Blog về công ty ST LEOAC74PT-D CMOS kiểu D hai cạnh tích cực kích hoạt Flip Flop cho môi trường hàng không vũ trụ

Công ty TNHH Điện tử Thâm Quyến Mingjiada cung cấp và tái chế ST Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ Flip-flop loại D kép CMOS kích hoạt cạnh dương, phù hợp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.

I. Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ Tổng quan sản phẩm

Sản phẩm Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ là một flip-flop loại D kép CMOS được đóng gói bằng nhựa, có khả năng chống bức xạ, kích hoạt cạnh lên, được phát triển bởi STMicroelectronics (ST) dành cho lĩnh vực hàng không vũ trụ. Nó là một phần của dòng sản phẩm chuyên dụng cho hàng không vũ trụ LEO của ST, tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật hàng không vũ trụ LEO của ST và được thiết kế đặc biệt cho môi trường không gian khắc nghiệt như vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) và hệ thống điện tử hàng không. Thiết bị tích hợp hai flip-flop loại D độc lập, hỗ trợ chốt dữ liệu theo cạnh lên của xung nhịp và có các chức năng đặt trước bất đồng bộ (PRE) và xóa bất đồng bộ (CLR). Nó duy trì thời gian logic ổn định trong các điều kiện không gian như bức xạ, dải nhiệt độ rộng, áp suất khí quyển thấp và rung động, làm cho nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho việc chốt dữ liệu trên tàu, mạch thời gian đồng bộ, thanh ghi trạng thái và logic giao diện.

Không giống như các thiết bị hàng không vũ trụ truyền thống được niêm phong kín bằng gốm, Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ sử dụng giải pháp đóng gói bằng nhựa có độ tin cậy cao, cân bằng giữa thu nhỏ, khả năng sản xuất hàng loạt và tổng chi phí, đồng thời phù hợp với yêu cầu mạng lưới số lượng lớn của các chòm sao không gian thương mại.

II. Nguyên lý hoạt động cốt lõi của Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ

Thiết bị tích hợp hai flip-flop loại D độc lập với nhau, sử dụng cơ chế kích hoạt cạnh lên của xung nhịp (cạnh dương):

Tại thời điểm tín hiệu xung nhịp CP chuyển từ mức thấp lên mức cao, mức tại đầu vào D sẽ được ghi lại và truyền đến đầu ra Q; trong khi xung nhịp ở mức cao, mức thấp hoặc trong quá trình cạnh xuống, trạng thái đầu ra sẽ không thay đổi.

Các chức năng đặt trước (PRE) và xóa (CLR) bất đồng bộ độc lập có độ ưu tiên cao nhất; chúng không được điều khiển bởi tín hiệu xung nhịp và có thể trực tiếp buộc đầu ra thành '1' hoặc xóa nó, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khởi tạo hệ thống khi bật nguồn và kiểm soát đặt lại lỗi. Hai tài nguyên kích hoạt độc lập với nhau và có thể được cấu hình và sử dụng riêng biệt, tăng cường tính linh hoạt trong bố trí PCB.

III. Đặc điểm hiệu suất điện và cấp độ không gian chính của Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ

1. Thông số kỹ thuật nguồn điện

Dải điện áp hoạt động: 1,65 V đến 6 V; điện áp tối đa tuyệt đối: 7 V; tương thích với các đường nguồn trên tàu 3,3 V và 5 V phổ biến, hỗ trợ thiết kế hệ thống kỹ thuật số không gian đa điện áp.

2. Đặc điểm thời gian tốc độ cao

Độ trễ lan truyền điển hình 8,5 ns (ở 4,5 V với tải 50 pF); khả năng chốt tốc độ cao đáp ứng yêu cầu thời gian tần số cao của các bộ tải thông tin liên lạc trên tàu và các đơn vị xử lý trên quỹ đạo. Khả năng điều khiển đầu ra ±24 mA cho phép điều khiển trực tiếp các tải logic trên tàu.

3. Dải nhiệt độ hoạt động rộng

Nhiệt độ hoạt động: -40 °C đến +125 °C; chịu được sự biến động nhiệt độ ngày đêm khắc nghiệt trong quá trình hoạt động của vệ tinh trên quỹ đạo và các cú sốc nhiệt tuần hoàn trong khoang thiết bị trên tàu.

4. Khả năng chống bức xạ cấp độ không gian (Ưu điểm cốt lõi)

Tổng liều bức xạ ion hóa (TID): 50 krad(Si);

Khả năng miễn nhiễm với electron đơn (SEL): 62,5 MeV·cm²/mg, đảm bảo không có nguy cơ khóa trong khi hoạt động trên quỹ đạo;

Hoàn thành đặc tính hóa electron đơn thoáng qua (SET), phù hợp với môi trường bức xạ của quỹ đạo Trái đất thấp.

5. Kiểm soát khí thải cấp độ không gian (thông số kỹ thuật hàng không vũ trụ bắt buộc)

Đảm bảo RML < 1% và CVCM < 0,1%, với đặc tính khí thải thấp để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm trong các bộ tải quang học và buồng chân không.6. Đóng gói và độ tin cậy quy trìnhĐóng gói: gói nhựa mỏng TSSOP-20;

Hàn: hàn dây vàng; xử lý bề mặt chân: NiPdAu (niken-palladium-vàng), loại bỏ nguy cơ phát triển râu thiếc và đảm bảo không có nguy cơ ngắn mạch chân trong quá trình hoạt động dài hạn trên quỹ đạo; thiết bị chỉ nặng 80 mg, và thiết kế nhẹ của nó góp phần giảm trọng lượng tải của vệ tinh.

7. Thông số chất lượng

Được phát triển theo tiêu chuẩn AEC-Q100 và tuân thủ thông số kỹ thuật thiết bị không gian chuyên dụng ST-LEO; cung cấp sàng lọc lô toàn diện và khả năng truy xuất nguồn gốc thiết bị, hỗ trợ lựa chọn cho các mô hình hàng không vũ trụ thương mại.

IV. Ưu điểm cốt lõi của sản phẩm

LEOAC74PT-D

Tích hợp kênh kép giúp tiết kiệm không gian PCB; một thiết bị đạt được hai chốt thời gian độc lập, giảm số lượng linh kiện và dây dẫn;Các mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụThông số kỹ thuật chống bức xạ toàn diện, phù hợp với môi trường bức xạ không gian của các vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp;

Quy trình sản xuất không chì và khí thải thấp, đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy cho môi trường không gian chân không;

Kiến trúc CMOS điện áp rộng, công suất thấp, giảm tải cho nguồn điện trên tàu;

Các chức năng đặt/xóa bất đồng bộ độc lập, đơn giản hóa thiết kế logic bật nguồn và đặt lại lỗi của hệ thống.

V. Ứng dụng hàng không vũ trụ điển hình cho

LEOAC74PT-D

Mạch điều khiển thời gian kỹ thuật số trên tàu cho các vệ tinh nano quỹ đạo Trái đất thấp và nền tảng CubeSat

Thanh ghi đồng bộ hóa cho các bộ tải thông tin liên lạc vệ tinh và các đơn vị xử lý dữ liệu trên tàuCác mô-đun chốt logic cho hệ thống điều khiển bay máy bay và máy tính nhiệm vụ

Mạch giao diện đồng bộ hóa cho thu thập dữ liệu cảm biến trên tàu

Thanh ghi trạng thái và mạch tuần tự lệnh cho hệ thống quản lý hoạt động vệ tinh

Hệ thống điều khiển điện tử trên tàu cho tàu vũ trụ nhỏ và phương tiện phóng