[发明专利]用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路

说明书

本发明公开了一种用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路，包括四象限探测器，四象限探测器的四象限进行光电转换后输出的电流信号分别送入第一级放大电路，第一级放大电路将电流信号转换为电压信号并进行信号放大，第一级放大电路的输出信号送入第二级放大电路进行放大。本发明将第一级放大电路的反馈电阻阻值设定具体的范围，有效提高了响应带宽，使得近距离探测二级放大电路输出饱和时，能够利用一级放大电路输出电压进行后续处理，从而保证探测精度，提高探测动态范围；将第二级放大电路的放大倍数取为不小于500,整个四象限探测器信号放大电路的总放大倍数为从而提高增益，增加雷达可探测距离，提高探测精度。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，特别是涉及一种用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路。

背景技术

四象限探测器(QD)以其高频谱响应范围、高定位精度、解算速度快等优点，广泛应用于激光准直、激光对中、激光导向、激光制导、激光告警、激光侦察、激光自动跟踪等领域中。四象限探测器是将四个性能几乎完全一样的光电管按四象限分布的形式集成而成，利用四个象限输出的光信号大小按一定算法计算定位光斑。四象限探测器用于激光雷达等激光探测应用中，激光回波信号往往很弱，激光重复频率高，激光脉宽窄，激光雷达往往要求大的探测动态范围，因此四象限探测器信号放大电路要求高增益、高响应带宽、高动态范围。然而，在现有技术中，采用一级放大结构无法满足要求，一般采用多级放大和增益控制方法，但技术较为复杂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种结构简单的、高增益、高响应带宽、高动态范围的用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路，包括四象限探测器，四象限探测器的的四象限进行光电转换后输出的电流信号分别送入第一级放大电路，第一级放大电路将电流信号转换为电压信号并进行信号放大，第一级放大电路的输出信号送入第二级放大电路进行放大。

进一步，所述第一级放大电路包括运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3和运算放大器A4，四象限探测器的第一象限输出电流信号输入运算放大器A1的反相输入端，运算放大器A1的同相输入端通过电阻R1接地，运算放大器A1的输出端与反相输入端之间接有电阻R2，运算放大器A1的输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接第二级放大电路；四象限探测器的第二象限输出电流信号输入运算放大器A2的反相输入端，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R6接地，运算放大器A2的输出端与反相输入端之间接有电阻R7，运算放大器A2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接第二级放大电路；四象限探测器的第三象限输出电流信号输入运算放大器A3的反相输入端，运算放大器A3的同相输入端通过电阻R11接地，运算放大器A3的输出端与反相输入端之间接有电阻R12，运算放大器A3的输出端连接电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接第二级放大电路；四象限探测器的第四象限输出电流信号输入运算放大器A4的反相输入端，运算放大器A4的同相输入端通过电阻R16接地，运算放大器A4的输出端与反相输入端之间接有电阻R17，运算放大器A4的输出端连接电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接第二级放大电路。

进一步，所述第二级放大电路包括运算放大器A5和运算放大器A6，电阻R3的另一端连接运算放大器A5的第一反相输入端，电阻R8的另一端连接运算放大器A5的第二反相输入端，运算放大器A5的第一同相输入端通过电阻R5接地，运算放大器A5的第二同相输入端通过电阻R10接地，运算放大器A5的第一输出端与电阻R3的另一端之间接有电阻R4，运算放大器A5的第二输出端与电阻R8的另一端之间接有电阻R9；电阻R13的另一端连接运算放大器A6的第一反相输入端，电阻R18的另一端连接运算放大器A6的第二反相输入端，运算放大器A6的第一同相输入端通过电阻R15接地，运算放大器A6的第二同相输入端通过电阻R20接地，运算放大器A6的第一输出端与电阻R13的另一端之间接有电阻R14，运算放大器A6的第二输出端与电阻R18的另一端之间接有电阻R19。