[实用新型]一种APD噪声抑制电路

说明书

本实用新型公开一种APD噪声抑制电路，其包括运算放大电路、噪声钳位抑制电路、差分电路；输入信号接入运算放大电路的一个输入端，运算放大电路的另一个输入端连接一可调节的偏置电压，运算放大电路的输出端分别连接噪声钳位抑制电路和差分电路，运算放大电路用于输入信号的放大以及放大后的信号与偏置电压的减法运算，噪声钳位抑制电路将运算放大电路输出的信号进行噪声抑制，差分电路将经过噪声钳位抑制电路处理后的信号进行调理输出。本实用新型利用半导体元件的非线性特性对微弱信号进行处理，能够保证在较小的信号失真的前提下实现对噪声的大幅度抑制，提高系统信噪比，将微弱信号提取出来，结构简单，成本低，信号探测精度高。

技术领域

本实用新型涉及光电探测领域，尤其涉及一种APD噪声抑制电路。

背景技术

在光电检测系统中，特别是在单光子探测中， APD（雪崩光电二极管）通常是工作在盖格模式下，APD只有在有光子到达时才处于工作状态，其他时间产生的噪声很低，不会使APD探测光子的量子效率下降。但是由于APD是容性器件在工作时会产生一个尖峰噪声，且尖峰噪声的幅度随着工作频率的提高而增大，会对雪崩信号的探测造成极大的干扰，使信号难以从噪声中分辨出来，提取雪崩信号抑制尖峰噪声是单光子探测应用中研究的重点。常见的噪声抑制技术有提高APD偏置电压、负脉冲甄别、自平衡等方法，但是结构都相对复杂，成本较高，难以满足实际应用的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种APD噪声抑制电路，能够将微弱信号从噪声中提取出来，提高系统的探测精度。

本实用新型采用的技术方案是：

一种APD噪声抑制电路，其包括运算放大电路、噪声钳位抑制电路、差分电路；输入信号接入运算放大电路的一个输入端，运算放大电路的另一个输入端连接一可调节的偏置电压，运算放大电路的输出端分别连接噪声钳位抑制电路和差分电路，运算放大电路用于输入信号的放大以及放大后的信号与偏置电压的减法运算，噪声钳位抑制电路将运算放大电路输出的信号进行噪声抑制，差分电路将经过噪声钳位抑制电路处理后的信号进行调理输出。

所述噪声钳位抑制电路为包括至少一个半导体元件的电路、器件或芯片。

所述差分电路采用单端输入双端输出的工作方式。

运算放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和运算放大器U1, 输入信号通过电阻R3接入运算放大器U1的同相输入端，一可调节的偏置电压通过电阻R1接入运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的输出端通过电阻R2连接至运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的输出端分别连接至噪声钳位抑制电路和差分电路。

噪声钳位抑制电路包括半导体二极管D1，半导体二极管D1正极端接地，负极端连接运算放大电器U1的输出端，半导体二极管D1在正向偏压下工作，抑制信号V_s即为半导体二极管D1的正向工作电压。

差分电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和差分放大电器U2，差分放大电器U2具有两个输出端，运算放大电器U1的输出端和半导体二极管D1的负极通过电阻R4连接差分放大电器U2的反向输入端，差分放大电器U2的一个输出端通过电阻R6连接差分放大电器U2的反相输入端，差分放大电器U2的另一个输出端通过电阻R7连接差分放大电器U2的同相输入端，差分放大电器U2的同相输入端通过电阻R5接地，

所述电阻R1、R2、R3的取值范围为1千欧姆到100千欧姆。

所述电阻R4、R5、R6、R7的取值范围为100欧姆到10千欧姆。