專利名稱：一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的激光探測(cè)系統(tǒng)多采用單脈沖或者低重頻(幾十Hz量級(jí))的激光器作為發(fā)射光源，其激光接收電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，且技術(shù)比較成熟。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，高頻率、線性調(diào)頻的激光器被使用在激光探測(cè)領(lǐng)域中，相應(yīng)的激光接收電路也需要更新處理高寬帶的激光信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，作為調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距系統(tǒng)的接收裝置。該裝置可以接收帶寬不大于^OMHz激光信號(hào)，并且增益可調(diào)，解決了驅(qū)動(dòng)激光二極管線性調(diào)制帶寬高的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，包括APD光電轉(zhuǎn)化電路、前置放大電路和主放大電路；其中，APD光電轉(zhuǎn)化電路包括APD探測(cè)器、電源模塊U、電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電容Cv ；其連接關(guān)系為電源模塊U與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端、APD探測(cè)器的一端、電容Cv的一端相連，電阻R2的另一端和電容Cv的另一端都接地； APD探測(cè)器的另一端與負(fù)載電阻R3的一端、Rs的一端相連，負(fù)載電阻R3的另一端接地；上述電源模塊向APD探測(cè)器提供反向偏置高壓；電阻Rl和電阻R2為分壓電阻，電容Cv為電源濾波電容，激光信號(hào)通過(guò)APD探測(cè)器后在負(fù)載電阻R3的兩端形成電壓信號(hào)。其中，前置放大電路包括增益可調(diào)的寬帶放大器芯片AD8099、反饋網(wǎng)絡(luò)元件&、 Rg、Rs、Cf、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)元件Re、Ce、Cl、電源VCC、VEE、電容C2、C3、C4、C5 ；其連接關(guān)系為=Rs 的另一端與AD8099的管腳3相連輸入信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)AD8099放大后從AD8099的管腳6輸出，AD8099的管腳2與Rg的一端、Rf的一端、Cf的一端相連，Rg的另一端接地的另一端、Cf的另一端與AD8099的管腳1相連；AD8099的管腳8與DISABLE相連；AD8099的管腳 7與電源VCC、C2的一端、C3的一端相連；AD8099的管腳4與電源VEE、C4的一端、C5的一端相連；AD8099的管腳5與Rc的一端、Cl的一端相連；Rc的另一端、Cl另的一端與Cc的一端相連；Cc的另一端與電源VEE、C2的另一端、C3的另一端相連。其中，主放大電路包括射頻增益模塊ADL5530，隔值電容C6、C7，濾波電容C8、電感 Ll和電源VCC ；其連接關(guān)系為從AD8099的管腳6輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)隔值電容C6濾波后將信號(hào)通過(guò)ADL5530的管腳2輸入，信號(hào)經(jīng)過(guò)ADL5530放大后從ADL5530的管腳7輸出；ADL5530 的管腳8接地；ADL5530的管腳7與C7的一端、Ll的一端相連；C7的另一端為輸出端輸出信號(hào)；Ll的另一端與電源VCC、C8的一端相連，C8的另一端接地。本發(fā)明主要以接收調(diào)頻連續(xù)波激光引信信號(hào)為應(yīng)用背景，也可用于低重頻的脈沖激光信號(hào)的接收。調(diào)頻連續(xù)波激光引信是將激光高亮度、單色性、方向性好等優(yōu)點(diǎn)與調(diào)頻測(cè)距的相關(guān)原理結(jié)合起來(lái)，利用線性調(diào)頻的信號(hào)去調(diào)制激光器發(fā)射激光的強(qiáng)度。當(dāng)接收到回波激光信號(hào)時(shí)，被強(qiáng)度調(diào)制的回波啁啾信號(hào)與本振信號(hào)之間存在一個(gè)由回波延時(shí)決定的固定頻差，通過(guò)檢測(cè)頻差，就可以得到回波延時(shí)，進(jìn)而得到目標(biāo)距離信息。通過(guò)選配多種型號(hào) APD探測(cè)器，可以接收相應(yīng)波長(zhǎng)的激光信號(hào)。本發(fā)明以高帶寬激光接收電路為主要內(nèi)容，應(yīng)用于調(diào)頻連續(xù)波激光測(cè)距系統(tǒng)中。 利用采用APD探測(cè)器進(jìn)行光電信號(hào)的高增益轉(zhuǎn)換，利用高速放大芯片實(shí)現(xiàn)前置放大電路， 中頻放大芯片實(shí)現(xiàn)主放大電路，可以接收帶寬為不大于550MHz激光信號(hào)。本發(fā)明利用APD 探測(cè)器接收經(jīng)過(guò)高頻調(diào)制的空間激光信號(hào)，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)前置放大電路和主放大電路來(lái)輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的信號(hào)。有益效果本發(fā)明的電路可以選配多種型號(hào)APD探測(cè)器，用以探測(cè)所需要的波長(zhǎng)信號(hào)，可以作為普通的脈沖激光探測(cè)電路，也可作為調(diào)頻連續(xù)波激光測(cè)距系統(tǒng)的激光探測(cè)電路，具有良好的應(yīng)用前景。此外，本發(fā)明在軍事上有著重要的應(yīng)用價(jià)值，將其與調(diào)頻連續(xù)波激光器配合使用，其突出優(yōu)點(diǎn)是高帶寬、高增益，在提高測(cè)距精度、距離分辨率的同時(shí)，增加了抗干擾性能。


圖1為本發(fā)明的一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，如圖1所示，包括APD光電轉(zhuǎn)化電路、前置放大電路和主放大電路；其原理是利用APD光電轉(zhuǎn)化電路接收經(jīng)過(guò)高頻調(diào)制的空間激光信號(hào)，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后輸出幅度合適并已濾除噪聲的信號(hào)；其中，APD光電轉(zhuǎn)化電路包括APD探測(cè)器、電源模塊U、電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電容Cv;其連接關(guān)系為電源模塊U與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端、APD探測(cè)器的一端、電容Cv的一端相連，電阻R2的另一端和電容Cv的另一端都接地； APD探測(cè)器的另一端與負(fù)載電阻R3的一端、Rs的一端相連，負(fù)載電阻R3的另一端接地；上述電源模塊為DW-P401-2C32，用于向APD探測(cè)器提供200V反向偏置電壓，APD 探測(cè)器的型號(hào)為AD500-8T052S3 ；電阻Rl和電阻R2為分壓電阻，電容Cv為旁路電容，激光信號(hào)通過(guò)APD探測(cè)器后在負(fù)載電阻R3的兩端形成電壓信號(hào)；上述Rl = IM Ω，R2 = IOM Ω，R3 = 50 Ω，Cv = 0. 1 μ F ；其中，前置放大電路包括AD8099、反饋網(wǎng)絡(luò)元件&、I g、Rs、CF、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)元件&、(^、 Cl、電源VCC、VEE、電容C2、C3、C4、C5 ；其連接關(guān)系為=Rs的另一端與AD8099的管腳3相連輸入信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)AD8099放大后從AD8099的管腳6輸出，AD8099的管腳2與Rg的一端、 Rf的一端、Cf的一端相連，Rg的另一端與接地的另一端、Cf的另一端相連與AD8099的管腳1相連；AD8099的管腳8與DISABLE相連；AD8099的管腳7與電源VCC、C2的一端、C3的一端相連；AD8099的管腳4與電源VEE、C4的一端、C5的一端相連；AD8099的管腳5與 Rc的一端、Cl的一端相連；Re的另一端、Cl另的一端與C。的一端相連；C。的另一端與電源 VEE、C2的另一端、C3的另一端相連。上述= 250 Ω，Rg = 250 Ω，Rs = 250 Ω，Cf = 1. 5pF, Rc = 50 Ω , Cc = 4pF, Cl = 1. 5pF ；電源 VCC = +5V, VEE = -5V, C2 = 10 μ F, C5 = 10 μ F, C3 = 0. 1 μ F, C4 = 0. 1 μ F ；前置放大電路的增益G = +2dB，在電路焊接時(shí)可選擇不同的反饋網(wǎng)絡(luò)元件值和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)元件值，可調(diào)節(jié)增益為2-20dB。在前置放大電路中，通過(guò)設(shè)置反饋網(wǎng)絡(luò)和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的元件值來(lái)設(shè)置增益大小，如表1所示。表1增益可調(diào)電路元器件取值表
權(quán)利要求
1. 一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，其特征在于包括APD光電轉(zhuǎn)化電路、前置放大電路和主放大電路；其中，APD光電轉(zhuǎn)化電路包括APD探測(cè)器、電源模塊U、電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電容 Cv ；其連接關(guān)系為電源模塊U與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端、 APD探測(cè)器的一端、電容Cv的一端相連，電阻R2的另一端和電容Cv的另一端都接地；APD 探測(cè)器的另一端與負(fù)載電阻R3的一端、Rs的一端相連，負(fù)載電阻R3的另一端接地；上述電源模塊向APD探測(cè)器提供反向偏置高壓；電阻Rl和電阻R2為分壓電阻，電容Cv 為電源濾波電容，激光信號(hào)通過(guò)APD探測(cè)器后在負(fù)載電阻R3的兩端形成電壓信號(hào)；其中，前置放大電路包括增益可調(diào)的寬帶放大器芯片AD8099、反饋網(wǎng)絡(luò)元件&、Rg、Rs、 Cf、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)元件Rc、Cc、Cl、電源VCC、VEE、電容C2、C3、C4、C5 ；其連接關(guān)系為Rs的另一端與AD8099的管腳3相連輸入信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)AD8099放大后從AD8099的管腳6輸出，AD8099 的管腳2與Rg的一端、&的一端、CF的一端相連，Rg的另一端接地的另一端、Cf的另一端與AD8099的管腳1相連；AD8099的管腳8與DISABLE相連；AD8099的管腳7與電源VCC、 C2的一端、C3的一端相連；AD8099的管腳4與電源VEE、C4的一端、C5的一端相連；AD8099 的管腳5與Rc的一端、Cl的一端相連；Rc的另一端、Cl另的一端與Cc的一端相連；Cc的另一端與電源VEE、C2的另一端、C3的另一端相連；其中，主放大電路包括射頻增益模塊ADL5530，隔值電容C6、C7，濾波電容C8、電感Ll和電源VCC ；其連接關(guān)系為從AD8099的管腳6輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)隔值電容C6濾波后將信號(hào)通過(guò)ADL5530的管腳2輸入，信號(hào)經(jīng)過(guò)ADL5530放大后從ADL5530的管腳7輸出；ADL5530的管腳8接地；ADL5530的管腳7與C7的一端、Ll的一端相連；C7的另一端為輸出端輸出信號(hào)；Ll的另一端與電源VCC、C8的一端相連，C8的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增益可調(diào)的高帶寬激光接收電路，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。包括APD光電轉(zhuǎn)化電路、前置放大電路和主放大電路；APD光電轉(zhuǎn)化電路包括APD探測(cè)器、電源模塊U、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電容Cv；前置放大電路包括增益可調(diào)的寬帶放大器芯片AD8099、反饋網(wǎng)絡(luò)元件Rf、Rg、Rs、CF、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)元件Rc、Cc、C1、電源VCC、VEE、電容C2、C3、C4、C5；主放大電路包括射頻增益模塊ADL5530，隔值電容C6、C7，濾波電容C8、電感L1和電源VCC；本發(fā)明的電路與調(diào)頻連續(xù)波激光器配合使用，其突出優(yōu)點(diǎn)是高帶寬、高增益，在提高測(cè)距精度、距離分辨率的同時(shí)，增加了抗干擾性能。
文檔編號(hào)G01S17/08GK102323576SQ201110142230
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者汪堃, 陳慧敏 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)