[实用新型]一种集成化纳秒脉冲程控增益调节模块

说明书

本实用新型提供一种集成化纳秒脉冲程控增益调节模块，通过阻抗匹配、放大电路进行放大输出，其通过ARM处理将阻抗匹配、放大电路、线性电源构成数字电路部分的最小系统，来控制增益输出电压，对信号放大倍数进行调节；或者通过数字编码器进行手动调节；或者通过程控接口进行控制实现增益调节；调节出的增益值在液晶显示界面显示。本实用新型采用集成度比较高的处理器实现控制和处理功能，将所有功能集成到一个电路板上，实现所有功能，且将放大增益设计为可调节，实现集成化、模块化、小型的纳秒脉冲信号增益调节。

技术领域：

本实用新型涉及一种集成化纳秒脉冲程控增益调节模块，尤其涉及一种对纳秒脉冲高速信号进行程控增益的高度集成化、小型化、模块化的设计。

背景技术：

微光成像技术，通过光电转换、高性能放大、传输和处理，使人眼视觉或图像传感器件在空间、时域和频域得到有效扩展，转换成人眼或图像传感器可识别的高质量清晰图像，从而弥补了人眼或图像传感器在微光环境中灵敏度低、分辨率低和颜色辨识能力差等诸多问题，为人类认识世界提供了强大的技术支撑。像增强器是微光成像领域的核心器件，其主要的工作过程是将微光信号经光电转换、电子倍增及电光转换而实现信号增益的器件。微光成像的核心是实现微光信号的增益和放大，特别是对纳秒脉冲激光信号的增益需要实现对纳秒级高速信号进行精确的增益放大。

随着现代电子技术的发展，电子电路对高速率、数字化、小型化的需求越来越强烈，科学测量仪器也朝着调节精度越来越精细、集成度越来越高、使用可靠方便的方向发展。如图1所示，但在实际应用过程中，传统应用方式为将放大仪器与具有增益调节的仪器或者电源，可调电源进行分离堆叠在仪器使用，使用需要连接仪器控制线、电源线、输出电缆等多根电缆及附件配合使用。针对纳秒级脉冲信号的传统程控增益设备，体积相对庞大、笨重，且不同功能模块间的交互所需软件编程的集成也比较麻烦。对测试人员要求也比较高，需要同时会操作多台设备进行测试；多台设备成本造价比较高，如果损坏影响整个系统运行，维修成本时间都比较高。

1.集成度比较低，体形相对庞大、笨重，成本非常高。

2.功能比较简单单一，难以满足纳秒级脉冲信号增益。

3.各功能分立，难以实现小型化的高度功能集成化。

为实现高精度距离选通功能，像增强器需对纳秒脉冲光信号进行放大，其所需的程控增益模块需要对光电子进行高倍增益、且满足高度的信号准确性和稳定性。

实用新型内容：

为达到上述技术目的，本实用新型提供一种集成化纳秒脉冲程控增益调节模块，通过阻抗匹配、放大电路对纳秒脉冲信号进行放大输出，其通过ARM 处理将阻抗匹配、放大电路、线性电源构成数字电路部分的最小系统，来控制增益输出电压，对信号放大倍数进行调节；或者通过数字编码器进行手动调节；或者通过程控接口进行控制实现增益调节；调节出的增益值在液晶显示界面显示。

进一步的，线性电源采用开关电源方式供电+12VDC与-12VDC的电压；输出采用LM317与LM337线性芯片来进行调节输出放大电路所需要的正负电压。

进一步的，1-10VDC可调电源：采用LM217L线性稳压芯片来提供1-10VDC 的电压值，通过电位计R12对输出的电压值进行调节，从而实现可调电源的电压调节功能。

进一步的，增益调节电路：增益调节是通过处理器ARM单片机 STM32F103VET6芯片控制芯片自带的DA输出电压值,再通过运放MAX44248ASA 进行放大调理，实现电压增益调节功能，处理器实现与上位机通讯以及与旋钮调节功能。

进一步的，纳秒脉冲放大电路：纳秒脉冲电路主要由50欧姆阻抗匹配R31 与R32完成,C17实现运放防自激功能，R24电位器实现对放大倍数的调节功能。