摘要：随着航天红外技术向高定量化、高集成化方向的发展,传统基于CPU或DSP的黑体测控温系统无法满足高集成化和高精度的需要。针对上述问题,设计了基于FPGA的星载黑体高精度集成温控系统。该系统以FPGA为核心控制单元进行温度采集和控制,实现多功能高速并行处理。黑体测温模块采用三线制惠斯通电桥减小导线电阻影响,然后在信号调理部分采用集成运算放大器组成的三级有源滤波和放大实现了对电气输出的低噪声放大。与传统仪用放大器加无源滤波的信号调理方式相比,该方法具有更强的干扰抑制能力。同时,对铂电阻阻值与温度的非线性误差以及测温系统电路误差,提出了基于多项式模型及最小二乘理论的分级拟合校正方法,进一步提高了测温精度。控温模块采用新型模糊控制和增量式PID(FIPID)结合减小过冲,加快收敛速度。基于精密标准电阻的实测结果表明该系统测温精度在247~375 K范围内为0.035 K,比校正前精度0.383 K提高了90.9%。控温仿真实验表明与PID控温相比,FIPID的过冲为零,而PID算法有12.4%的过冲,且收敛速度提高了64%。地面热真空和在轨实际控温实验表明在256~367 K范围内实测控温精度为0.039 K,该方法已成功应用于某型号空间红外相机,且满足在轨高精度定标要求。该系统具有测控温精度高、动态范围大、易于集成化的优点,可推广应用于星上其他高精度主动温控。

摘要：大动态、高精度主动热控技术是高轨大型空间相机高性能、长寿命运行的核心关键。空间相机主动热控系统既要满足高精度测控温要求,又要实现小型化、集成化以降低资源和功耗需求。然而,传统以中央处理器(CPU)和数字信号处理器(DSP)为控制单元的架构难以满足高集成化的设计需要,且热控功率较大,需进行功率管理以满足整星能源要求。针对以上问题,面向地球同步轨道大型空间相机大动态、高精度的测控温需求,设计了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制单元的主动热控系统,利用FPGA的高速并行处理能力和丰富接口资源,实现复杂空间相机高集成度高精度主动热控。设计了热控功率错峰功能,对加热片采用分时控制,动态实时检测热控功率,在保障相机关键部件控温精度的前提下,将热控功率限定在功率设定值。该系统已应用于地球同步轨道大型空间相机,对相机108路加热、138路测温和2个星上黑体进行高精度测控温,通过地面和在轨测试验证了主动热控系统设计的合理性和正确性。

摘要：设计了一种准确输出的低压差(LDO)线性电压稳压器。通过采用改进型密勒补偿技术和高电流效率缓冲电路来改善传统LDO线性电压稳压器的稳定性,并采用了一种低噪声的带隙基准电压源的拓扑架构,有效解决了稳压器的噪声问题。在Cadence Virtuoso IC平台下采用TSMC-0.35μm-2P3M的CMOS混合信号工艺进行了仿真和版图设计,仿真结果表明该电压稳压器达到设计目的。

摘要：设计了一种低压低功耗的环形压控振荡器,它由电压电流转换（V to I）电路及5级延迟单元（delay cell）组成。单位延迟单元采用改进型差分结构,提高了上升及下降速度。同时总的延迟环路采用电容滤波技术,进一步改善了相位噪声性能。分析了环形VCO的相位噪声。电路采用SMIC13V33 1P6MLOGIC工艺,电源电压为1.2 V,仿真结果显示：VCO中心频率为350 MHz,调谐范围为（200-500）MHz,谐振在350 MHz时相位噪声位为-89.5 dBc/Hz@10 kHz,输出波形峰值为0.7 V,功耗为1.2 mW。该VCO可以应用于系统时钟锁相环中。