[发明专利]红外相机前端高速数据采集方法、系统、星载红外相机

权利要求书

1.一种红外相机前端高速数据采集方法，其特征在于，所述红外相机前端高速数据采集方法，包括：

步骤一，基于任务式的模块复用设计思想，根据空间红外相机的尺寸、功耗资源约束和数据采集需求，划分和制定数据采集模块配置方案；在满足空间和功耗需求下，探测器抽头数即输入的信号路数M，通道采样率S，量化位数N，输出路数O和输出数据率R，是划分模块的主要输入条件；

步骤二，接着根据划分的结果，对模拟信号调理通道、信号采集通道进行模块化设计，并根据接口需求选择核心的FPGA处理芯片、板载存储器阵列；

步骤三，根据模块复用的数量和模块间通信是否存在特殊需求，配置串行通信接口；

步骤四，根据模块数据吞吐率，配置多片高速串行总线收发器；根据模块内功耗使用情况，进行电源模块的分配和机装、热控的协同设计。

2.如权利要求1所述的红外相机前端高速数据采集方法，其特征在于，所述步骤二中，模拟信号调理通道由多路模拟信号调理模块实现，包括第一滤波器、跟随器、第二滤波器、背景电平调节器、主放大器。

3.如权利要求2所述的红外相机前端高速数据采集方法，其特征在于，所述

滤波器带宽根据采样频率S确定，设置为采样率的3～5倍。

4.如权利要求1所述的红外相机前端高速数据采集方法，其特征在于，所述信号采集通道由A/D转换器阵列、D/A转换器阵列构成，A/D转换器用于将各通道的模拟信号转换成数字信号，D/A转换器用于采集红外仪器背景，反馈到前端的背景电平调节器，用于仪器背景的剔除，A/D转换速率由采样频率确定。

5.如权利要求1所述的红外相机前端高速数据采集方法，其特征在于，所述FPGA处理器选用应用在空间热环境的FPGA，具有高速SERDES接口，存储器选用SDRAM和FLASH。

6.一种实施权利要求1～5任意一项所述红外相机前端高速数据采集方法的红外相机前端高速数据采集系统，其特征在于，所述红外相机前端高速数据采集系统包括：红外相机前段数据采集可配置模块、大规模红外探测器；

红外相机前段数据采集可配置模块包括：多路模拟信号调理模块、多路信号通道采集模块、时序控制和数据获取模块、多路高速数据传输模块、电源模块、机械结构和热控模块。

7.如权利要求6所述的红外相机前端高速数据采集系统，其特征在于，所述大规模红外探测器与N个红外相机前段数据采集可配置模块连接，多路模拟信号调理模块、多路信号通道采集模块、时序控制和数据获取模块、多路高速数据传输模块分别与电源模块连接；多路模拟信号调理模块、多路信号通道采集模块、时序控制和数据获取模块、多路高速数据传输模块分别与机械结构和热控模块连接。

8.如权利要求6所述的红外相机前端高速数据采集系统，其特征在于，所述多路模拟信号调理模块包括：第一滤波器、跟随器、背景电平调节器、第二滤波器、主放大器；多路信号通道采集模块设置有A/D转换器阵列、D/A转换器阵列。

9.如权利要求8所述的红外相机前端高速数据采集系统，其特征在于，所述第一滤波器与跟随器连接，跟随器与背景电平调节器连接，背景电平调节器与第二滤波器连接，第二滤波器与主放大器连接，第一FPGA和存储器分别与第二FPGA连接；

所述时序控制和数据获取模块包括：第一FPGA、存储器、第二FPGA；

多路高速数据传输模块包括：第一高速串行收发器、第二高速串行收发器、第N高速串行收发器。

10.一种星载红外相机，其特征在于，所述星载红外相机包含权利要求6所述的红外相机前端高速数据采集系统。