[发明专利]一种面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路

权利要求书

1.一种面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，包括N×N个像素单元、N个外部处理电路，所述N×N个像素单元中每一行N个像素单元对应连接一个外部处理电路，所述像素单元包括偏置电压和雪崩光电二极管，所述偏置电压与所述雪崩光电二极管的阳极连接，用于产生雪崩电流脉冲，其特征在于，所述偏置电压包括线性偏置电压(V_sub1)和盖格模式偏置电压(V_sub2)；

所述像素单元还包括：线性/盖格模式选择电路，与雪崩光电二极管的阴极连接，用于选择雪崩光电二极管的工作模式；

跨阻放大器电路，与所述线性/盖格模式选择电路连接，用于根据所述雪崩电流脉冲产生脉冲电压信号；

门控采样电路，与所述跨阻放大器电路连接，用于接收来自所述跨阻放大器电路的所述脉冲电压信号；

所述外部处理电路包括：

移位寄存器(SR)，与所述门控采样电路连接；

ADC电路，与所述门控采样电路连接，并作为前端电路的第一输出端OUT1。

2.根据权利要求1所述的面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，其特征在于，所述线性/盖格模式选择电路包括NMOS管M1、NMOS管M2、PMOS管M7、淬火电容C2、电压源(VDD)、外部时钟控制信号输入端SEL0、外部时钟控制信号输入端SEL1和外部时钟控制信号输入端SEL3；

所述NMOS管M1的栅极连接所述外部时钟控制信号输入端SEL0，所述NMOS管M1的漏极连接电压源(VDD)，所述NMOS管M1的源极分别连接所述PMOS管M7的漏极、所述跨阻放大器电路、所述雪崩光电二极管的阴极和所述NMOS管M2的漏极；所述NMOS管M2的漏极还分别连接所述雪崩光电二极管的阴极和所述跨阻放大器电路，所述NMOS管M2的栅极连接所述外部时钟控制信号输入端SEL1，所述NMOS管M2的源极连接所述淬火电容C2上极板，所述淬火电容C2的下极板接地；所述PMOS管M7的源极连接所述跨阻放大器电路，所述PMOS管M7的栅极连接所述外部时钟控制信号输入端SEL3。

3.根据权利要求2所述的面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，其特征在于，所述跨阻放大器电路包括反馈电阻R1、反馈电容C1和放大器I₁；

所述反馈电阻R1和所述反馈电容C1并联，所述线性/盖格模式选择电路中的所述PMOS管M7的栅极连接所述外部时钟控制信号输入端SEL1，所述PMOS管M7的源极连接所述反馈电阻R1的一端，所述反馈电阻R1的另一端连接所述门控采样电路和所述放大器I₁的输出端，所述反馈电容C1的上极板连接所述PMOS管M7的源极，所述反馈电容C1的下极板连接所述放大器I₁的输出端和所述门控采样电路，所述放大器I₁的输入端连接所述PMOS管M7的漏极和所述线性/盖格模式选择电路中的NMOS管M1、NMOS管M2的源极。

4.根据权利要求3所述的面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，其特征在于，所述放大器I₁采用三级反向器。

5.根据权利要求1所述的面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，其特征在于，所述门控采样电路包括时钟信号输入端(CT)、源极跟随器、NMOS管M3、NMOS管M6；

所述NMOS管M3的源极连接所述跨阻放大器电路，所述NMOS管M3的栅极连接所述时钟信号输入端(CT)，所述NMOS管M3的漏极连接所述源极跟随器的输入端；所述源极跟随器的输出端连接所述NMOS管M6的源极；所述NMOS管M6的栅极连接所述移位寄存器(SR)的输出端，所述NMOS管M6的漏极连接所述ADC电路的输入端。

6.根据权利要求5所述的面向激光雷达线性/盖格模式兼容门控采样前端电路，其特征在于，所述源极跟随器包括NMOS管M4、NMOS管M5、电压源(VDD)和电流源偏置电压输入端(VT)；

所述源极跟随器通过所述NMOS管M4的栅极连接所述跨阻放大器电路，所述NMOS管M4源极连接所述电压源，所述NMOS管M4的漏极连接所述NMOS管M5的漏极，并且所述NMOS管M4的漏极还与所述NMOS管M6的源极连接；所述NMOS管M5的栅极接所述电流源偏置电压输入端(VT)，所述NMOS管M5的源极接地，所述NMOS管M5的漏极连接所述NMOS管M4的漏极，所述NMOS管M5的漏极连接所述NMOS管M6的源极。