王永成

（中國(guó)科學(xué)院 長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春 130033）

1 引 言

中國(guó)探月工程二期嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器上安裝的月基極紫外相機(jī)對(duì)于地球大氣和空間天氣研究具有非常重要的意義，它主要負(fù)責(zé)對(duì)地球周?chē)入x子體層產(chǎn)生的30.4nm輻射進(jìn)行全范圍、長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè)研究［1－2］。

極紫外相機(jī)需要監(jiān)測(cè)地球等離子體層的空間分布及其變化并對(duì)地球等離子體層的整個(gè)輪廓成像。為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)相機(jī)設(shè)計(jì)了較大的視場(chǎng)和較高的角分辨率；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地球的對(duì)準(zhǔn)和跟蹤功能，極紫外相機(jī)設(shè)計(jì)了俯仰和方位轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器著陸后會(huì)產(chǎn)生大量的月塵，故設(shè)計(jì)了鏡頭蓋機(jī)構(gòu)以避免月塵對(duì)相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)造成污染，鏡頭蓋機(jī)構(gòu)采用雙繞阻步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)［3－4］。

月球的空間環(huán)境具有高溫差、強(qiáng)輻射的特點(diǎn)，探測(cè)器著陸時(shí)還會(huì)受到較大的沖擊［5－6］，加之探測(cè)器總體對(duì)載荷重量和功耗的嚴(yán)格限制使得月基極紫外相機(jī)的設(shè)計(jì)難度大大提升；極紫外相機(jī)的電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了考慮常規(guī)的功能和性能之外還需要在抗輻照設(shè)計(jì)、抗單粒子事件、EMC和輕量化低功耗高可靠等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)?？紤]到極紫外相機(jī)電子學(xué)單元功能的復(fù)雜性和特殊性以及航天工程對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)功能和性能測(cè)試的嚴(yán)格要求，開(kāi)發(fā)一套適合極紫外相機(jī)電控單元測(cè)試和檢測(cè)的系統(tǒng)對(duì)于保證工程質(zhì)量和進(jìn)度至關(guān)重要。本文結(jié)合極紫外相機(jī)電控單元檢測(cè)系統(tǒng)的研制過(guò)程，詳細(xì)闡述其結(jié)構(gòu)框架及工作原理、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和在工程中的驗(yàn)證結(jié)果。

2 電控單元構(gòu)成及工作原理

有效載荷分系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)輕量化和低功耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)，將各載荷的公用單元進(jìn)行了集成化設(shè)計(jì)，通過(guò)公用單元實(shí)現(xiàn)對(duì)各載荷電子學(xué)單元的供電及控制功能，各載荷電子學(xué)單元根據(jù)公用單元的綜合調(diào)度實(shí)現(xiàn)對(duì)各自載荷的通訊和控制功能。有效載荷公用單元和各載荷的電子學(xué)單元集成后安裝在載荷電控箱中，該設(shè)計(jì)較以往的各載荷單獨(dú)使用供電和控制的設(shè)計(jì)相比重量減輕了70%，功耗降低了50%。

極紫外相機(jī)電控單元的原理框圖如圖1所示，除了開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路、主備切換控制電路、俯仰電機(jī)和方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路之外的其余電路都采用了冷備份設(shè)計(jì)，電控單元和有效載荷公用單元的CPU接口之間采用交叉?zhèn)浞莸脑O(shè)計(jì)。電控單元以FPGA為核心，根據(jù)有效載荷公用單元的調(diào)度完成對(duì)極紫外相機(jī)的控制和綜合管理功能，接收并執(zhí)行有效載荷公用單元發(fā)送的擴(kuò)展指令使其開(kāi)機(jī)／關(guān)機(jī)或者處于主份／備份狀態(tài)；極紫外相機(jī)的電源由有效載荷公用單元提供再經(jīng)電控單元二次穩(wěn)壓后為其它電路供電，電控單元將采集到的7路模擬量遙測(cè)信號(hào)和6路開(kāi)關(guān)量遙測(cè)信號(hào)提供給有效載荷公用單元，由其處理后通過(guò)1553B通道下行，用戶(hù)可以通過(guò)這些遙測(cè)量判斷極紫外相機(jī)的工作狀態(tài)是否正常。極紫外相機(jī)電控單元通過(guò)RS－422接口與成像單元進(jìn)行通訊，波特率為62.5kbps；電控單元通過(guò)LVDS接口接收成像單元發(fā)送的科學(xué)數(shù)據(jù)，LVDS接口采用三線(xiàn)制接口標(biāo)準(zhǔn)其接口數(shù)據(jù)時(shí)序圖如圖2所示，包括幀同步信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，時(shí)鐘DT＿CLK的頻率為5MHz，幀同步DT＿EN為低電平有效，與時(shí)鐘DT＿CLK的下降沿同步，數(shù)據(jù)DT＿DATA與時(shí)鐘DT＿CLK的下降沿同步，數(shù)據(jù)寬度為36位，由3個(gè)12位的數(shù)據(jù)構(gòu)成，每個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸順序?yàn)楦呶辉谇?、低位在后?/p>

圖1 電控單元原理框圖Fig.1 Schematic diagram of control unit

圖2 LVDS接口時(shí)序圖Fig.2 Sequence diagram of LVDS

FPGA作為電控單元的核心，主要完成與有效載荷公用單元CPU之間的信息交互功能，內(nèi)部各功能單元的地址分配及譯碼功能，鏡頭蓋電機(jī)、俯仰電機(jī)和方位電機(jī)的控制功能，6路霍爾傳感器的狀態(tài)采集及相關(guān)控制功能，與成像單元之間的RS－422通訊和數(shù)傳功能，圖像數(shù)據(jù)的緩存及圖像坐標(biāo)的計(jì)算功能，為CPU產(chǎn)生中斷狀態(tài)寄存器及外部中斷功能，產(chǎn)生表征FPGA工作狀態(tài)的心跳信號(hào)功能。

3 檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

月基極紫外相機(jī)所使用的探測(cè)器為楔條形陽(yáng)極光子計(jì)數(shù)探測(cè)器，該探測(cè)器由微通道板和楔條形陽(yáng)極構(gòu)成，由于微通道板只有在高電壓、高真空條件下才能激發(fā)出二次電子，然后由楔條形陽(yáng)極負(fù)責(zé)收集電荷，最后由成像單元將電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)電荷靈敏前置放大、整形放大、峰值保持以及后續(xù)的A／D轉(zhuǎn)換后作為科學(xué)數(shù)據(jù)傳送給電控單元。國(guó)內(nèi)相關(guān)單位對(duì)于楔條形陽(yáng)極光子計(jì)數(shù)探測(cè)器進(jìn)行了深入的研究，王曉東等人對(duì)EUV成像儀極間串?dāng)_和偽信號(hào)觸發(fā)技術(shù)修正進(jìn)行了研究［7］，尼啟良等人對(duì)使用位敏陽(yáng)極的極紫外單光子計(jì)數(shù)成像系統(tǒng)進(jìn)行了研究［8］，何玲平等人對(duì)楔條形陽(yáng)極光子計(jì)數(shù)探測(cè)器成像性能的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究［9］。圖3為極紫外相機(jī)成像實(shí)驗(yàn)的環(huán)境示意圖，極紫外相機(jī)置于真空室中與真空室外的平行光管連接，光源產(chǎn)生的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)反射后進(jìn)入極紫外相機(jī)，極紫外相機(jī)對(duì)置于微通道板1mm位置處的分辨率板進(jìn)行成像。極紫外相機(jī)通過(guò)穿艙電纜與載荷電控箱中的極紫外相機(jī)電控單元連接，極紫外相機(jī)工作時(shí)，其產(chǎn)生的科學(xué)數(shù)據(jù)通過(guò)LVDS數(shù)傳總線(xiàn)傳遞給電控單元。從上述的論述可知，利用實(shí)際的系統(tǒng)對(duì)月基極紫外相機(jī)電控單元進(jìn)行測(cè)試需要專(zhuān)門(mén)的高真空環(huán)境，而且在這種環(huán)境下無(wú)法進(jìn)行一些異常用例的測(cè)試。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)月基極紫外相機(jī)電控單元的各項(xiàng)功能和性能的綜合檢測(cè)，首先需要模擬電控單元的各個(gè)外部接口的功能，使其構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，然后對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)；其次檢測(cè)系統(tǒng)需要具備智能判斷并分析電控單元各參數(shù)及工作狀態(tài)的功能。

圖3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境示意圖Fig.3 Diagram of experiment environment

3.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

月基極紫外相機(jī)電控單元檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示，檢測(cè)系統(tǒng)接收電控單元輸出的方位、俯仰和鏡頭蓋步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)負(fù)載模擬電路，由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的電壓為15V，將其輸入到A／D轉(zhuǎn)換電路和總線(xiàn)隔離電路之前需要進(jìn)行電壓調(diào)整將其調(diào)整成電壓為3.3V的電平信號(hào)，然后再由A／D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)通過(guò)總線(xiàn)隔離電路后輸入到FPGA及其外圍電路。A／D轉(zhuǎn)換電路由FPGA進(jìn)行控制，F(xiàn)PGA還實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)電壓調(diào)整后的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的采集、計(jì)數(shù)、頻率分析及相序解析功能。檢測(cè)系統(tǒng)模擬極紫外相機(jī)成像單元實(shí)現(xiàn)與電控單元之間的RS－422通訊功能及產(chǎn)生科學(xué)數(shù)據(jù)通過(guò)LVDS接口輸出到電控單元的功能。檢測(cè)系統(tǒng)的FPGA與上位機(jī)之間通過(guò)USB接口進(jìn)行通訊，USB接口控制芯片采用CYPRESS公司生產(chǎn)的型號(hào)為CY7C68013A的芯片，接口由FPGA進(jìn)行控制，通過(guò)上位機(jī)可以設(shè)置科學(xué)數(shù)據(jù)的類(lèi)型、傳輸時(shí)間以及通過(guò)RS－422通道傳輸參數(shù)的類(lèi)型、格式以及傳輸?shù)牟ㄌ芈?。FPGA將其接收到的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)后由上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，上位機(jī)還實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)的自動(dòng)檢測(cè)功能。

圖4 檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.4 Structure diagram of test system

表1 步進(jìn)電機(jī)主要性能參數(shù)Tab.1 Performance parameter of stepping motor

極紫外相機(jī)主體所使用的3臺(tái)電機(jī)皆為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種電磁式增量運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，它將電脈沖輸入轉(zhuǎn)換成機(jī)械步距角輸出，控制輸入脈沖的個(gè)數(shù)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的控制。為了檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的功能以及步進(jìn)電機(jī)的控制策略、模擬步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功耗，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的功能參數(shù)進(jìn)行仿真模擬，極紫外相機(jī)所選用的步進(jìn)電機(jī)其主要性能參數(shù)如表1所示。本檢測(cè)系統(tǒng)采用電阻與電感串聯(lián)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)各相參數(shù)的模擬，根據(jù)表1步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)，選用電阻值為39Ω／25W的黃金鋁罩電阻與電感值為20mH的電感串聯(lián)來(lái)模擬步進(jìn)電機(jī)的相參數(shù)。為了檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的控制策略，需要采集步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖，根據(jù)采集到的步進(jìn)脈沖來(lái)檢測(cè)步進(jìn)脈沖的電壓、頻率、相序以及個(gè)數(shù)，根據(jù)步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù)即可計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行角度，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)霍爾功能的模擬。

3.2 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

月基極紫外相機(jī)電控單元檢測(cè)系統(tǒng)以FPGA作為核心單元，采用XILINX公司生產(chǎn)型號(hào)為XC4VSX55－10FF1148I的 Virtex 4系列FPGA，其內(nèi)部具有55 296個(gè)邏輯單元，24 576個(gè)Slices，5 760Kb的 Block RAM，8個(gè) DCM，13個(gè)I／O塊，640個(gè)用戶(hù)I／O和512個(gè)Xtreme DSP Slices，每個(gè)Xtreme DSP Slices含有1個(gè)18×18乘法器，1個(gè)加法器和1個(gè)累加器，這些豐富的資源為本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。FPGA的功能框圖如圖5所示，命令解析和處理模塊負(fù)責(zé)接收上位機(jī)發(fā)送的各種命令和數(shù)據(jù)并接收載荷電控箱發(fā)送的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的命令進(jìn)行解析處理后控制其它模塊工作，對(duì)接收到的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)USB通訊控制模塊發(fā)送到USB總線(xiàn)控制器。步進(jìn)電機(jī)脈沖解析和處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)接收到的步進(jìn)電機(jī)脈沖信號(hào)進(jìn)行解析，解析其時(shí)序、頻率并計(jì)算脈沖的個(gè)數(shù)。本模塊采用時(shí)鐘管理模塊提供的頻率為10kHz的時(shí)鐘對(duì)步進(jìn)電機(jī)脈沖進(jìn)行采集，極紫外相機(jī)電控單元所提供的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖頻率為200Hz，控制方式為四相八拍控制，時(shí)序圖如圖6所示其中圖（a）為電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的時(shí)序，各相的通電順序?yàn)锳→AB→B→BC→C→CD→D→DA，圖（b）為電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的相序各相的通電順序?yàn)镈→DC→C→CB→B→BA→A→AD。當(dāng)采集到驅(qū)動(dòng)脈沖下降沿后開(kāi)始利用前述頻率為10kHz的時(shí)鐘對(duì)低電平的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)直到采集到上升沿時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為N，則步進(jìn)脈沖頻率為（3×10／N）kHz。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的解析即根據(jù)采集到的驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)序以及圖6所示的步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)序來(lái)進(jìn)行，若解析到的時(shí)序與圖6（a）所示的時(shí)序相同則表明電機(jī)為正轉(zhuǎn)、反之與圖6（b）所示的時(shí)序相同則表明電機(jī)為反轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)正反轉(zhuǎn)的步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將此步數(shù)傳遞給霍爾信號(hào)產(chǎn)生單元。霍爾信號(hào)產(chǎn)生單元依據(jù)命令解析和處理模塊提供的步進(jìn)電機(jī)初始位置信息和目標(biāo)位置信息以及步進(jìn)電機(jī)脈沖解析和處理模塊提供的電機(jī)正反轉(zhuǎn)步數(shù)信息來(lái)判斷電機(jī)的當(dāng)前位置，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行到目標(biāo)位置時(shí)，霍爾信號(hào)產(chǎn)生單元即產(chǎn)生相應(yīng)的霍爾信號(hào)。

圖5 FPGA功能框圖Fig.5 Function diagram of FPGA

圖6 步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)序圖Fig.6 Sequence diagram of stepper motor

A／D控制單元負(fù)責(zé)控制A／D轉(zhuǎn)換芯片對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓進(jìn)行采集，將采集到的電壓數(shù)據(jù)傳送給命令解析和處理模塊，再由其通過(guò)USB總線(xiàn)控制器傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示。USB通訊控制模塊負(fù)責(zé)對(duì)USB總線(xiàn)控制器的時(shí)序控制功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)上行／下行數(shù)據(jù)的緩存功能，對(duì)于上行／下行數(shù)據(jù)的緩存采用FIFO實(shí)現(xiàn)，每塊FIFO的容量為256×16bit。圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)接收由載荷電控箱通過(guò)LVDS接口發(fā)送的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行緩存，圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)的緩存采用兩塊FIFO實(shí)現(xiàn)，每塊FIFO的容量為1k×16bit，采用乒乓控制方式進(jìn)行存儲(chǔ)。各FIFO都設(shè)置一個(gè)讀信號(hào)和一個(gè)寫(xiě)信號(hào)，其初始狀態(tài)設(shè)置如下：FIFO1的，讀信號(hào)無(wú)效，寫(xiě)信號(hào)有效；FIFO2讀信號(hào)有效，寫(xiě)信號(hào)無(wú)效；當(dāng)FIFO1的存儲(chǔ)區(qū)存滿(mǎn)后，將FIFO1和FIFO2的讀寫(xiě)信號(hào)切換，即FIFO1的寫(xiě)信號(hào)無(wú)效，讀信號(hào)有效。當(dāng)FIFO2的存儲(chǔ)區(qū)存滿(mǎn)后，再次切換，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)乒乓制的存儲(chǔ)功能。為了保證FIFO內(nèi)沒(méi)有無(wú)效數(shù)據(jù)，對(duì)每一塊FIFO進(jìn)行寫(xiě)操作之前，先需要對(duì)該塊FIFO進(jìn)行清零。

時(shí)鐘管理模塊負(fù)責(zé)接收晶振電路提供的時(shí)鐘信號(hào)，利用FPGA提供的DCM將其進(jìn)行分頻操作為其它模塊提供所需的時(shí)鐘信號(hào)。UART模塊完成與極紫外相機(jī)電控單元之間的RS－422通訊功能?？茖W(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元和科學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)送單元負(fù)責(zé)通過(guò)接收上位機(jī)發(fā)送的科學(xué)數(shù)據(jù)，然后將其按電控單元所要求的數(shù)據(jù)格式和數(shù)傳頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后發(fā)送給電控單元。

USB的接口程序通常由固件程序、驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序構(gòu)成，本檢測(cè)系統(tǒng)所使用的驅(qū)動(dòng)程序和固件程序的架構(gòu)由CYPRESS公司提供，在此基礎(chǔ)上用戶(hù)提供一個(gè)USB描述符表，添加其它端點(diǎn)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的通信代碼，以及控制外圍電路的程序代碼［10］。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)以驅(qū)動(dòng)程序?yàn)闃蛄?，?duì)USB設(shè)備進(jìn)行控制，處理USB設(shè)備傳回的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的應(yīng)用程序使用VC＋＋6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)API函數(shù)使得設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序之間互相通信。

4 驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)

本文所述的檢測(cè)系統(tǒng)在完成了設(shè)計(jì)和調(diào)試之后，與月基極紫外相機(jī)電控單元進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試實(shí)驗(yàn)。圖7是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的照片，在驗(yàn)證測(cè)試實(shí)驗(yàn)中對(duì)極紫外相機(jī)電控單元的功能進(jìn)行了全面檢測(cè)，控制三臺(tái)電機(jī)正向和反向各運(yùn)行5 200步，各自的霍爾在電機(jī)運(yùn)行到200步和5 000步位置時(shí)有效，利用檢測(cè)系統(tǒng)提供的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像功能的測(cè)試，為了檢測(cè)電控單元成像功能的正確性，通過(guò)上位機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置使得產(chǎn)生的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)具備x＝y(tǒng)的關(guān)系，測(cè)試結(jié)果如表2所示。從表2的檢測(cè)結(jié)果可以看出檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到的3臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方向及步數(shù)與電控單元實(shí)際控制的電機(jī)運(yùn)行方向和步數(shù)相同，霍爾A分別在步進(jìn)電機(jī)正向運(yùn)行到200步或者反向運(yùn)行到5 000步時(shí)產(chǎn)生有效信號(hào)，霍爾B分別在步進(jìn)電機(jī)正向運(yùn)行到5 000步或者反向運(yùn)行到200步時(shí)產(chǎn)生有效信號(hào)，測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致。

圖7 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.7 Experimental site photo

表2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果Tab.2 Experimental results

圖8 實(shí)驗(yàn)中所采集的圖像Fig.8 Image of experiment

為了檢測(cè)電控單元成像功能的正確性，通過(guò)上位機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置使得產(chǎn)生的圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)具備x＝y(tǒng)的關(guān)系，如圖8所示，從圖8可以看出，采集到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)都處在x＝y(tǒng)這條直線(xiàn)上，坐標(biāo)x和坐標(biāo)y的值域范圍都是［0，1 500］，從檢測(cè)結(jié)果可以看出電控單元的圖像采集算法正確。

5 結(jié) 論

設(shè)計(jì)了一種月基極紫外相機(jī)電控單元的檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以FPGA為核心單元，完整地模擬了電控單元的各外部接口功能，利用USB接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，通過(guò)上位機(jī)設(shè)置各種參數(shù)及命令，并接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并成像。研制完成的檢測(cè)系統(tǒng)與月基極紫外相機(jī)電控單元進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明檢測(cè)系統(tǒng)完整準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了模擬電控單元各外部接口的功能，并能準(zhǔn)確地檢測(cè)電控單元的各項(xiàng)功能和性能。該系統(tǒng)在月基極紫外相機(jī)的研制過(guò)程中已經(jīng)得到了充分的使用，對(duì)于工程研制任務(wù)的順利進(jìn)行起到了重要作用。

［1］ 何飛，張效信，陳波，等.地球等離子層極紫外波段輻射特性計(jì)算 ［J］.中國(guó)科學(xué)，2010，40（1）：71－76.He F，Zhang X X，Cheng B，et al.Calculation of the extreme ultraviolet radiation of the earth’s plasmasphere［J］.Sci.China Tech.Sci.，2010，40（1）：71－76.（in Chinese）

［2］ 王永成，王金玲，宋克非.月基極紫外相機(jī)圖像采集與實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng) ［J］.液晶與顯示，2013，28（3）：435－439.Wang Y C，Wang J L，Song K F.Image acquisition and display system for lunar－based extreme ultraviolet camera［J］.Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2013，28（3）：435－439.（in Chinese）

［3］ 李朝輝.月基對(duì)地觀(guān)測(cè)極紫外相機(jī)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)，2010，31（10）：2352－2356.Li Z H.Opto－mechanical design of lunar based EUV camera for imaging the earth［J］.Chinese Journal of Scientific Instrument，2010，31（10）：2352－2356.（in Chinese）

［4］ 王智，李朝輝.月基極紫外相機(jī)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ［J］.光學(xué) 精密工程，2011，19（10）：2427－2433.Wang Z，Li Z H.Design of optical－mechanical structure for lunar－based extreme ultraviolet camera［J］.Optics and Precision Engineering，2011，19（10）：2427－2433.（in Chinese）

［5］ 歐陽(yáng)自遠(yuǎn)，李春來(lái)，鄒永廖，等.我國(guó)月球探測(cè)一期工程的科學(xué)目標(biāo) ［J］.航天器工程，2005，14（1）：1－5.Ouyang Z Y，Li C L，Zou Y L，et al.The scientific object of the first phase project of Chinese lunar exploration［J］.Spacecraft Engineering，2005，14（1）：1－5.（in Chinese）

［6］ 葉培建，孫澤洲，饒煒.嫦娥一號(hào)月球探測(cè)衛(wèi)星研制綜述 ［J］.航天器工程，2007，16（6）：9－15.Ye P J，Sun Z Z，Rao W.Research and development of change－1［J］.Spacecraft Engineering，2007，16（6）：9－15.（in Chinese）

［7］ 王曉東，朱小明，呂寶林，等.EUV 成像儀極間串?dāng)_和偽信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)修正 ［J］.光學(xué) 精密工程，2012，20（12）：2674－2679.Wang X D，Zhu X M，Lv B L，et al.Correction of crosstalk and fake signal trigger of EUV imager［J］.Optics and Precision Engineering，2012，20（12）：2674－2679.（in Chinese）

［8］ 尼啟良，何玲平，劉世界，等.使用感應(yīng)電荷位敏陽(yáng)極的極紫外單光子計(jì)數(shù)成像系統(tǒng) ［J］.光學(xué) 精密工程，2010，18（12）：2543－2548.Ni Q L，He L P，Liu S J，et al.Extreme ultraviolet signal photon counting imaging system based on induced charge position－sensitive anode［J］.Optics and Precision Engineering，2010，18（12）：2543－2548.（in Chinese）

［9］ 何玲平，尼啟良，李敏，等.楔條形陽(yáng)極光子計(jì)數(shù)探測(cè)器成像性能的檢測(cè) ［J］.光學(xué) 精密工程，2009，17（11）：2699－2704.He L P，Ni Q L，Li M，et al.Image performance of photon－counting imaging detector with wedge and strip anode［J］.Optics and Precision Engineering，2009，17（11）：2699－2704.（in Chinese）

［10］ 薛盼盼，王曉東，劉文光，等.空間遙感儀器便攜式數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)系統(tǒng)研究 ［J］.液晶與顯示，2012，27（2）：257－262.Xue P P，Wang X D，Liu W G，et al.Portable data acquisition test system for space remote sensing instrument［J］.Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays，2012，33（7）：1567－1572.（in Chinese）