[发明专利]面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构

说明书

本发明公开面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构，包括：两级结构，第一级是两个对称的RGC结构电流缓冲级，第二级是可选增益的TIA,两个对称的RGC结构电流缓冲级的输入与APD探测器的电流输出端连接，两个对称的RGC结构电流缓冲级的输出端与可选增益TIA的输入端连接，可选增益TIA的输出端与负载‑‑输出缓冲级的输入端连接；其中，两个对称的RGC结构电流缓冲级连接带隙基准电路，为电路提供稳定的偏置电流和偏置电压。本发明高增益宽带宽跨阻放大器能够检测到探测器产生的弱电流并作出响应，放大为合适幅度的电压，传递给后级电路，保证整个系统的正常运行。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构。

背景技术

激光测距技术是利用激光脉冲测量目标距离的光学遥感技术。激光探测器相比于传统图像传感器，可实现4D成像。通过线性APD(雪崩光电二极管)探测器获得场景中目标的灰度信息和距离信息，实现对目标的传统成像和距离成像。激光测距中，作为激光雷达接收系统中的关键模块部分，跨阻放大器(Transimpedance amplifier,TIA)会将来自光电探测器的弱电流脉冲信号转换为合适幅度的大电压。然而由于受暗电流影响，不能准确分辨信号的幅度，也不能控制信号的灵敏度，导致不能得到精确的测量结果，以供后续电路使用。在图1激光测距系统中，模拟放大模块后接时间数字转换器(Time to Digital Convert,TDC)和模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)构成的模数转换单元，借助飞行时间法(Time-Of-Flight,TOF)计算出时间差，最后由算法处理模块利用回波时刻鉴别全波形信息提取算法，在数据处理后，发送到存储设备，进行点云数据处理，成像目标识别。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供面向激光测距系统的一种高增益宽带宽的跨阻放大器架构，当探测器产生弱电流时，TIA可以精确检测到，并放大到合适的电压幅度，提供给后级电路使用或处理。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构，包括：

两级结构，第一级是两个对称的RGC结构电流缓冲级，第二级是可选增益的TIA,两个对称的RGC结构电流缓冲级的输入与APD探测器的电流输出端连接，两个对称的RGC结构电流缓冲级的输出端与可选增益TIA的输入端连接，可选增益TIA的输出端与负载--输出缓冲级的输入端连接；其中，两个对称的RGC结构电流缓冲级连接带隙基准电路，为电路提供稳定的偏置电流和偏置电压。

本发明高增益宽带宽跨阻放大器能够检测到探测器产生的弱电流并作出响应，放大为合适幅度的电压，传递给后级电路，保证整个系统的正常运行。

附图说明

图1是激光测距系统原理图；

图2是用于模拟放大的RGC结构可变增益的跨阻放大器架构；

图3是RGC结构电流缓冲级原理图；

图4是可变增益的跨阻放大器TIA原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，本发明的面向激光测距系统的一种跨阻放大器TIA架构，包括两级结构，其中，第一级是两个对称的RGC结构电流缓冲级，第二级是可选增益的TIA,两个对称的RGC结构电流缓冲级的输入与APD探测器的电流输出端连接，两个对称的RGC结构电流缓冲级的输出端与可选增益TIA的输入端连接，可选增益TIA的输出端与负载--输出缓冲级的输入端连接；其中，两个对称的RGC结构电流缓冲级连接带隙基准电路，为电路提供稳定的偏置电流和偏置电压，保证电路工作稳定。