【技术实现步骤摘要】
本申请属于空间等离子体探测关键，具体涉及一种多成分带电粒子探测系统。
技术介绍
1、带电粒子分析仪是空间环境探测器的重要组成之一。随着技术的发展成熟，深空探测对探测器指标要求逐步提升，要求带电粒子分析仪具有大视场，多成分探测功能。大视场可通过多台探测器，分布在卫星不同位置进行同步探测实现；多成分可通过多台探测器，分别探测不同成分，以及单台设备分时探测不同成分来实现多成分探测。大视场/多成分探测对探测器的fpga设计要求极高。
2、低能离子分析仪与低能电子分析仪是带电粒子探测器的重要组成，可实现不同成分的探测，主要探测对象为低能离子和低能电子。低能离子分析仪用来测量带正电的离子，区分不同成分的离子，低能电子分析仪用来测量带负电的电子。两者探测的电荷极性相反，要求硬件电路产生极性相反的高压，因此低能离子分析仪与低能电子分析仪硬件电路无法合并，需设计两台不同的单机实现低能离子/低能电子的探测。低能离子分析仪与低能电子分析仪fpga配置项的功能和性能相似，对外接口存在差异。
3、当前研制的低能离子分析仪不能够区分空间中离子的成分，并且低能离子分析仪fpga配置项与低能电子分析仪fpga配置项相互独立，两台仪器分别配置了：fpga配置项管理人员、设计人员、测试人员。仪器fpga配置项设计、测试存在一致性较差，并且会耗费大量人力和研制成本。
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服现有低能离子分析仪与低能电子分析仪的探测成分功能单一；各设备的fpga配置项研制独立，造成f
2、为了实现上述目的，本申请提出了一种多成分带电粒子探测系统，包括低能离子分析仪和低能电子分析仪；
3、所述低能离子分析仪和低能电子分析仪与外部设备的通讯协议中仪器编号不同；
4、在所述低能离子分析仪和低能电子分析仪的fpga的接口中增加仪器编号接口，用于读取仪器编号接口电平；
5、在所述低能离子分析仪和低能电子分析仪的fpga中增加编号识别与控制模块，用于从所述仪器编号接口获取仪器编号接口电平，识别当前仪器类型，产生仪器标识参数；用于控制工程参数采集模块实现当仪器类型为低能离子分析仪或低能电子分析仪时采集不同路数的工程参数；用于控制数据接收、解析与应答模块接收符合当前fpga配置项所在设备的指令，在接收到其他仪器的指令时记录错误，并忽略指令；还用于控制数据打包发送模块输出符合当前fpga配置项所在设备的数据包。
6、作为上述系统的一种改进，当仪器类型为低能离子分析仪时采集16路工程参数，当仪器类型为低能电子分析仪时采集12路工程参数。
7、作为上述系统的一种改进，还包括：
8、在所述低能离子分析仪和低能电子分析仪的fpga的科学数据采集模块中加入时序控制功能，将最小探测时间单元划分为多个成分探测时间单元，在不同的时间单元内控制高压电路输出门控高压开关时长不同，实现不同成分的探测。
9、作为上述系统的一种改进，还包括：
10、所述低能离子分析仪和低能电子分析仪的fpga的接口还包括：晶振、sram接口、mram接口、多路开关接口、ad转换电路接口、异步串行rs422接口、高压电源控制接口、da转换接口、前放接口和飞行时间测量芯片接口。
11、作为上述系统的一种改进，还包括：
12、所述低能离子分析仪和低能电子分析仪的fpga的模块还包括：科学数据采集模块、科学数据处理模块、工作参数表读写模块、高压电源控制模块、调整前放阈值模块、输出前放测试信号模块和系统守时与时序控制模块。
13、与现有技术相比，本申请的优势在于：
14、1、本专利技术创新性的加入了时序控制功能，并结合门控高压电路的开关门时长可控制确定成分的离子进入的原理，将最小探测时间单元划分为多个成分探测时间单元，在不同的时间单元内控制高压电路输出门控高压开关时长不同，实现不同成分的探测；
15、2、本专利技术增加了仪器编号识别与控制功能，采用硬件接口电路与fpga配置项协同设计，实现了fpga配置项自适应，fpga配置项通过读取仪器编号接口电平，识别当前单机，控制“注入指令的接收、解析与应答”、“工程参数采集”、“数据打包以及发送”功能模块按照当前fpga配置项所在设备自适应执行相关功能。有效避免了人力资源浪费、降低了fpga配置项研制成本，同时提高了多台设备fpga配置项运行的一致性。
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1.一种多成分带电粒子探测系统，包括低能离子分析仪和低能电子分析仪；
2.根据权利要求1所述的多成分带电粒子探测系统，其特征在于，当仪器类型为低能离子分析仪时采集16路工程参数，当仪器类型为低能电子分析仪时采集12路工程参数。
3.根据权利要求1所述的多成分带电粒子探测系统，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1所述的多成分带电粒子探测系统，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求1所述的多成分带电粒子探测系统，其特征在于，还包括：
【技术特征摘要】
1.一种多成分带电粒子探测系统，包括低能离子分析仪和低能电子分析仪；
2.根据权利要求1所述的多成分带电粒子探测系统，其特征在于，当仪器类型为低能离子分析仪时采集16路工程参数，当仪器类型为低能电子分析仪时采集12路工程参数。
【专利技术属性】
技术研发人员：高俊，刘超，张爱兵，孔令高，杨根，苏斌，孙越强，张贤国，王文静，田峥，郑香脂，吕玉龙，丁建京，关燚炳，王馨悦，马丽媛，王涛，何春龙，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：
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