數字激光告警系統探測接收前端設計

2 接收前端電路實現
根據上述仿真結果，選用中電集團第44所生產的GD3561光電探測器為激光探測二極管，最小可檢測能量1μw，最小響應時間2．5 ns。第一級采用形式跨導放大方式，器件與放大中間級均使用BB司的寬帶、低噪聲運放芯片OPA656，增益帶寬積達到500 MHz，8 ns的電壓建立時間，輸入噪聲18 nV／Hz；整形電路采用AD8611，具有4 ns極短的延遲時間，系統具體電路見圖8。

測試采用10 000 w的激光光源，波長為1．3μm，通過光學衰減器，衰減100 dB可以達到系統需要的最小功率1μw，輸出端用高速示波器TDS460來捕捉輸出的脈沖信號，結果見圖9～圖12。

圖9表示在1 μw的激光能量作用下，光電管兩端的瞬時電壓脈沖，可以看出，在最小功率作用下，產生的電壓、電流脈沖時間短，峰值小；圖10表示脈沖經過系統放大后的具有數字脈沖波形，滿足數字電路來處理要求。圖11為1 mW的作用結果，圖12為1 w的能量作用結果。可見通過系統的放大后得到數字電路能辨識的矩形脈沖信號，信號到來的強弱與輸出脈沖成正比。系統的動態范圍達到100 dB。

3 結 語
測試結果表明，該探測接收前端具有最低可探測1μw的來襲激光信號，動態范圍達到100 dB，產生的脈沖波形滿足數字電路處理水平。能為后續的數字電路如FPGA電路提供準確的探測信號。系統采用寬帶跨導運算放大電路方式放大微弱的窄脈沖信號，采用在ADs軟件中仿真方式處理了窄脈沖對電容敏感的關鍵問題，為提供微弱窄脈沖電流信號放大提供很好的方案。放大系統具有500 MHz的帶寬，可以放大的窄脈沖寬度可窄于ns級以下，同時價格低廉，性價比高。實際測試中，誤報率低，探測速度快，探測接收前端產生的噪聲低。系統設計結構簡單，易于維護，不僅可用于激光來襲探測，也可用于激光安防系統等。