尺寸和功耗是適用於低地球軌道 （LEO） 衛星中使用電路的兩個關鍵設計。這些系統需要具備以下性能的零組件：
- 耐輻射，確保在軌道上正常運行：LEO 衛星在沒有地球大氣層保護的環境中運作，這會使電子設備受到輻射和潛在損害。而耐輻射零組件可大幅降低輻射的負面影響。
- 小尺寸可將電路板空間縮到最小：衛星的尺寸及其對應的重量非常關鍵，因為較輕的重量可以降低總體發射成本。小型電子零組件可將衛星中使用的電路板的尺寸縮減到最小。
- 低功耗可縮減所需的電池重量和太陽能電池陣列尺寸：大多數衛星都由太陽能陣列和電池供電，但這些部件皆會影響系統重量。使用可最大幅度降低功耗的電子零組件，將縮減衛星電池和太陽能陣列的整體尺寸，進而減輕系統重量，降低將衛星送入軌道的成本。
使用 FDA 解決設計難題
許多用於 LEO 衛星系統的類比轉數位轉換器 （ADC） 都具有全差動輸入，可幫助改善動態範圍，並可善用差動訊號提高保真度。要驅動差動 ADC 的輸入，最好選擇可用於差動或單端訊號的全差動放大器 （FDA）。有數種感測器確實提供可以有效轉換為全差動訊號的單端訊號。雖然可以藉由使用兩個不同的運算放大器將單端訊號轉換為差動訊號，但 FDA 提供更小的尺寸、更低的功耗、更低的雜訊和整體改善的動態範圍。
圖 1 顯示配置為將單端訊號轉換為全差動訊號以驅動全差動 ADC 輸入的 FDA。
圖 1：TI 的 LMH5485-SEP FDA 驅動全差動 ADC
減少雜訊有助於提升性能
與使用一對單端運算放大器相比，使用單一 FDA 架構驅動 ADC 可為相同功率提供低 1/√2 的雜訊。例如，具 3 nV√Hz 輸入電壓雜訊的運算放大器在雙運算放大器電路中的總輸入電壓雜訊為 3 ´ √2 nV/√Hz。一些 FDA （例如 LMH5485-SEP 放大器） 具有共模輸出 Vocm 針腳，可用於設定放大器的輸出共模電壓，以完美配對預期的 ADC 輸入共模電壓。許多 ADC 包含了共模電壓針腳，其設計旨在連接 Vocm 針腳。如果您預期的共模電壓處於電源的中點，您也可以將放大器上的 Vocm 針腳懸空。
符合任務輻射要求
衛星系統中使用的 FDA 也需要符合任務輻射要求。850-MHz LMH5485-SEP FDA 具有耐輻射特性，確定的總游離劑量高達 30 krad。該裝置也不受 –43 MeV-cm2/mg 之線性能量傳輸的單事件閂鎖影響。LMH5485-SEP 採用小型 3.0-mm x 3.0-mm 超薄收縮精巧外形封裝，如圖 2 所示，並且符合 TI 的航太級強化型塑膠 （SEP） 認證。您可以在文章「How Space-Enhanced Plastic Devices Address Challenges in Low-Earth Orbit Applications （航太級強化塑膠裝置如何因應近地軌道應用領域的挑戰）」中了解有關 TI 之 SEP 產品的詳細資訊。
圖 2：LMH5485-SEP 封裝俯視圖
LEO 衛星訊號鏈的設計人員在為其系統選擇零組件時面臨許多挑戰。LMH5485-SEP FDA 是不斷擴展的產品組合中的一個零組件，可使新一代 LEO 衛星以更小尺寸和更低功耗實現更高的性能。LMH5485-SEP 實現了耐輻射性和小尺寸，同時還提供低雜訊性能，達到最大動態範圍，並將差動類比訊號鏈的總諧波失真降到最低。請查看「其他資源」一節，以進一步了解有關 TI 其他 SEP 產品，以及如何使用 FDA 最佳化訊號鏈設計的詳細資訊。
其他資源
- 請查看以下應用說明：
- 請參閱「TI 航太產品指南」以進一步了解 TI 航太級裝置的產品組合。
觀看 TI Precision Labs 影片系列以了解 FDA 相關資訊
