一种一体化红外地球敏感器接地方法

摘要

一种一体化红外地球敏感器接地方法，将红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒与整机结构间作绝缘安装处理，红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒通过焊片及导线连接至二次电源地12VAG，然后将二次电源地28VG与12VAG在前置放大电路板上进行短接，二次电源地+5VG与12VDG在LTU电路板上进行短接，二次电源地+27VG、二次电源地12VDG和二次电源地12VAG在二次电源模块上进行短接，接插件的最后一针和接插件金属外壳接整机结构，一次地、二次地和整机结构在一体化红外地球敏感内部为绝缘关系，将二次电源地12VAG、二次电源地28VG、二次电源地+5VG、二次电源地12VDG、二次电源地+27VG合成一路二次地后，与一次地在航天器控制分系统最远端共地。本发明方法能够减弱产品受到的传导性和辐射性干扰，占用硬件资源少，且实现简便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种接地方法，可以用于卫星与飞船等航天器的微弱信号检测 系统中。

背景技术

圆锥扫描式红外地球敏感器产品采用分体式结构，主要包括光学头部、红 外处理线路和二次电源模块。分体式结构的主要缺点是模拟信号通过长线传输 易受电磁干扰，二次电源与其它部件公用导致电源品质差，易受其它大功率设 备干扰。

一般情况下，整星结构即为一次电源地，用二次电源地作为参考点，一次 电源地上有各种频率成分的电压波形，实测数据表明当卫星上大功率设备启动 时，一次电源地上的电压峰值最高可以达到几十伏特。圆锥扫描式红外地球敏 感器产品属于典型弱信号处理，红外探测器输出信号峰峰值只有200微伏左右， 干扰十分容易耦合到红外探测器输出信号上，造成有效信号不可提取。多颗卫 星在整星测试时出现过圆锥扫描式红外地球敏感器产品受其它设备干扰情况。

因此，将光学头部、红外处理线路和二次电源模块进行一体化结构设计， 新研制了长寿命一体化圆锥扫描红外地球敏感器产品。长寿命一体化圆锥扫描 红外地球敏感器的二次电源模块产生+5V、±12VA、±12VD、±28V和+27V共 计8路二次电源输出，对应二次电源地+5VG、二次电源地12VAG、二次电源 地12VDG、二次电源地28VG和二次电源地+27VG，其共地点的选取和方式 决定了信号品质及整机测量精度，是产品设计及研制过程中核心技术秘密。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种占用硬件资 源少，且实现简便的用于一体化红外地球敏感器的接地方法。

本发明的技术解决方案是：所述一体化红外地球敏感器包括红外探头组件、 前置放大电路屏蔽盒、前置放大电路板、LTU电路板、整机结构、二次电源模 块、接插件、接地桩、聚砜绝缘套、环氧玻璃布板绝缘衬板、接插件最后一针、 二次电源地12VAG、二次电源地28VG、二次电源地+5VG、二次电源地12VDG、 二次电源地+27VG；接地桩和接插件安装在整机结构上，其特征在于步骤如下：

(1)将红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒与整机结构间作绝缘安装处 理，红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒通过焊片及导线连接至二次电源地 12VAG；

(2)将二次电源地28VG与二次电源地12VAG在前置放大电路板上进行 短接；

(3)二次电源地+5VG与二次电源地12VDG在LTU电路板上进行短接；

(4)二次电源地+27VG、二次电源地12VDG和二次电源地12VAG在二 次电源模块上进行短接；

(5)接插件的最后一针和接插件金属外壳接整机结构；

(6)一次地、二次地和整机结构在一体化红外地球敏感内部为绝缘关系；

(7)将二次电源地12VAG、二次电源地28VG、二次电源地+5VG、二次 电源地12VDG、二次电源地+27VG合成一路二次地后，与一次地在航天器控 制分系统最远端共地。

所述步骤(1)红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒与整机结构间绝缘电阻 大于40MΩ。

所述步骤(2)二次电源地28VG与12VAG在前置放大电路板的短接点与 红外探头组件的距离在满足工艺规范要求前提下越近越好。

所述步骤(3)二次电源地+5VG与12VDG在LTU电路板的短接点选在 AD转换芯片的数字地与模拟地管脚之间。

所述步骤(5)接插件金属外壳与接地桩之间的搭接电阻小于5mΩ，接插 件的最后一针与接地桩之间的搭接电阻小于10mΩ。

所述步骤(6)一次地、二次地和整机结构间绝缘电阻大于40MΩ。

所述步骤(1)的绝缘安装处理，采用聚砜绝缘套和环氧玻璃布板绝缘衬板 等绝缘材料将红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒与整机结构在进行绝缘处理 同时保证可靠连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：获得了良好的测量精度，测量精度由 0.1°提到到0.033°；抗电磁干扰能力的大幅提升。

附图说明

图1为本发明方法的接地图；

图2为红外探头组件与整机结构绝缘安装示意图；

图3为前置放大电路屏蔽盒与整机结构绝缘安装示意图；

图4为接插件与整机安装示意图。

具体实施方式

如图1，一体化红外地球敏感器接地方法包括红外探头组件1、前置放大 电路屏蔽盒2、前置放大电路板3、LTU电路板4、整机结构5、二次电源模块 6、接插件7、接地桩8、聚砜绝缘套9、环氧玻璃布板绝缘衬板10、接插件最 后一针11、二次电源地12VAG、二次电源地28VG、二次电源地+5VG、二次 电源地12VDG、二次电源地+27VG；接地桩和接插件安装在整机结构上。

如图1所示，为本发明方法的接地图。主要步骤如下：

(1)将红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒与整机结构间作绝缘安装处 理，红外探头组件及前置放大电路屏蔽盒通过焊片及导线连接至二次电源地 12VAG。

红外探头组件与整机结构间采用聚砜绝缘套进行绝缘处理，然后通过焊片 及导线连接至12VAG。

(2)将二次电源地28VG与二次电源地12VAG在前置放大电路板上进行 短接。

前置放大电路屏蔽盒与支撑架之间采用环氧玻璃布板绝缘衬板进行绝缘处 理，然后通过焊片及导线连接至12VAG。

将前置放大电路板安装至前置放大电路屏蔽盒中，将28VG与12VAG在 前置放大电路板上通过焊接导线方式进行短接。

二次电源地28VG与12VAG在前置放大电路板的短接点与红外探头组件 的距离在满足电装固封技术要求及工艺规范要求前提下越近越好。

(3)二次电源地+5VG与二次电源地12VDG在LTU电路板上通过焊接导 线方式进行短接。

将LTU电路板安装至整机结构中，+5VG与12VDG在LTU电路板上通过 焊接导线方式进行短接，短接点选在AD转换芯片的数字地与模拟地管脚之间。

(4)二次电源地+27VG、二次电源地12VDG和二次电源地12VAG在二 次电源模块上进行短接。

将二次电源模块安装入整机中，二次电源地+27VG、二次电源地12VDG 和二次电源地12VAG在二次电源模块输出端通过焊接导线方式进行短接。

(5)接插件的最后一针和接插件金属外壳连接整机结构。

整机结构在表面处理时进行相应的保护措施，实现接插件外壳与整机具有 良好接触关系，通过导线连接接插件的最后一针和焊片，然后将焊片和接插件 通过螺钉固定在整机结构上。

通过毫欧表测量搭接电阻，要求接插件金属外壳与接地桩之间的搭接电阻 小于5mΩ，接插件的最后一针与接地桩之间的搭接电阻小于10mΩ。

(6)一次地、二次地和整机结构在一体化红外地球敏感内部为绝缘关系。

使用数字万用表测量一次地、二次地和整机结构间电阻，并记录阻值，要 求绝缘电阻大于40MΩ。

(7)将二次电源地12VAG、二次电源地28VG、二次电源地+5VG、二次 电源地12VDG、二次电源地+27VG合成一路二次地后，与一次地在航天器控 制分系统最远端共地。

在分系统设计过程中，一体化红外地球敏感器二次地通过接插件和整星电 缆与一次地在航天器控制分系统最远端共地。

图2为红外探头组件与整机结构绝缘安装示意图，图3为前置放大电路屏 蔽盒与整机结构绝缘安装示意图、图4为接插件与整机安装示意图。

共地点的选取直接关系到测量系统的噪声水平及姿态测量精度，在长寿命 一体化圆锥扫描红外地球敏感器产品中采用独创的接地方法获得了良好的测量 精度，测量精度由0.1°提到到0.033°(随机误差，3σ)。

长寿命一体化圆锥扫描红外地球敏感器产品的最大亮点是其抗电磁干扰能 力的大幅提升，电性件产品依据载人飞船电磁兼容规范进行并通过了所有性能 级EMC试验项目，鉴定件产品依据卫星电磁兼容规范进行并通过了所有性能 级EMC试验项目，两次EMC试验结果表明长寿命一体化圆锥扫描红外地球敏 感器产品不属于易受干扰产品，可在复杂电磁环境下放心使用。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。