Снимки ДЗЗ среднего разрешения (5-10м) в диапазоне видимого и ближнего ИК (до 0.96 мкм) спектра востребованы в настоящее время очень многими потребителями. Для широкозахватной многоспектральной аппаратуры среднего разрешения (ШМАСР) разработки ОАО КМЗ им. Зверева в НПП ОПТЭКС разработана система приема и преобразования изображения среднего разрешения (СППИ-СР).Это особенности проектирования блоков ОЭП-СР и ОЭП-СР-01 из состава СППИ-СР.
Электронный тракт блоков ОЭП построен по традиционной схеме, однако при проектировании блоков ОЭП-СР для ШМАСР были реализованы новые схемотехнические и конструктивные подходы. Необходимость обеспечить размещение в фокальном узле телескопа 9-ти спектральных каналов при минимальных расстояниях между соседними спектральными каналами вынудила уменьшить размеры блоков ОЭП по направлению полета КА и подтолкнула разработчиков аппаратуры к решению разбить каждый блок ОЭП на 2 субблока. Такое разбиение стало возможным благодаря разработке такой оптической схемы аппаратуры, которая обеспечила одновременное формирование одного и того же участка изображения на обоих субблоках.
При этом фотозона блока, сформированная из 4 ФПЗС расположенных в шахматном порядке, размещается в 2 двух субблоках: нечётные ФПЗС размещаются в одном субблоке, чётные в другом. Формирование единой фотозоны в итоге обеспечивается оптической системой ШМАСР, при этом отсутствует временная задержка изображения между чётными и нечётными рядами ФПЗС, характерная для случая размещения обоих рядов в одном блоке.
Задача уменьшения размеров блока привела к решению сделать объем блоков негерметичным. Разбиение блока на два субблока позволило уменьшить общее количество ячеек в субблоке, что вместе с отказом от герметичного исполнения, выбором компактных соединителей и компонентов ЭРИ, позволило уменьшить размер («толщину») блока в наиболее критичном направлении до 24 мм.
Необходимо добавить, что для достижения требуемого габаритного размера пришлось прибегнуть к 3D проектированию ячеек из состава блока. При размещении ЭРИ на ячейках учитывалась высота ЭРИ на расположенных друг над другом ячейках с тем, чтобы место с наибольшей высотой одной ячейки совпадало с местом наименьшей высоты другой.
Для цифровой обработки в блоках ОЭП используется микросхема ПЛИС семейства Kintex7 производства фирмы Xilinx. Ресурсы ПЛИС позволяют решить все задачи по управлению блоком и формированию выходной видеоинформации. Для выходной видеоинформации используется оптоволоконный выход. Информация на оптопередатчик поступает в последовательном цифровом коде упакованная в пакеты по 1024 байта. Упаковка в пакеты и формирование последовательного кода осуществляется в ПЛИС. Наличие в ПЛИС встроенного сериализатора позволяет избавиться от необходимости применения специальной интерфейсной микросхемы типа «Гигастар».
В блоках ОЭП-СР применены новые уникальные ФПЗС разработки НПП ЭЛАР с 5 фотозонами: одной панхроматической и 4 мультиспектральными. Длина фотозоны одной микросхемы составляет 54 мм, что позволяет сформировать фотозону длиной 216 мм, используя всего 4 ФПЗС. При проектировании блоков еще на стадии формирования технического задания был выбран вариант корпусного исполнения ФПЗС. Корпусной вариант исполнения, помимо решения задачи размещения фоточувствительных зон на минимальном расстоянии друг от друга, существенного упрощения технологии установки и работы с ФПЗС, позволил уменьшить проводной монтаж внутри блока, т.к. в состав конструкции ФПЗС была введена гибко-жесткая печатная плата с соединителями, через которые осуществляется связь с остальными ячейками блока. Коммутация ячеек между собой так же осуществляется только при помощи соединителей. В корпусе ФПЗС также размещен предварительный усилитель видеосигнала, что позволило исключить из состава блока отдельные ячейки предварительных усилителей. А про репитер сигнала читайте тут.
Кроме того, применение корпусированной ФПЗС позволило сделать субблоки негерметичными и, соответственно, облегчить их конструкцию и уменьшить габариты.
Применение новых конструктивных и схемотехнических решений для блока и уникальных специализированных ФПЗС, в сочетании с элементной базой высокой степени интеграции, позволило разработать компактный, но очень плотный по своей компоновке, блок, отвечающий жестким требованиям по габаритам и техническим характеристикам