能塊的輸出信號的總和并且在確定該總和時(shí)不考慮兩個極值之一。
[0027]根據(jù)其他的實(shí)施方式，求和裝置實(shí)施用于確定干擾減少信號作為功能塊的輸出信號的總和并且在確定該總和時(shí)不考慮第一極值和第二極值。
[0028]根據(jù)其他的實(shí)施方式，求和裝置實(shí)施用于確定干擾減少信號作為全部輸出信號的總和并且在提供干擾減少信號之前，從中減去極值。因此換而言之，輸出信號也用于總和構(gòu)造，所述輸出信號在隨后極值再次從總和中扣除之前表示極值。
[0029]在該實(shí)施方式中，求和裝置具有簡單的結(jié)構(gòu)，原因在于與哪個功能塊提供極值無關(guān)，全部輸出信號首先輸送到加法器。然后用于從總和中減去的極值的輸送取決于哪個輸出信號實(shí)際上表示極值地進(jìn)行。
[0030]備選地，求和裝置能夠這樣構(gòu)造，即開始完全不輸送總和構(gòu)造的極值，也就是已經(jīng)在總和構(gòu)造時(shí)不考慮。
[0031]結(jié)果這兩個變量都不作用于干擾減少信號的值，而是僅僅作用于確定干擾減少信號的方式和方法。
[0032]根據(jù)其他實(shí)施方式，干擾抑制電路具有三個或更多的功能塊。
[0033]該數(shù)量的功能塊實(shí)現(xiàn)最小值和最大值的不考慮，其中于是功能塊的單個輸出信號，即帶有平均值的輸出信號，還保留剩下用于確定干擾減少信號。
[0034]對于該情況，S卩不考慮兩個功能塊(最小值和