類比前端(AFE)負責監控遙測電路三大重要數值:電壓、電流與溫度。為了量測與詮釋這些數值,需使用類比轉數位轉換器(ADC)將這些數值轉換為數位資料,再傳輸至處理器。ADC128S102QML-SP具備準確量測電壓、電流與溫度必需的12位元解析度與1 MSPS以上的採樣速度且耗電量低,使用3V與5V電源時分別為2.3mW至10.7mW,因此,是類比前端理想的選擇。
衛星系統的電壓可高達40V,且包括負電壓軌。這些高電壓軌可能造成類比轉數位轉換器感測功能損壞,因此需使用緩衝與衰減階段逐漸調降電壓,以保護類比轉數位轉換器。電阻分壓器可先將電壓降至類比轉數位轉換器的輸入範圍內。設計師接著再以運算放大器,如LMP7704-SP做為緩衝,確保訊號的驅動強度。
電流感測可判斷敏感供電軌道是否出現任何故障,並向主要處理器提出警示、標記須關閉的供電軌道、預防現場可編程邏輯閘陣列(FPGA)或資料轉換器損壞。INA901-SP電流感測放大器的寬頻寬可提供準確電流量測結果,用於建立供電軌道的基線,同時,若有突發狀況亦可快速反應。
FPGA支援更多AFE通道輸入資料、快速資料轉譯,並根據輸入資料進行複雜決策。然而,在尺寸規格與耗電量需越小越好的應用情境下,多數航太級FPGA封裝與耗電量是較大的。混和訊號MCU如MSP430FR5969-SP是理想替代方案,有助於減少FPGA使用資源與遙測電路所需針腳,同時為遙測電路提供相等的功能性,如資料處理、電源排序、脈衝寬度調變輸出等。
德州儀器的航太級產品系列,包括航太級類比與嵌入式處理器產品,可為遙測電路提供體積小、低功耗的解決方案,量測結果準確度與整體系統效能皆能確保整趟航太任務期間運作順暢。