數(shù)字激光告警系統(tǒng)探測(cè)接收前端設(shè)計(jì)

2 接收前端電路實(shí)現(xiàn)
根據(jù)上述仿真結(jié)果，選用中電集團(tuán)第44所生產(chǎn)的GD3561光電探測(cè)器為激光探測(cè)二極管，最小可檢測(cè)能量1μw，最小響應(yīng)時(shí)間2．5 ns。第一級(jí)采用形式跨導(dǎo)放大方式，器件與放大中間級(jí)均使用BB司的寬帶、低噪聲運(yùn)放芯片OPA656，增益帶寬積達(dá)到500 MHz，8 ns的電壓建立時(shí)間，輸入噪聲18 nV／Hz；整形電路采用AD8611，具有4 ns極短的延遲時(shí)間，系統(tǒng)具體電路見圖8。

測(cè)試采用10 000 w的激光光源，波長為1．3μm，通過光學(xué)衰減器，衰減100 dB可以達(dá)到系統(tǒng)需要的最小功率1μw，輸出端用高速示波器TDS460來捕捉輸出的脈沖信號(hào)，結(jié)果見圖9～圖12。

圖9表示在1 μw的激光能量作用下，光電管兩端的瞬時(shí)電壓脈沖，可以看出，在最小功率作用下，產(chǎn)生的電壓、電流脈沖時(shí)間短，峰值??；圖10表示脈沖經(jīng)過系統(tǒng)放大后的具有數(shù)字脈沖波形，滿足數(shù)字電路來處理要求。圖11為1 mW的作用結(jié)果，圖12為1 w的能量作用結(jié)果?？梢娡ㄟ^系統(tǒng)的放大后得到數(shù)字電路能辨識(shí)的矩形脈沖信號(hào)，信號(hào)到來的強(qiáng)弱與輸出脈沖成正比。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到100 dB。

3 結(jié) 語
測(cè)試結(jié)果表明，該探測(cè)接收前端具有最低可探測(cè)1μw的來襲激光信號(hào)，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到100 dB，產(chǎn)生的脈沖波形滿足數(shù)字電路處理水平。能為后續(xù)的數(shù)字電路如FPGA電路提供準(zhǔn)確的探測(cè)信號(hào)。系統(tǒng)采用寬帶跨導(dǎo)運(yùn)算放大電路方式放大微弱的窄脈沖信號(hào)，采用在ADs軟件中仿真方式處理了窄脈沖對(duì)電容敏感的關(guān)鍵問題，為提供微弱窄脈沖電流信號(hào)放大提供很好的方案。放大系統(tǒng)具有500 MHz的帶寬，可以放大的窄脈沖寬度可窄于ns級(jí)以下，同時(shí)價(jià)格低廉，性價(jià)比高。實(shí)際測(cè)試中，誤報(bào)率低，探測(cè)速度快，探測(cè)接收前端產(chǎn)生的噪聲低。系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，不僅可用于激光來襲探測(cè)，也可用于激光安防系統(tǒng)等。