激光小信號寬帶放大器設計與實現(xiàn).pdf

1、與其他測距技術相比，激光測距具有抗干擾能力強、測距精度高、測量距離遠和能全天候工作等諸多優(yōu)點，獲得了廣泛應用。近年來，以激光測距技術為基礎的三維激光掃描儀，正在推動移動測量、三維實景地圖等領域的快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟和國防建設中具有非常重要的意義。
　　作為三維激光掃描儀的核心部件之一的前端模擬電路，用于將激光小信號進行放大，其性能直接影響距離測量的精度和測距量程。前端模擬電路需要攻克以下幾個關鍵技術難題:寬動態(tài)范圍，模擬電路需具備

2、較寬的動態(tài)范圍，以適應不同距離、不同反射率目標的測距需求;大放大倍數(shù)，對于遠距離和低反射率的反射物，需要大的放大倍數(shù)對微弱脈沖信號進行有效放大;寬帶寬，三維激光掃描儀采用的激光器單個脈沖的脈寬在ns級，能量分布的帶寬很寬;低噪聲，降低噪聲，提高信噪比，提高測距的精度。
　　本文針對上述技術難題開展研究，首先分析了激光脈沖回波信號的特點，結合測距量程的要求，得出了本文激光小信號寬帶放大器的設計技術指標;然后針對寬動態(tài)范圍的激光測距要

3、求，提出了多通道的設計方案;最后分模塊詳細闡述了激光小信號寬帶放大器的設計。
　　本文采用高響應速度和高靈敏度的銦鎵砷APD作為前端光電探測器件，以跨阻放大器作為電路結構，設計了寬帶寬、高靈敏度和低噪聲的光電轉換電路，放大倍數(shù)達69.5dB。為進一步減小噪聲，采用過渡帶特性最好的橢圓濾波器，完成了9階120MHz帶寬的橢圓濾波器設計;以高速電流反饋型差分運算放大器作為放大器主要器件，采用多級級聯(lián)放大的方式，實現(xiàn)了28dB放大倍數(shù)的