一种电荷放大器制造技术

本申请涉及信号处理技术领域，具体而言，涉及一种电荷放大器，一定程度上可以解决现有的放大电路较难处理单光子探测器输出的微弱脉冲信号的问题。所述电荷放大器包括：第一放大模块，用于接收单光子探测器产生的脉冲信号，并产生第一放大信号输送至第二放大模块，第一放大信号为脉冲信号放大后获得的；第二放大模块，接收第一放大模块传输的第一放大信号，输出第二放大信号，第二放大信号为第一放大信号放大后获得的；其中，第一放大模块包括第一运算放大器和第二运算放大器，第二运算放大器的输入端与第一运算放大器的输出端电连接；第二放大模块实施为带buffer电路的第三运算放大器，第三运算放大器的输入端与第二运算放大器的输出端电连接。放大器的输出端电连接。放大器的输出端电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷放大器


[0001]本申请涉及信号处理
，具体而言，涉及一种电荷放大器。

技术介绍

[0002]超导纳米线单光子探测器（SNSPD，super nanowire single photon detector）作为一种探测器有高灵敏度的特性，具有量子化的极限探测性质。光子照射材料后传递的能量可以在超导纳米线上实现库珀对的拆分，从而在超导纳米线的局部发生超导
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非超导的变化。当一个光子被超导纳米线吸收后，超导材料的带隙能量远小于这个光子的能量，则这个光子可在材料中拆分出数百个库珀对，则此时纳米线上形成了一个非超导的热点区域，此时的局域电流密度超过可承载的临界电流密度，纳米线成为有阻区。通过这个过程，光子将会在纳米线上产生大小约1uA的电流。而对这个电流脉冲的甄别就得以实现对单光子的探测行为。由于光子产生的电流脉冲十分微弱，为了实现对光子进行探测，需要在探测器的后端连接放大电路以将光电信号转化为可视量。
[0003]在一些使用放大电路放大探测器接收光子产生的脉冲信号的过程中，放大电路采用以积分器为原型的电荷放大器来完成，电荷放大器通过电容进行负反馈，从而将电荷信号转变为电压信号。
[0004]然而，由于单光子探测器产生的信号往往十分微弱，且谐波频率较大，甚至可以检测出相隔ns级别的光子，脉冲信号的宽度也仅是ns级别，现有的放大电路较难处理单光子探测器输出的微弱脉冲信号。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的放大电路较难处理单光子探测器输出的微弱脉冲信号的问题，本申请提供了一种电荷放大器。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例的第一方面提供一种电荷放大器，所述电荷放大器包括：第一放大模块，用于接收单光子探测器产生的脉冲信号，并产生第一放大信号输送至第二放大模块，所述第一放大信号为脉冲信号放大后获得的；第二放大模块，接收第一放大模块传输的第一放大信号，输出第二放大信号，所述第二放大信号为第一放大信号放大后获得的；其中，所述第一放大模块包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述第二运算放大器的输入端与所述第一运算放大器的输出端电连接；所述第二放大模块实施为带buffer电路的第三运算放大器，所述第三运算放大器的输入端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0007]在一些实施例中，所述第一放大模块还包括：至少一个第一电容，其一端与所述第一运算放大器的输入端电连接，其另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0008]在一些实施例中，所述第一电容实施为两个，两个所述第一电容的一端均与所述第一运算放大器的输入端电连接，两个所述第一电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0009]在一些实施例中，所述第一放大模块还包括：至少一个高阻抗电阻，其一端与所述第一运算放大器的输入端电连接，其另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0010]在一些实施例中，所述第一放大模块还包括：至少一个高阻抗电阻，其一端与所述第一运算放大器的输入端电连接，其另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0011]在一些实施例中，所述高阻抗电阻实施为两个，两个所述第一电容的一端均与所述第一运算放大器的输入端电连接，两个所述高阻抗电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0012]在一些实施例中，所述第二放大模块还包括：至少一个第二电容，其一端与所述第三运算放大器的输入端电连接，其另一端与所述第三运算放大器的输出端电连接。
[0013]在一些实施例中，所述第二电容实施为两个，两个所述第二电容的一端均与所述第一运算放大器的输入端电连接，两个所述第二电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。
[0014]在一些实施例中，所述第一运算放大器实施有用于与单光子探测器的输出端电连接的第一输入端，以及用于接地的第二输入端；其中，第一输入端实施为反向输入端，第二输入端实施为同向输入端。
[0015]在一些实施例中，所述电荷放大器还包括：第三电容，其一端与所述第一运算放大器的第二输入端电连接，另一端用于接地。
[0016]本申请的有益效果，通过将第一放大模块和第二放大模块串联，从而对单光子探测器接收光子后发出的脉冲信号进行放大，脉冲信号依次经过第一运算放大器、第二运算放大器输出为经过放大的第一放大信号，第一放大信号通过第三运算放大器进行进一步的放大，从而得到能够方便后续电路进行处理的具有高可视性特点的第二放大信号；通过在第三运算放大器连接buffer电路，第三运算放大器的buffer电路可以使得不降低共源级电压增益时驱动低阻抗负载，从而使得电路增益接近于1，可实现提高整体电荷放大器的带负载能力的效果。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请一实施例的电荷放大器的结构示意图；图2为本申请一实施例的电荷放大器对脉冲信号的放大效果图；图3为本申请另一实施例的电荷放大器的用于展示第一运算放大器的电路图；
图4为本申请另一实施例的电荷放大器中第一放大模块输出的第一放大信号的运放增益图；图5为本申请另一实施例的电荷放大器的用于展示第三运算放大器的电路图；图6为本申请另一实施例的电荷放大器中第二放大模块输出的第二放大信号的运放增益图；图7为本申请另一实施例的电荷放大器的用于展示第一放大模块与单光子探测器的输出端连接位置的示意图。
具体实施方式
[0019]为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0020]需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
[0021]本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。
[0022]术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
[0023]如图1和图2所示。图1为本申请一实施例的电荷放大器的结构示意图；图2为本申请一实施例的电荷放大器对脉冲信号的放大效果图。
[0024]在一些实施例中，本申请所提供的电荷放大器包括第一放大模块和第二放大模块；第一放大模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电荷放大器，其特征在于，所述电荷放大器包括：第一放大模块，用于接收单光子探测器产生的脉冲信号，并产生第一放大信号输送至第二放大模块，所述第一放大信号为脉冲信号放大后获得的；第二放大模块，接收第一放大模块传输的第一放大信号，输出第二放大信号，所述第二放大信号为第一放大信号放大后获得的；其中，所述第一放大模块包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述第二运算放大器的输入端与所述第一运算放大器的输出端电连接；所述第二放大模块实施为带buffer电路的第三运算放大器，所述第三运算放大器的输入端与所述第二运算放大器的输出端电连接。2.如权利要求1所述电荷放大器，其特征在于，所述第一放大模块还包括：至少一个第一电容，其一端与所述第一运算放大器的输入端电连接，其另一端与所述第二运算放大器的输出端电连接。3.如权利要求2所述电荷放大器，其特征在于，所述第一电容实施为两个，两个所述第一电容的一端均与所述第一运算放大器的输入端电连接，两个所述第一电容的另一端均与所述第二运算放大器的输出端电连接。4.如权利要求2所述电荷放大器，其特征在于，所述第一放大模块还包括：至少一个高阻抗电阻，其一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雯，颜峻，刘莉鹏，
申请(专利权)人：苏州珂晶达电子有限公司，
类型：发明
国别省市：