[发明专利]脉冲信号的放大电路、回波信号接收系统及激光雷达

说明书

本公开涉及脉冲信号的放大电路、回波信号接收系统及激光雷达，该放大电路包括光电转换模块、放大器模块、反馈模块以及电流补偿模块；放大器模块的正输入端接入偏置电压；光电转换模块通过电连接线连接至放大器模块的负输入端，反馈模块连接在电连接线与放大器模块的输出端之间，电流补偿模块连接至电连接线；光电转换模块将光脉冲信号转换为电流脉冲信号；放大器模块将电流脉冲信号转换为电压脉冲信号并放大；反馈模块控制电流脉冲信号向电压脉冲信号转换的增益；电流补偿模块在电流脉冲信号中的瞬时光电流超过放大器模块的饱和阈值时导通，利用输入的补偿电流进行电流补偿，以免负输入端的电压被拉低，避免脉宽展宽，进而限制脉宽，改善盲区。

技术领域

本公开涉及电子电路设计技术领域，尤其涉及一种脉冲信号的放大电路、回波信号接收系统及激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种主动式传感器，其利用特定波长的激光信号（例如测距光脉冲）对物体表面进行扫描来获取物体表面的相关特性信息。与普通微波雷达相比，激光雷达具有分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强、体积小以及质量轻等优点。

目前，激光雷达大都采用脉冲激光器作为发射端的飞行时间法（TimeOfFlight，TOF）的测距方案；对应的，接收端基于接收到的回波脉冲计时，以实现测距。其中，在采用积分式光电探测器件作为接收端的光电转换器件的激光雷达中，由于回波脉冲的光脉冲信号较强时，电信号对应的波形的下降沿后移，波形展宽，从而影响脉冲计时，导致测量盲区。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种脉冲信号的放大电路、回波信号接收系统及激光雷达。

第一方面，本公开提供了一种脉冲信号的放大电路，其特征在于，包括：光电转换模块、放大器模块、反馈模块以及电流补偿模块；

所述放大器模块包括负输入端、正输入端和输出端，所述正输入端接入偏置电压；

所述光电转换模块通过电连接线连接至所述放大器模块的负输入端；所述反馈模块的一端连接至电连接线，另一端连接至所述放大器模块的输出端；所述电流补偿模块连接至电连接线；

其中，所述光电转换模块设置为将光脉冲信号转换为电流脉冲信号；所述放大器模块设置为将电流脉冲信号转换为电压脉冲信号，并按照预设倍数放大；所述反馈模块设置为控制所述电流脉冲信号向所述电压脉冲信号转换的增益；所述电流补偿模块设置为在电流脉冲信号中的瞬时光电流超过所述放大器模块的饱和阈值时导通，利用输入的补偿电流与反馈模块的饱和电流共同构成负输入端的输入电流，以免负输入端的电压被拉低。

在一些实施例中，所述放大器模块包括跨阻放大器，所述反馈模块包括反馈电阻，所述电流补偿模块包括补偿电源、补偿二极管和补偿电容；

所述补偿二极管的正极连接至所述补偿电源，并通过所述补偿电容连接信号地；所述补偿二极管的负极连接至所述电连接线。

在一些实施例中，所述补偿二极管的导通压降满足：

其中，V_D2代表补偿二极管的导通压降，V_clamp代补偿电源的输出电压，V_bia代表正输入端的偏置电压。

在一些实施例中，所述补偿电容的容值在预设电容范围内。

在一些实施例中，所述跨阻放大器还包括电源端和接地端，所述电源端接入供电电压，所述接地端连接信号地；

其中，所述供电电压为所述偏置电压的2倍。