[发明专利]一种用于连续窄脉冲下的APD像元电压读取电路

摘要

本发明公开了一种用于连续窄脉冲下的APD像元电压读取电路，设有探测器、可变增益跨阻放大器(TIA)、共模信号采样电路、自复位比较器和可变增益放大器(VGA)。探测器的输出端连接可变增益跨阻放大器(TIA)的输入端，可变增益跨阻放大器(TIA)的输出端连接共模信号采样电路的输入端，以及自复位比较器的一个输入端，以及可变增益放大器(VGA)的一个输入端，共模信号采样电路的输出端连接自复位比较器的另一个输入端，以及可变增益放大器(VGA)的另一个输入端，自复位比较器的输出端为使能信号输出，可变增益放大器(VGA)的输出端为放大差模电压信号输出。

主权项

1.一种用于连续窄脉冲下的APD像元电压读取电路，其特征在于：所述电路包括探测器(1)、可变增益跨阻放大器(2)、共模信号采样电路(3)、自复位比较器(4)和可变增益放大器(5)；所述探测器的输出端连接所述可变增益跨阻放大器的输入端，所述可变增益跨阻放大器的输出端连接所述共模信号采样电路的输入端，以及所述自复位比较器的一个输入端，以及所述可变增益放大器的一个输入端，所述共模信号采样电路的输出端连接自复位比较器的另一个输入端，以及所述可变增益放大器的另一个输入端；所述的探测器(1)将输入的光信号转化为电流信号，所述的电流信号经过所述的可变增益跨阻放大器(2)，根据电流信号的量级放大不同的倍数，转化为相应的电压信号，所述的电压信号通过所述的共模信号采样电路(3)后，消除共模电压变化带来的系统级误差，所述的自复位比较器(4)比较所述可变增益跨阻放大器(2)的输出和所述共模信号采样电路(3)的输出后，在有光时产生一个使能信号，所述的可变增益放大器(5)根据电流信号的量级调整增益，避免所述的可变增益跨阻放大器(2)中出现过大的反馈电阻；所述可变增益跨阻放大器包括一个单入单出放大器和一个电阻阵列，所述电阻阵列的两端连接单入单出放大器的输入和输出端，电阻阵列可根据增益控制信号选择合适的阻值，在输入电流动态范围为1微安到10毫安时，仍能保证输出电压呈线性输出；所述单入单出放大器由单个BJT管实现；所述共模信号采样电路包括一个使能信号输入端口EN、一个延时电路、一个异或门、一个非门、一个采样控制N型MOS开关M4、一个使能产生N型MOS开关M5、一个RC延时电阻R5和一个RC延时及采样电容C1；所述使能信号输入端口EN分别与所述延时电路的输入端、所述异或门的一个输入端和所述非门的输入端连接，所述延时电路的输出端与所述异或门的另一个输入端连接，所述异或门的输出端与所述采样控制N型MOS开关M4的栅端连接，所述非门的输出端与所述使能产生N型MOS开关M5的栅端连接，所述采样控制N型MOS开关M4的漏端与所述RC延时电阻R5的左端连接作为所述共模采样电路的输入端，所述采样控制N型MOS开关M4的源端与所述采样电容C1的上极板连接，所述使能产生N型MOS开关M5的漏端与所述RC延时电阻的右端连接，源端与所述采样电容C1的上极板连接，所述采样电容C1的上极板作为共模采样电路的输出端。