本发明专利技术属于光探测领域，尤其涉及一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路，包括信号产生电路、基于CTIA的光探测电路和两级反相器，并依次连接，信号产生电路包括采样信号SELECT电路和方波复位信号RESET电路，采样信号SELECT电路的输入端输入初始方波信号，初始方波信号经过第一延迟单元后送给异或门的一个输入端，异或门另一个输入端则为初始方波信号，异或门输出的脉冲信再与初始方波信号作与运算得到采样信号SELECT，方波复位信号RESET由初始方波信号经过三级延迟单元得到。本发明专利技术的有益效果：通过该新型CTIA结构，在探测微弱光时，可以实现纯数字化输出，便于后续电路进行处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光探测领域，尤其涉及一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路。
技术介绍
随着微电子技术的日趋成熟，面向集成电路与信息系统敏感信息获取方法日渐增多，一般可分为非入侵式攻击和入侵式攻击。其中，入侵式攻击通过开盖、钻孔、腐蚀等手段实现对芯片封装的破坏，利用拍照和微探针等技术，提取版图、密码等重要信息，而封装的破坏则会使芯片置于光照之下。因此，为了增强芯片或者系统的抗攻击能力，往往会设计微弱光探测器感测开盖、钻孔等信息，为芯片或系统提供预警信号。考虑到开盖、钻孔等可能发生在微弱光强之下，因此所设计的光探测器须实现在光照强度大于某一微弱光强时发出报警信号。而在微弱光照下，产生的光生电流较小，暗电流对其影响较大，因此考虑使用电容跨阻放大器(CTIA)结构实现对光照强度的检测。常见的基于CTIA的光探测电路如图1，它是由运放和反馈电容以及开关构成的一种复位积分型光探测电路，探测器利用半导体的光生福特效应，即当PN结用一定波长的光照射时，由于内建电势场在PN结内部产生光生电压，如果将PN结接入回路中，即会出现光生电流的现象。其原理简述如下:当RESET信号为高时，开关S。导通，进入复位模式，电容C。被复位，此时SELECT为低，开关S:断开，C i上保存着上一个积分时期的积分值；当RESET信号为低时，开关S。断开，SELECT信号为高，开关S。闭合，进入积分模式，C:上的电压持续上升，直到下一个复位周期开始为止，常见的基于CTIA的光探测电路的输出波形如图2。为了将该波形转换成高低电平式的信号，通常在开关31后面加两级反相器如图3，光强大小体现在PWM信号的占空比上，占空比越大说明光照强度越强。该结构在临界光强时输出为占空比50%的方波，而在临界光强之下时输出为低电平，输出波形如图4。相比基于CTIA的光探测电路，加两级反相器后的电路结构具有输出信号为数字化PWM的优点。但由于该电路的用途为探测微弱光，为了便于后续电路对报警信号的处理，理想的输出报警信号为纯数字化输出，而PWM信号则需要使用计数器等将占空比信息转换成高电平或者低电平信号，而这样做一方面增加了系统复杂性，另一方面增加了系统功耗。因此需要一种用于微弱光探测的新型带纯数字化输出的CTIA结构。
技术实现思路
为要解决的上述问题，本专利技术提供一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路。本专利技术的技术方案:一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路，其特征在于包括信号产生电路、基于CTIA的光探测电路和两级反相器，所述信号产生电路、所述基本CTIA电路和所述两级反相器依次连接。所述信号产生电路包括用于产生尖脉冲式的采样信号SELECT电路和方波复位信号RESET电路。所述采样信号SELECT电路的输入端输入初始方波信号，所述初始方波信号经过第一延迟单之后送给异或门的一个输入端，所述异或门另一个输入端则为所述初始方波信号，所述异或门输出为脉冲信号，所述脉冲信号的频率为所述初始方波信号的2倍，所述脉冲信号的脉冲宽度由所述第一延迟单元决定；所述脉冲信号再与所述初始方波信号作与运算得到采样信号SELECT，所述采样信号SELECT具有和所述初始方波信号相同频率，所述采样信号SELECT与所述初始方波信号的上升沿同时到达。所述方波复位信号RESET电路输入端输入所述初始方波信号，所述初始方波信号经过第一延迟单元、第二延迟单元和第三延迟单元产生方波复位信号RESET，所述方波复位信号RESET的上升沿与所述采样信号SELECT的下降沿的时间差第二延迟单元和第三延迟单元引起的延迟。所述第一延迟单元、所述第二延迟单元和所述第三延迟单元为相同单元或不同单元。本专利技术的有益效果:通过该新型CTIA结构，在探测微弱光时，可以实现纯数字化输出，便于后续电路进行处理。【附图说明】图1是常见基于CTIA的光探测电路的结构示意图。图2是图1的输出波形。图3是带两级反相器的CTIA结构的结构示意图。图4是图3的输出波形。图5是本专利技术电路的结构示意图。图6是本专利技术强光下的时序图。图7是本专利技术弱光下的时序图。图8是本专利技术无光下的时序图。图9是本专利技术的信号产生电路的结构示意图。图10是图9中延迟单元的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图1对本专利技术的一种【具体实施方式】做出说明。本专利技术涉及一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路，其特征在于包括信号产生电路、基于CTIA的光探测电路和两级反相器，信号产生电路、基本CTIA电路和两级反相器依次连接。信号产生电路包括用于产生尖脉冲式的采样信号SELECT电路和方波复位信号RESET电路。采样信号SELECT电路的输入端输入初始方波信号，初始方波信号经过第一延迟单之后送给异或门的一个输入端，异或门另一个输入端则为初始方波信号，异或门输出为脉冲信号，脉冲信号的频率为初始方波信号的2倍，脉冲信号的脉冲宽度由第一延迟单元决定；脉冲信号再与初始方波信号作与运算得到采样信号SELECT，采样信号SELECT具有和初始方波信号相同频率，采样信号SELECT与初始方波信号的上升沿同时到达。方波复位信号RESET电路输入端输入初始方波信号，初始方波信号经过第一延迟单元、第二延迟单元和第三延迟单元产生方波复位信号RESET，方波复位信号RESET的上升沿与采样信号SELECT的下降沿的时间差第二延迟单元和第三延迟单元引起的延迟。第一延迟单元、第二延迟单元和第三延迟单元为相同单元或不同单元。具体地，图5是本专利技术电路的结构示意图，用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路，包括信号产生电路、基于CTIA的光探测电路和两级反相器，信号产生电路用于产生一个尖脉冲式的采样信号SELECT电路和经过延迟的方波复位信号当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于微弱光探测的带纯数字化输出的电容跨阻放大器电路，其特征在于包括信号产生电路、基于CTIA的光探测电路和两级反相器，所述信号产生电路、所述基本CTIA电路和所述两级反相器依次连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅强，李雪民，辛睿山，王佳，张赟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。