[发明专利]可变增益跨阻放大器

说明书

技术领域

本发明属于光信号接收系统技术领域，具体涉及一种可变增益跨阻放大器。

背景技术

1960年，世界第一台激光器问世；1961年，激光器首次被用于测距系统。由于激光具有高准直性、高单色性、高功率密度和高相干性等一系列优良的光学性能，因此，将其应用于不同场景、不同范围的测距技术不断地推陈出新。从小至接近激光波长的微米级范围、厘米级的物体形状和距离、数公里到数十公里的目标物距离、大到地球与卫星甚至月球之间的距离，都可以利用激光来精确测量。而且随着科技的发展，激光雷达的应用范围越来越广泛，譬如汽车或航天器的导航与防撞、三维空间概貌扫描、气象侦测以及地质检测等。

目前，无人驾驶汽车的主要研究机构如谷歌、福特、百度等均采用扫描式激光雷达来收集数据。在汽车高速行驶时，通过激光雷达实时扫描两车之间的距离和相对速度，为行车系统提供障碍物信息，可以降低事故发生的概率。

激光雷达是利用激光发射器发出激光照射在被探测的物体上，由目标物反射回的激光回波被工作在线性模式的雪崩光电二极管接收并转换为电流信号，再由前端模拟接收器将雪崩光电二极管产生的脉冲电流线性地转换为电压信号，然后利用时间数字转化电路得出脉冲的飞行时间信息，或者由模数转换器采集回波脉冲的幅值，最后提供给后续的数字信号处理器做进一步处理。一方面，因为目标物的探测距离和表面反射率的不同由目标物反射回的激光回波的强度变化范围非常大，因此要求激光雷达光信号接收机前端接收放大器电路接收范围非常大且增益可动态调节。另一方面，目前的脉冲波激光雷达已经由最初的单通道探测，发展为多线列扫描式探测，甚至大面阵探测。在单通道探测时代，利用分离的元器件即可完成前端接收器的搭建，然而，随着多线列/大面阵探测的发展，已经出现了64线列扫描探测，虽然增加激光扫描的线列数可以有效提高激光雷达的角度分辨率，但是前端接收器的规模和功耗也将成倍的增长，因此要求激光雷达光信号接收机前端接收放大器电路集成化高且功耗非常低。

因此提供一种范围更大、功耗更低的可变增益跨阻放大器变的尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种可变增益跨阻放大器及方法。

具体地，本发明的一个实施例提供了一种可变增益跨阻放大器，包括：电流镜预放大器101、高通滤波器102及后电压放大器103；其中，

所述高通滤波器102分别电连接所述电流镜预放大器101和所述后电压放大器103；所述电流镜预放大器101和所述后电压放大器103并接于电源端VDD和接地端GND之间。

在本发明的一个实施例中，所述电流镜预放大器101包括第一电流源I_b1、第二电流源I_b2、第一NMOS管M₁、第二NMOS管M₂、第三NMOS管M₃、第四NMOS管M₄、电位平移器1011、可控电流源1012以及可变电阻单元1013；其中，

所述第一电流源I_b1、所述第一NMOS管M₁以及所述第二NMOS管M₂串接于所述电源端VDD和所述接地端GND之间；所述电位平移器1011和所述第二电流源I_b2串接于所述电源端VDD和所述接地端GND之间；所述可变电阻单元1013、所述第三NMOS管M₃以及所述第四NMOS管M₄串接于所述电源端VDD和所述接地端GND之间；所述第一NMOS管M₁和所述第三NMOS管M₃的栅极均电连接至偏置电压端V_b；所述电位平移器M₅的栅极电连接至所述第一电流源I_b1和所述第一NMOS管M₁串接形成的节点A处；所述第二NMOS管M₂和所述第四NMOS管M₄的栅极电连接至所述电位平移器M₅和所述第二电流源I_b2串接形成的节点B处；

所述节点(B)、所述第三NMOS管(M₃)的栅极、所述接地端(GND)以及所述可变电阻单元(1013)和所述第三NMOS管(M₃)串接形成的节点(C)均电连接所述可控电流源(1012)。。