输出脉宽可调节的探测电路、接收单元、激光雷达制造技术

本发明专利技术公开了一种输出脉宽可调节的探测电路，包括：单光子雪崩二极管，可根据入射的光子产生光电流；比较器，第一输入端输入可调阈值信号，第二输入端与单光子雪崩二极管耦接，以输入表征光电流的电信号；比较器配置成根据电信号与可调阈值信号的比较结果而输出波形。本发明专利技术提供一种单元探测电路，具备以下特点：当有多个光子在短时间内被单光子雪崩二极管接收时，电路输出信号的脉宽会展宽，从而通过信号脉宽能够获知光子数多少的信息，拓展了单光子雪崩二极管器件的动态范围；另外可以调节单光子信号的脉宽，在测距应用中，可以将单光子信号脉宽配置到与测距发光脉冲宽度接近的程度，便于处理电路设置合理的“积分时间窗”，获得更优的信噪比。获得更优的信噪比。获得更优的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
输出脉宽可调节的探测电路、接收单元、激光雷达


[0001]本专利技术大致涉及光电
，尤其涉及一种输出脉宽可调节的探测电路、包括该探测电路的接收单元、激光雷达以及回波探测的方法。

技术介绍

[0002]目前，在激光雷达测距应用中的SPAD(单光子雪崩二极管)单元可分为两类，主动淬灭和被动淬灭。被动淬灭的SPAD单元如图1A所示。当光子到达时，图1A中被偏置在盖革模式下的二极管1触发雪崩，产生图1B中的雪崩电流101，雪崩电流101在淬灭电阻R上产生电压(图1B中波形102)，而后雪崩被淬灭，节点2被淬灭电阻R放电回地电位，二极管1重新回到盖革偏置区域。节点2的波形经过缓冲器后变成有一定驱动能力的数字脉冲，输出给后级处理电路(图1中右侧的波形103)。缓冲器通常由多级反相器构成，翻转阈值固定。主动淬灭的SPAD单元如图2所示。当光子到达时(图2B中的波形201)，被偏置在盖革模式下的二极管21触发雪崩，此时连接二极管阳极和GND的NMOS管截止(因为NMOS的栅极电压3为0V),NMOS处于高阻的状态，雪崩电流在NMOS管漏极产生电压，而后雪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输出脉宽可调节的探测电路，包括：单光子雪崩二极管，所述单光子雪崩二极管配置成可根据入射的光子产生光电流；和比较器，所述比较器的第一输入端输入可调阈值信号，所述比较器的第二输入端与所述单光子雪崩二极管耦接，以输入表征所述光电流的电信号；所述比较器配置成根据所述电信号与所述可调阈值信号的比较结果而输出波形。2.如权利要求1所述的探测电路，其中所述单光子雪崩二极管的阴极耦接到高电压，所述单光子雪崩二极管的阳极通过淬灭电阻接地，所述阳极并且耦接到所述比较器的第二输入端，其中所述电信号为所述单光子雪崩二极管输出的模拟电压。3.如权利要求1所述的探测电路，其中所述单光子雪崩二极管的阴极通过淬灭电阻耦接到高电压，所述单光子雪崩二极管的阳极接地，所述阴极并且通过电容耦接到所述比较器的第二输入端，其中所述电信号为所述单光子雪崩二极管的阴极的电压的变化量。4.如权利要求1-3中任一项所述的探测电路，还包括阈值控制单元，所述阈值控制单元配置成可输出所述可调阈值信号，所述阈值控制单元与所述比较器的第一输入端耦接以向所述第一输入端提供所述可调阈值信号。5.如权利要求1-3中任一项所述的探测电路，其中所述可调阈值信号随着所述入射光强度的增大而增大。6.一种可用于激光雷达的接收单元，包括：探测电路，所述探测电路包括：单光子雪崩二极管，所述单光子雪崩二极管配置成可根据入射的光子产生光电流；和比较器，所述比较器的第一输入端输入可调阈值信号，所述比较器的第二输入端与所述单光子雪崩二极管耦接，以输入表征所述光电流的电信号；所述比较器配置成根据所述电信号与所述可调阈值信号的比较结果而输出波形；和处理单元，所述处理单元耦接到所述探测电路的比较器的输出端，并配置成可根据所述比较器输出的波形计算目标物的距离和/或入射光强度。7.如权利要求6所述的接收单元，其中所述单光子雪崩二极管的阴极耦接到高电压，所述单光子雪崩二极管的阳极通过淬灭电阻接地，所述阳极并且耦接到所述比较器的第二输入端，其中所述电信号为所述淬灭电阻上的电压。8.如权利要求6所述的接收单元，其中所述单光子雪崩二极管的阴极通过淬灭电阻耦接到高电压，所述单光子雪崩二极管的阳极接地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雪洲，王陈銮，朱文毅，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：