[发明专利]APD暗电流补偿模拟前端电路及APD暗电流补偿方法

说明书

技术领域

本发明属激光雷达技术领域，特别涉及一种APD暗电流补偿模拟前端电路及APD暗电流补偿方法。

背景技术

激光雷达系统中，其接收器模块是接收光学回波信号并将光学信号转换为电信号，接收器模块主要由光电转换器和模拟前端电路组成。由于雪崩光电二极管(avalanche photodiode，简称APD)具有较高探测灵敏度，能够探测微弱光信号；对于相同功率激光发射器，探测距离远，在激光雷达接收器中广泛应用。

然而，雪崩光电二极管在无光照条件下，产生固有的电流，即暗电流，导致激光雷达接收器在无光照时也会输出一定的电压信号，极易产生误差信号。现有激光雷达模拟前端电路技术均对APD暗电流没有合适处理。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的一个实施例提供了一种APD暗电流补偿模拟前端电路。该电路100包括APD光电转换子电路101、APD暗电流补偿子电路102、双通道匹配子电路103、全差分放大子电路104及缓冲子电路105；其中，

双通道匹配子电路103的第一输入端与第二输入端分别电连接APD光电转换子电路101与APD暗电流补偿子电路102；

全差分放大子电路104电连接于双通道匹配子电路103与缓冲子电路105之间。

在本发明的一个实施例中，APD暗电流补偿子电路102包括运算放大器AMP、可变电阻器R_EXT、第一MOS管M1第二MOS管M2、第三MOS管M3；其中，

第二MOS管M2、第一MOS管M1及可变电阻器R_EXT依次串接于电源端VDD与接地端GND之间；

运算放大器AMP的同相输入端电连接参考电压端V_ref，反相输入端电连接第一MOS管M1的源极，输出端电连接第一MOS管M1的栅极；

第二MOS管M2的栅极与漏极相连；

第三MOS管M3的栅极电连接第二MOS管M2的栅极，源极电连接电源端VDD，漏极作为APD暗电流补偿子电路102的输出端电连接双通道匹配子电路103的第二输入端。

在本发明的一个实施例中，述双通道匹配子电路103包括第一开环放大器A1、第二开环放大器A2、第一反馈器件X1及第二反馈器件X2；其中，

第一开环放大器A1中PMOS管的源极电连接电源端VDD、NMOS管的源极电连接接地端GND；

第二开环放大器A2中PMOS管的源极电连接电源端VDD、NMOS管的源极电连接接地端GND；

第一反馈器件X1电连接于第一开环放大器A1的输入端与输出端之间；

第二反馈器件X2电连接于第二开环放大器A2的输入端与输出端之间；

第一开环放大器A1的输入端为双通道匹配子电路103的第一输入端电连接APD光电转换子电路101；第二开环放大器A2的输入端作为双通道匹配子电路103的第二输入端电连接APD暗电流补偿子电路102；

第一开环放大器A1的输出端作为双通道匹配子电路103的第一输出端电连接全差分放大子电路104第一输入端；第二开环放大器A2的输出端作为双通道匹配子电路103的第二输出端电连接全差分放大子电路104第二输入端。

在本发明的一个实施例中，第一反馈器件X1与第二反馈器件X2均为电阻器。

在本发明的一个实施例中，全差分放大子电路104由多个结构相同的全差分放大器依次级联形成；其中，

后一级全差分放大器的同相输入端电连接前一级全差分放大器的反相输出端；

后一级全差分放大器的反相输入端电连接前一级全差分放大器的同相输出端。

在本发明的一个实施例中，全差分放大器包括第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十一MOS管M11及第一电流源I_D1；其中，

第十MOS管M10、第八MOS管M8及第一电流源I_D1依次串接于电源端VDD与接地端GND之间；

第十一MOS管M11与第九MOS管M9依次串接于电源端VDD与第八MOS管M8与第一电流源I_D1串接形成的节点之间；

第十MOS管M10的栅极与漏极相电连接；

第十一MOS管M11的栅极与漏极相电连接；

第九MOS管M9的栅极为全差分放大器的同相输入端；

第八MOS管M8的栅极为全差分放大器的反相输入端；

第十MOS管M10与第八MOS管M8串接形成的节点为全差分放大器的同相输出端；