线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、...线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、激光测距模式和异步激光脉冲探测模式的APD读出电路,四种模式复用输入级电路。通过Krummenacher结构抑制背景辐射影响,扩展了光子飞行时间探测范围;提出一种改进型时刻鉴别电路,通过减小时刻鉴别误差提升距离测量精度。读出电路采用0.18μm 3.3 V CMOS工艺设计,阵列规模128×128、像元中心距30μm,最大电荷容量3.74 Me^(-)。仿真结果表明,激光测距模式,在积分电容13 f F、背景电流1~150 nA条件下,背景电流响应幅值≤1.35 m V,远小于激光响应电流500 nA时280 m V的响应幅值;异步激光脉冲探测模式的幅值灵敏度约110 nA、脉宽灵敏度约4 ns;改进型时刻鉴别电路对于150~500 nA的激光脉冲响应,时刻鉴别误差约4 ns。本文设计的多模式复用APD读出电路具有一定工程应用价值。展开更多
精密整流电路广泛应用于交流信号测量和模拟信号处理系统,是微弱信号采样和测量电路的重要组成部分。阐述了通用精密整流电路整流特性,详细分析信号过零时因整流二极管截止而产生的误差,提出基于第二代电流传输器(CCⅡ)的高频弱信号精...精密整流电路广泛应用于交流信号测量和模拟信号处理系统,是微弱信号采样和测量电路的重要组成部分。阐述了通用精密整流电路整流特性,详细分析信号过零时因整流二极管截止而产生的误差,提出基于第二代电流传输器(CCⅡ)的高频弱信号精密整流电路,采用电流运算放大器AD844实现CCⅡ模型使电路工作在电流模式。仿真分析结果表明,该电路能够精确整流最小幅值10 m V,上限截止频率高达10 MHz的输入信号,有效避免了常用电压模式整流电路对频率的限制及信号过零附近的失真,提高了弱信号整流精度。展开更多
文摘线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、激光测距模式和异步激光脉冲探测模式的APD读出电路,四种模式复用输入级电路。通过Krummenacher结构抑制背景辐射影响,扩展了光子飞行时间探测范围;提出一种改进型时刻鉴别电路,通过减小时刻鉴别误差提升距离测量精度。读出电路采用0.18μm 3.3 V CMOS工艺设计,阵列规模128×128、像元中心距30μm,最大电荷容量3.74 Me^(-)。仿真结果表明,激光测距模式,在积分电容13 f F、背景电流1~150 nA条件下,背景电流响应幅值≤1.35 m V,远小于激光响应电流500 nA时280 m V的响应幅值;异步激光脉冲探测模式的幅值灵敏度约110 nA、脉宽灵敏度约4 ns;改进型时刻鉴别电路对于150~500 nA的激光脉冲响应,时刻鉴别误差约4 ns。本文设计的多模式复用APD读出电路具有一定工程应用价值。
文摘精密整流电路广泛应用于交流信号测量和模拟信号处理系统,是微弱信号采样和测量电路的重要组成部分。阐述了通用精密整流电路整流特性,详细分析信号过零时因整流二极管截止而产生的误差,提出基于第二代电流传输器(CCⅡ)的高频弱信号精密整流电路,采用电流运算放大器AD844实现CCⅡ模型使电路工作在电流模式。仿真分析结果表明,该电路能够精确整流最小幅值10 m V,上限截止频率高达10 MHz的输入信号,有效避免了常用电压模式整流电路对频率的限制及信号过零附近的失真,提高了弱信号整流精度。
