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李晨灵

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求助,关于APD(雪崩光电二极管)前端放大器设计问题求解


  • 您好,想请教一下。我现在设计APD前端放大威廉希尔官方网站 ,主要用于激光雷达测距探测,该威廉希尔官方网站 要求如下:
                          1.信号上升沿5ns以下,带宽100MHz以上
                     2.高增益、低噪声、高动态范围
        目前我的方案是APD+tiA(跨阻放大器)+VGA(可变增益放大器)。
        从APD探测到最终信号输出幅度在700mv以内,我的问题是:
                      1.由于输出幅度在700mv以内,VGA是否需要采用两级级联放大,还是一级就可以了,TIA和VGA如何选型,是否有参考威廉希尔官方网站 和推荐器件?
                      2.激光雷达需要在室外工作,需要对背景光有较好的抑制作用,而背景光除了采用光学滤光片大部分被滤掉后,还会有很少的光通过APD转变成高斯白噪声,如果是强背景光条件,这种噪声会很大,影响探测。我目前想采用的方法一是根据高斯白噪声的RMS大小反馈控制VGA,当背景光大时,降低增益,反之提高增益,但该方案会影响弱信号探测;二是采用滤波威廉希尔官方网站 将该噪声滤除,根据高斯白噪声的大小反馈动态调整放大器输入端的滤波威廉希尔官方网站 参数,但不知会不会将信号也滤掉,或者影响信号上升沿。如果可以使用滤波器,采用何种滤波器,是否有参考威廉希尔官方网站 和推荐器件,参数如何计算?
                      3.如果通过高斯白噪声的RMS大小反馈控制VGA,该威廉希尔官方网站 如何实现,是否有参考威廉希尔官方网站 和推荐器件?
                     4.由于采用脉冲激光测距对精度要求很高,如果采用比较器设置阈值测信号前沿,由于信号的幅度抖动会带来测量时间的较大误差,目前想采用恒定比值法测量,即比较器的鉴别阈值会随着信号幅值的变化而变化,鉴别阈值与信号幅值的比值保持不变。目前我查的资料该威廉希尔官方网站 是用两个比较器和一个D触发器实现,是否有这种威廉希尔官方网站 的参考威廉希尔官方网站 和推荐器件?或者如果上述高斯白噪声可以通过滤波器滤掉,是否可以采取自动增益控制使信号输出赋值保持不变,保证激光测距的测量精度?是否有这种威廉希尔官方网站 的参考威廉希尔官方网站 和推荐器件?
                     5.APD的偏置电压会随温度变化,是否有合适的温度补偿威廉希尔官方网站 和推荐器件,威廉希尔官方网站 只要能随温度变化输出电平即可?
                      谢谢。

回帖(1)

bigbangboom

2024-8-27 17:34:29
您好!关于您提到的APD(雪崩光电二极管)前端放大器设计问题,我会尽量提供一些建议和解决方案。

1. 信号上升沿5ns以下,带宽100MHz以上:为了满足这个要求,您需要选择一个具有足够带宽的放大器。跨阻放大器(TIA)是一个不错的选择,因为它具有高输入阻抗和低输出阻抗,可以提供较高的带宽。同时,您可以考虑使用宽带宽的运算放大器(如OPAxxx系列)来实现跨阻放大器。

2. 高增益、低噪声、高动态范围:为了实现这些性能指标,您可以采取以下措施:

   a. 选择合适的APD:选择具有高增益、低暗电流和低噪声等特性的APD。

   b. 优化TIA设计:使用高质量的电阻和电容元件,以降低噪声和提高增益。同时,可以考虑使用负反馈来提高稳定性和降低噪声。

   c. 选择合适的VGA(可变增益放大器):选择具有高动态范围、低噪声和可调节增益的VGA,以便在不同信号强度下获得最佳性能。

3. 从APD探测到最终信号输出幅度在700mV以内:为了实现这个要求,您可以在VGA中设置合适的增益范围,以便在不同信号强度下获得所需的输出幅度。

4. 其他建议:

   a. 使用合适的电源管理:确保电源稳定性和纹波低,以降低噪声。

   b. 考虑信号完整性:在设计威廉希尔官方网站 时,注意信号路径的布局,以减少信号干扰和信号损失。

   c. 使用适当的滤波器:在信号链中添加适当的滤波器,以消除不必要的噪声和干扰。

希望这些建议对您的APD前端放大器设计有所帮助。如果您有其他问题或需要进一步的讨论,请随时提问。祝您设计顺利!
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