[发明专利]一种空间相机CMOS图像传感器锁定防护方法和系统

摘要

本发明公开了一种空间相机CMOS图像传感器锁定防护系统和方法，解决现有系统和方法存在的适用范围小、限流阈值为固定值，难以和被保护器件的锁定电流匹配、不能使被保护器件脱离锁定状态、容易造成误判、影响CMOS图像传感器寿命等缺点。空间相机CMOS图像传感器锁定防护系统由包括DC‑DC模块、磁保持继电器、精密电阻、限流型低压差调整器、精准运算放大器、A/D转换模块、相机控制器CPU、指令驱动器和非易失存储器组成。空间相机CMOS图像传感器锁定防护方法通过以CMOS图像传感器工作电流最高波动频率10倍以上的频率启动A/D转换，并连续采样2个CMOS图像传感器工作电流最长波动周期以上，并且CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围可在航天器发射后修改等来避免误判。

主权项

1.一种空间相机CMOS图像传感器锁定防护系统，该系统包括DC-DC模块(10)、磁保持继电器(20)、精密电阻(30)、限流型低压差调整器(40)、精准运算放大器(50)、A/D转换模块(60)、相机控制器CPU(70)、指令驱动器(80)和非易失存储器(90)；其特征是，/n所述DC-DC模块(10)用于将整星供电的第一电压变换为空间相机使用的第二电压，变换后的第二电压送至磁保持继电器(20)，DC-DC模块(10)还用于对整星供电和相机供电进行隔离；/n所述磁保持继电器(20)用于在指令的控制下打开或关闭继电器开关，使CMOS图像传感器加电或断电；磁保持继电器(20)开关的输入为DC-DC模块(10)的输出，输出至精密电阻(30)；磁保持继电器(20)线圈的输入为指令驱动器(80)的输出，当指令驱动器输出正直流脉冲时，继电器开关打开，CMOS图像传感器加电，当指令驱动器输出反直流脉冲时，继电器开关关闭，CMOS图像传感器断电；/n所述精密电阻(30)用于将CMOS图像传感器工作时的电流转换成电压，以便后续的放大和检测；精密电阻(30)的输入为磁保持继电器(20)的输出，供相机使用的第二电压信号经精密电阻(30)后输出给限流型低压差调整器(40)；精密电阻(30)的输入端和输出端分别送至精准运算放大器(50)的正输入端和负输入端，以便后续的信号放大；/n所述限流型低压差调整器(40)用于将从精密电阻(30)接收到的供相机使用的第二电压信号变换为CMOS图像传感器直接使用的电压，对CMOS图像传感器供电；限流型低压差调整器(40)还用于当CMOS图像传感器发生单粒子锁定时，如果工作电流超过限流型低压差调整器(40)的限流值时，限流型低压差调整器(40)将输出的电流限制在限流值；/n所述精准运算放大器(50)用于将精密电阻(30)两端的电压进行放大，以便和A/D转换模块(60)的动态范围匹配；精准运算放大器(50)的输入为精密电阻(30)的两端，经精准运算放大器(50)放大后的电压送至A/D转换模块(60)；/n所述A/D转换模块(60)用于将精准运算放大器(50)输出的电压信号进行模数转换，转换为数字量，以便相机控制器CPU(70)进行处理；A/D转换模块(60)的输入为精准运算放大器(50)的输出，经A/D转换模块(60)转换后得到的数字量送至相机控制器CPU(70)；/n所述相机控制器CPU(70)用于根据A/D转换模块(60)输出的数字量，从非易失存储器(90)读取的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围，以及根据星务主机接收到的控制指令，通过指令驱动器(80)控制磁保持继电器的加电和断电，实现对CMOS图像传感器的锁定防护；当相机控制器CPU(70)收到星务主机发送的新的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围时，将CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围写入非易失存储器(90)；相机控制器CPU(70)的输入包括A/D转换模块(60)输出的数字量、从非易失存储器(90)读取的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围和从星务主机接收到的控制指令；相机控制器CPU(70)的输出为正直流脉冲或反直流脉冲，输出给指令驱动器(80)；/n所述指令驱动器(80)用于将相机控制器CPU(70)的输出为正直流脉冲或反直流脉冲进行放大后，驱动磁保持继电器(20)工作，使磁保持继电器开关打开或关闭；指令驱动器(80)的输入为相机控制器CPU(70)的输出，其输出至磁保持继电器(20)；/n所述非易失存储器(90)用于存储CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围，在CMOS图像传感器的锁定防护功能打开时，非易失存储器(90)将CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围输出至相机控制器CPU(70)；当相机控制器CPU(70)收到星务主机发送的新的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围时，非易失存储器(90)从相机控制器CPU(70)输入新的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围；/n其中，所述相机控制器CPU(70)用于根据A/D转换模块(60)输出的数字量，从非易失存储器(90)读取的CMOS图像传感器正常工作对应的码值范围，以及根据星务主机接收到的控制指令，通过指令驱动器(80)控制磁保持继电器的加电和断电，实现对CMOS图像传感器的锁定防护，具体由以下方法实现：/n相机控制器CPU(70)根据星务主机发送的CMOS图像传感器锁定防护设置指令判断锁定防护功能是否打开：/n锁定防护功能打开时，相机控制器CPU(70)判断采样得到的码值转换为电流后的最小值是否大于CMOS图像传感器正常工作电流最小值的1.5倍或大于锁定阈值电流最小值的0.95倍；/n相机控制器CPU(70)采样得到的码值转换为电流后的最小值大于CMOS图像传感器正常工作电流最小值的1.5倍或大于锁定阈值电流最小值的0.95倍时，相机控制器CPU(70)通过指令驱动器(80)发送反直流脉冲，使磁保持继电器(20)断开，使CMOS图像传感器断电。/n