R&D miniaturisation à base d’ASIC

Intégration de l’électronique de pilotage d’une matrice de détecteurs infrarouge

Une action R&D financée par le CNES a commencé en 2001 dans le but de réduire l’encombrement, la masse et la puissance consommée de nos électroniques spatiales.

Le "challenge" de cette action R&D est de passer d’un instrument de 10kg à 1kg avec de meilleures performances.

Le principe retenu est l’intégration de la plupart de l’électronique classique (hors FPGA [1] et ADC [2] ) dans une puce en silicium fait à façon (ASIC : Application Specific Integrated Circuit).

Intérêt d’un ASIC

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Un prototype d’ASIC fut fabriqué environ tous les 2 ans pour en arriver, aujourd’hui, à la 5ème version. Cette puce permet de fabriquer un démonstrateur sur la base de l’électronique d’un spectromètre imageur déjà en orbite VIRTIS-H.

La prochaine génération de cette famille d’ASIC sera embarquée sur l’instrument MicrOmega IR du rover martien de la mission de l’agence spatiale européenne Exomars.

Budget

Environ 50 keuros sur 7 ans.

Personnels du LESIA impliqués

• Chercheurs : Pierre Drossart
• Ingénieurs, techniciens : Yann Hello, Hassan Mir.

Miniaturisation des récepteurs radiofréquences très faible bruit

Une première action de R&D, en collaboration avec le L2E (Laboratoire d’Electronique et Electromagnétisme – Université Paris VI), a permis de miniaturiser nos récepteurs embarqués grâce aux techniques de la microélectronique. Cette R&D reposait sur le développement d’un ASIC (Application Specific Integrated Circuit) regroupant sur un même substrat diverses fonctions du front-end analogique, le récepteur couvrant la gamme de fréquences 10KHz - 40 MHz.

Cette action s’est concrétisée avec la réalisation de deux prototypes remplissant des fonctions distinctes et s’est poursuivie par la fabrication de versions intermédiaires qui ont permis de consolider et de fiabiliser le design. Ces deux ASIC ont été produits en petites séries puis encapsulés et qualifiés selon les standards spatiaux de l’ESA.

Aujourd’hui, ces circuits sont pleinement exploités dans le récepteur SORBET de la mission spatiale BepiColombo, ce qui a permis de réduire la consommation et le volume de l’équipement de façon très significative. Ils seront par ailleurs réutilisés dans le cadre des missions Solar Orbiter et Solar Probe Plus.

Forts de cette expérience, nous voulons, à présent, mettre à profit ce savoir-faire et exploiter mieux encore les nouvelles possibilités offertes par la microélectronique. Ainsi, une nouvelle R&D est en cours d’élaboration et contribuera, à moyen terme, à étendre la gamme de fréquences de nos futurs récepteurs tout en les miniaturisant encore davantage.

Personnel du LESIA impliqué

• Ingénieur : Moustapha Dekkali