ESEMS 太空氣象科學酬載叢集測試與改善方案

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姓名

彭繼毅(Ji-Yi Peng) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

ESEMS 太空氣象科學酬載叢集測試與改善方案

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摘要(中)

本論文針對ESEMS（太空氣象科學儀器之研製與應用）計畫中所開發的
科學酬載叢集，建立其測試流程並提出改善方案。在此計畫的需求下開發主控端模擬程式以及資料解碼程式用於功能測試與資解碼。
在改善方案中，ESMES 酬載中磁力計部分為基礎，將酬載DSP 核心由
ADSP-21991 更換為ADSP-BF537，提昇取樣解析度到16 位元。增加磁場補償，放大率可調等功能以適應各種不同強度的磁場環境。

摘要(英)

The purpose of this thesis is to make the testing process and to improve the payload of ESEMS (Educational Scientific Experiment Micro Satellite) project. We developed BI-emulator and BCU-parser
for functional test and decoding Date.
In the improving plan, we change the control unit DSP-21991 to ADSP-BlackFin537 for the MRM (Magnet-Resistive Magnetometer) payload. We upgrade the AD data resolution to 16-bit, also add Gain-control and internal magnetic compensate to adapt different environment.

關鍵字(中)

★ 磁力計
★ 科學酬載

關鍵字(英)

★ Magnetometer
★ science payload

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目 vii
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文架構說明 2
第二章酬載架構 3
2.1 酬載架構簡介 3
2.2 主控DSP模組 4
2.2.1 數位介面 6
2.2.2 類比介面 9
2.3 Loader模組 10
2.4 MRM磁阻式磁力計模組 12
2.4.1 MR磁阻sensor簡介 12
2.4.2 MRM模組架構 14
2.5 ETP模組 16
2.5.1 ETP簡介 16
2.5.2 ETP模組架構 17
2.6 運作流程 21
第三章環境及負載測試 25
3.1 溫循櫃介紹 25
3.2 溫循測試 27
3.3電源負載測試 28
3.3.1 功率消耗測試 28
3.3.2 開關機電源特性測試 30
第四章通訊與功能測試 35
4.1資料封包格式 35
4.2 指令功能測試 42
4.3 與衛星主控端聯測 46
4.4 BI-emulator 47
第五章數據封包解碼 49
5.1 數據資料格式 49
5.2 封包解碼程式 53
第六章磁力計酬載改善 55
6.1 規格演進 55
6.2 功能方塊圖 56
6.3 ADSP-BlackFin 開發環境 57
6.3.1 ADSP-BF537 核心架構與規格 57
6.3.2 ADSP-BF537 EZ-KIT Lite 60
6.4 感測器電路硬體架構 61
6.4.1 感測器規格介紹 64
6.4.2 SET/RESET電路 66
6.4.3 磁場補償電路 67
6.4.4 前級放大與偏壓補償 68
6.4.5 可調增益二級放大 69
6.4.6 D/A converter 69
6.4.7 A/D converter 70
第七章結論與未來展望 72
參考文獻 73

參考文獻

[1] 劉立業，地磁感測儀研發，國立中央大學光機電工程所，碩士論文，民國95年
[2] 許盈晧，ESEMS太空氣象科學酬載叢集，國立中央大學光機電工程所，碩士論文，民國97年
[3] Honeywell Corp. "1- and 2-Axis Magnetic Sensors Datasheet", 900248 Rev. B 4-00
[4] Honeywell Corp. "Application Note AN201: SET/RESET PULSE CIRCUITS FOR MAGNETIC SENSORS"
[5] Honeywell Corp. "Application Note AN213: SET/RESET FUNCTION FOR MAGNETIC SENSORS" , 900298 08-02 Rev-
[6]Analog Device，ADSP-21991 Mixed Signal DSP Controller Hardware Reference，Analog Device，2003
[7]Analog Device，ADSP-BF537 Blackfin® Processor Hardware Reference Revision 3.2，Analog Device，2009
[8] Koh-ichiro Oyama，Electron temperature probe onboard Japan’s Mar’s orbiter，Institute of Space and Astronautical Science，1999
[9] 平尾邦雄1 小山孝一郎¬¬2，電子溫度計Direct Indicator of Electron Temperature，東京大學宇宙航空研究所報告， Vol.3，No.2_A(19670400)，322-334頁，1967

指導教授

江士標(Shi-Biao Jiang)

審核日期

2009-7-21

推文