基于PSD的高精度太阳敏感器电子学系统设计.pdf

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1、2015年第34卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)87DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)09--0087--03基于PSD的高精度太阳敏感器电子学系统设计朱龙飞一，陈鼎，桑鹏，李保权(1．中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室，中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190；2．中国科学院大学，北京100190)摘要：针对目前国内太阳观测成像仪器稳像系统的需要，提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度太阳敏感器电子学系统的设计，有针对性地提出了提高灵敏度的设计方案和降

2、低系统噪声的具体措施。该系统噪声水平低于4nA，在工作范围中心区域具备了0．3的高分辨能力，可以配合偏摆镜结构组成稳像系统，服务于夸父和SPORT计划等具有高分辨率成像需求的太阳成像仪器。关键词：太阳成像；稳像；位置敏感探测器；高精度太阳敏感器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)09-0087-03DesignofelectronicssystemforhighprecisionsunsensorbasedonPSDZHULong—fei一，CHENDing，SANGPeng，LIBan—quan(1．KeyLaboratoryof

3、ElectronicsandInformationTechnologyforSpaceSystems，CSSAR，ChineseAcademyandSciences，Bering100190，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Tomeettheneedsofimagestabilizationsystemofdomesticsolarobservatoryimaginginstrument，apositionsensitivedetector(PSD)一bas

4、edelectronicssystemdesignforhigh—precisionsunsensorisproposed．Concretemeasuresareputforwardtoimprovethesensitivityandreducesystemnoise．Atpresemt，levelofthesystemnoiseislowerthan4nA，andhashighresolvingpowerof0．3”incenterareaofworkingscope，cancooperatewithtip—tiltmirrortomakeupthissystemima

5、gestabilizationsystem，whichserveforKuaFuandSPORTprojectandothersolarimaginginstrumentswhichhashighresolutionimagingdemand．Keywords：solarimaging；imagestabilization；positionsensitivedetector(PSD)；high—precisionsunsensor0引言太阳敏感器可以迅速计算出太阳视线与太阳观测成像系随着国内空间科学的发展，一大批高分辨率的太阳成统光轴之间的夹角，提供给稳像系统，用以对成像

6、光路进像仪器，如极紫外成像仪、日冕成像、日球成像、磁场成行调整，提高成像的精度和分辨率。若开发出高精度的太像等仪器，正在展开技术攻关，中国科学院也正在开展夸父阳敏感器，则可以显著提高仪器搭载稳像系统的分辨率与和SPORT等太阳观测卫星的研制任务。这些仪器的分辨精度。率设计指标均要求达到国际先进水平，但国内卫星平台自太阳敏感器的电子学系统设计的质量直接影响稳像系身的姿态控制系统难以满足其成像的稳定度指标需求。统的分辨率和灵敏度。同时，位置敏感探测器(position国际上成熟的解决方案是使用独立的稳像系统，以确sensitivedetector，PSD)作为一种响应速度快、

7、位置分辨率保可以获得高分辨率的太阳观测图像。目前，美国主导研高、光谱响应范围宽的位置敏感器件，其在精太阳敏感器中制的多颗太阳观测卫星，如SOHO，TRACE，STEREO，SDO的应用在国内还是空白。本文提出了一种基于PSD的高等，均搭载了独立的高精度稳像系统。独立的稳像系统保精度太阳敏感器电子学系统设计方案，并且有针对性地给证了这些太阳观测卫星的成像精度，基本上都已经达到角出了提高灵敏度的设计方案和降低系统噪声的具体措施，秒级别。使其能够满足高性能稳像系统原理样机的需求，服务于夸独立的稳像系统的一个重要组成部分是太阳敏感器，