[发明专利]用于模拟电路和干扰抑制的冗余设计

说明书

技术领域

本发明涉及基于多个冗余功能块用来提供干扰减少信号的干扰抑制电路，以及带有这种干扰抑制电路的航天器，尤其是带有这种干扰抑制电路的卫星。

背景技术

尤其是在承受射线的环境中，例如在地球大气层边缘的宇宙空间中或者大气层外部的真空中使用电路时，由于射线能够在电部件中导致干扰效果，因此作为单个电部件的这种干扰的结果总体上干扰了电路的工作方式。

在数字电路范围内用来消除这种干扰的通常机制是基于多数决定法（Mehrheitsentscheidung）的冗余。在此应用多个相同类型的功能块用来执行功能并且这些功能块的相应的输出信号输送到多数决定器，这就是说从功能块的有可能相互偏差的输出信号中选出用于继续处理的由大多数功能块输出的输出信号。

在模拟电路中这种机制是不可能的，原因在于处理值连续的信号。因此多数决定器实际上是不可能的，原因在于由于值连续的信号，两个输出信号之间最小的偏差已经不允许多数决定器。

用来在模拟电路中减少射线有关的干扰效果的已知的方法是根据多个冗余功能块的输出信号构造平均值或者从全部输出信号的分类的量中选出平均值。

US 2007/0109012 A1描述通过应用比较器和分类来在冗余功能块中减少干扰效果的电路结构。

发明内容

本发明的任务能够视为提供干扰抑制电路，该干扰抑制电路在承受射线的环境中提高通过该电路确定的干扰减少信号的准确度。

在构造平均值时仅仅减少干扰的影响，而绝没有消除。应用冗余功能块越多，被干扰的功能块的输出信号对全部输出信号平均的信号的影响就越小。

相反地，如果在冗余功能块的多个输出信号之间切换，例如为了在每个时间点提供功能块的所有输出信号的平均信号，对此需要比较器，该比较器相应地相互比较两个或更多个输出信号。然而这种比较器在射线的影响下也能够是易受干扰的，从而确定的信号的可靠性在此也能够是低的。

额外地，当两个同样的信号进入比较器时，能够导致干扰的、不希望的和不需要的切换过程。

联系本申请，射线理解为能量射线，所述能量射线能够在其工作方式和功能方式中影响电部件。能量射线例如是由质子、电子和/或电离原子、伽马射线或伦琴射线组成的高能宇宙粒子射线。

根据第一方面给出用来提供干扰减少信号的干扰抑制电路。干扰抑制电路具有多个冗余功能块，所述功能块实施用于分别提供输出信号。另外干扰抑制电路具有第一极值确定单元，所述极值确定单元实施用于根据功能块输出信号确定表示第一极值的信号。另外干扰抑制电路具有处理单元，所述处理单元实施用于多个功能块的输出信号如此来相互抵消（verrechnen），从而确定干扰减少信号。在此处理单元实施用于在确定干扰减少信号时可不考虑第一极值。

干扰抑制电路尤其能够最小化或者消除被干扰的功能块的输出信号对干扰减少信号的影响。

功能块实施用于冗余地实施同样的操作。在此能够是安全有关的运算，或者例如飞机或者航天器的导航数据或者其他机载系统中的运算或者在飞机或航天器上的仪器中的运算。功能块尤其能够是模拟功能块，这就是说输出信号是值连续信号和/或时间连续信号。尤其是功能块能够是射线灵敏的功能块。

在没有表示极值的输出信号的情况下确定干扰减少信号。考虑到电部件或功能块的射线有关的干扰导致有缺陷的输出信号，该输出信号与功能块的正确地确定的输出信号偏离，只要被干扰的输出信号刚好是表示输出信号的量中的极值的输出信号，干扰抑制电路能够消除该干扰的输出信号对确定干扰减少信号的影响。

在没有应用易干扰的比较器或者切换过程的情况下确定干扰减少信号。

根据功能块的输出信号的总数量以及考虑到通过极值确定单元确定的极值，处理单元确定单个的干扰减少的信号。这例如能够通过构造总和进行，其中单个的输出信号直接用来构造总和并且从全部输出信号上的总和中减去极值。备选地，在相应地确定干扰减少信号之前，输出信号能够与系数或者彼此相乘。

根据实施方式实施第一极值确定单元，确定功能块的输出信号的最大值，从而第一极值对应于功能块输出信号的最大值。

根据其他实施方式干扰抑制电路具有第二极值确定单元，所述单元实施为：确定功能块的输出信号的第二极值。第二极值对应为功能块的输出信号的最小值。