基于峰值采样的高速光接收电路设计

设计了一种基于峰值采样原理的高速光接收电路,该光接收电路为克服光电二极管的光电流拖尾现象,引入了峰值采样电路对光脉冲的波峰信号进行检测,解决了传统方案中采用比较器直接比较导致的占空比失真的问题,实现在更高速度下的光探测和信号处理。利用Spice软件对该光接收电路进行了仿真,并对仿真结果进行分析。仿真结果表明:峰值采样电路可准确探测光电流的峰值信号,整体光接收电路可达到20 MHz以上的探测频率,对传统光接收电路占空比失真的问题有较大改善。研究结果对高速应用场合下的光接收电路的发展具有重要意义。     

一种用于激光脉冲测距的恒比定时电路

在激光雷达接收电路中,采用固定阈值比较器得到激光脉冲返回时间时,不同峰值回波信号会产生时间漂移。在传统恒比定时(CFD)电路的基础上,提出了一种窄脉冲延时电路,以替代传统RC延时结构。引入了右半平面零点,在保持增益基本不变的情况下产生相位滞后,保证信号波形不变,从而降低时间漂移效应。该CFD电路基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,在窄脉冲输入信号的上升和下降时间均为3 ns、总脉宽为16 ns时,输出信号的延时为2.05 ns。输入信号幅值范围为100~300 mV时,该CFD电路的输出上升沿翻转时间的漂移误差仅为73.6 ps。     

一种高带宽、高电源抑制比的跨阻放大器

光电探测器是激光雷达的核心器件,通常由雪崩光电二极管(APD)阵列和相应的读出电路组成。跨阻放大器是读出电路的关键部分,其性能在很大程度上决定光电探测组件的性能。基于0.18μm CMOS工艺,针对大输入电容线性APD阵列的应用,设计了一种高增益、高带宽、高电源抑制比的跨阻放大器。基于无源反馈和有源前馈的补偿方式拓展了跨阻放大器带宽,同时实现了高增益和高带宽;设计了具有高电源抑制比的片上无电容低压差稳压器,提高了跨阻放大器的稳定性。仿真结果表明:跨阻增益为104.7 dB·Ω,带宽为198.8 MHz,等效输入噪声电流为3.65 pA·Hz~(-1/2),低频电源抑制比为-57.8 dB,全带宽范围内电源抑制比低于-10.6 dB。