ІМІТАТОР СПРАЦЮВАНЬ ДЕТЕКТОРІВ ЗАРЯДЖЕНИХ ЧАСТИНОК ТА МОДУЛЬ ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛУ МАЛОГАБАРИТНОГО СПЕКТРОМЕТРА ЕЛЕМЕНТАРНИХ ЧАСТИНОК

Анотація

Системи реєстраторів-аналізаторів потоків плазми високих енергій, призначені для роботи на низькій навколоземній орбіті, мають чітко сформовані вимоги, але їхня реалізація суттєво залежить від наукових задач та кошторису проєкту. Натомість вимоги до спектрометричних каналів в термінах радіофізики ще треба інтерпретувати в терміни радіотехніки, що вимагає додаткових пошукових зусиль. Також часто доводиться розробляти частини обладнання без взаємодії з іншими підрядниками та за відсутності доступу до контрольного обладнання, чи коштів на його комплексне випробування. Тому ухвалено рішення про розробку варіанта заміщення частини високовартісного обладнання якомога дешевшим імітатором, що допоможе заощадити час та кошти в порцесі тестування та налаштування корисного навантаження. Нагальною проблемою є масштабування кількості імітованих спектрометричних каналів у разі використання одного загальнодоступного мікропроцесора, адже вихідний сигнал має бути аналоговим, а кількість цифро-аналогових перетворювачів, зазвичай, обмежена двома. Імітатор спрацювань детекторів заряджених частинок призначений для тестування розробленого в рамках того ж дослідження модуля ЦОС мініатюрного реєстратора-аналізатора, що планується до запуску на орбіту Землі. Він має виконати дискретизацію даних, отриманих детекторною системою, виготовленою з паратерфенілу та фотодіоду великої площі, які підготовлені до дискретизації попередньо розробленим модулем аналогової обробки сигналів. Ключову роль в реалізації модуля ЦОС відіграє алгоритм сортування заряджених частинок та його робота в умовах дискретизації сигналу з шумами. Вихідними даними для відправки на наземний пульт керування мініатюрним реєстратором-аналізатором має бути кількість заряджених частинок у відповідності до діапазону енергії, яку несе в собі заряджена частинка за виділений проміжок часу. Цей проміжок часу прирівняно одному оберту наносупутника навколо Землі. Дослідження проведено з метою вивчення природи мікросплесків субрелятивістських електронів та протонів магнітосферного походження у радіаційних поясах Землі.