1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100049
在脉冲激光探测中，常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时，会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此，基于脉冲多回波峰值检测原理，设计了一种具有高集成度的新型脉冲多回波峰值检测电路芯片。该芯片以两级峰值采样保持电路结构为基础，通过采用交织采样和多路复用技术优化了电路结构，实现了对多回波信号的峰值检测。芯片采用CMOS 0.18 μm工艺设计，面积约为2.6 mm×0.48 mm，测试结果表明，所设计的芯片能够有效检测幅值范围50~500 mV、脉宽5 ns的多回波信号，峰值输出电压的最大误差为4.8%，通道间的输出电压最大相对偏差为5.7%，具有更精细的多回波探测能力，可集成应用于脉冲激光探测系统。
激光探测 峰值保持电路 多回波 峰值检测 laser detection peak-holding circuit multi-echo peak detection 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220625
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
出射激光脉冲功率的变化对大气激光雷达数据采集的准确度具有很大的影响，因此需要对脉冲激光器功率进行准确的检测。基于出射激光脉冲窄脉宽、高重复频率的特点，提出一种针对窄脉冲激光器的功率检测系统。首先，采用光电二极管构成的光电转换电路实现对激光信号的光电转换；其次，采用跨导型峰值保持电路对激光单脉冲进行峰值保持；最后，通过同步触发信号实现单片机对峰值的采集，测出脉冲激光器出射脉冲的功率。经实验测试，该系统适用于大气激光雷达使用的脉宽为10 ns、重复频率为10 kHz、波长为532 nm的激光脉冲功率检测，且测试结果与标准激光功率计相比具有良好的线性关系和精度，满足应用需求。
激光器 窄脉冲激光 峰值保持电路 跨导放大器 光电二极管 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0314005
中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林541004
为了提高光纤前端系统输出能量的稳定性, 设计了一种闭环反馈功率自动控制的光纤放大器, 将放大器分束输出的一路光脉冲信号作为反馈信号, 经光/电转换及高速峰值保持电路采样后, 采用比例-积分-微分(PID)算法实现了对放大器泵浦电流的自动精确控制。实验结果表明: 在注入光脉冲能量波动较大的情况下, 该光纤放大器输出能量2 h稳定性P-V值小于8%, 均方根(RMS)值小于1%, 输出能量稳定性得到了有效提升。
光纤放大器 闭环反馈 峰值保持 比例-积分-微分算法 稳定性 fiber amplifer closed-loop feedback peak hold proportional integral differential algorithm stability
西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
出射激光脉冲能量变化对激光雷达的测量数据有很大影响,需对其进行实时、准确测量。 针对激光雷达出射激光脉宽窄、不易实现高频电路采集的问题,设计了一个基于峰值采样保持电路的 脉冲能量监测系统。对脉宽为10 ns、重复频率分别为20、60、100 Hz的模拟脉冲进行了实时监测,结果 表明该系统能很好地检测激光出射能量,没有脉冲遗漏现象。在激光雷达观测实验中,该监测系统输出的 电压值与实测激光脉冲能量有较好的线性关系,为激光雷达数据反演提供了修正依据。
遥感 脉冲能量 峰值保持电路 激光雷达 数据修正 remote sensing pulse energy peak holding circuit lidar data correction index propagation length
1 中国工程物理研究院 a.应用电子学研究所
2 b.研究生院, 四川绵阳 621999
针对激光扫描仪接收系统对信号窄脉宽、高重频、大带宽的设计要求, 提出 2种保持时间可调的峰值保持电路的设计方法。一种利用跨导型放大电路实现峰值保持, 单稳态触发器实现保持时间控制; 一种利用 FastFET运算放大器和与门延时实现保持时间可控的峰值保持电路。通过软件仿真对 2种设计方法进行对比分析, 选择更适合激光扫描仪接收系统的跨导型峰值保持电路。经实验验证, 该电路可对 15 ns脉宽、 200 kHz重频和 50 MHz带宽的信号有效保持, 且保持时间可调。
激光扫描仪 跨导型放大电路 峰值保持 单稳态触发 保持时间控制 laser scanner transconductance amplifiercircuit peak -holding circuit mono -stablemultivibrator holding time control 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 929
光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
首先介绍了电压型和跨导型峰值保持电路的基本工作原理。利用Multisim9软件, 对影响跨导型峰值保持电路精度的因素进行仿真分析, 得出峰值保持电容的选取, 对保持精度的影响较大。然后, 给出电容容值选取的简化参考公式。最后通过实验, 证明以MAX436为设计核心的跨导型峰值保持电路, 具有较高的峰值保持精度。
跨导放大器 峰值保持 Multisim仿真 transconductance amplifier peak holding Multisim simulation
针对激光光斑跟踪器接收信号处理系统中常规A/D采样电路对脉冲电压峰值采集的技术要求，设计了一种脉冲峰值保持电路。通过对该峰值保持电路的各项指标进行理论分析，采用宽带宽跨导放大器MAX436设计该峰值保持电路，并对该电路进行了仿真分析与实验研究，得到满足参数指标设计要求的实验结果: 对于脉宽50 ns的激光脉冲信号，在输入信号幅度大于100 mV时，峰值保持电路的响应速度≤2 ns，下垂速率≤6.0 mV/μs，保持精度≤1.1%。
激光光斑跟踪器 峰值保持电路 激光脉冲 响应时间 laser spot trackers peak holding circuit laser pulse response time
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710025
针对固体发动机羽烟透过率面阵测量系统的测试要求, 设计开发了两种不同的峰值保持电路。其中激光和红外光通道采用峰值保持芯片PKD01代替由比较器和取样保持器组成的峰值保持电路, 降低了由于比较器转换状态延迟和保持电压下降所导致的误差。对于可见光通道, 由于经光电转换后的电压信号为窄脉冲小信号, 为了降低峰值保持电路中二极管对小信号的非线性误差, 先对信号进行了前置放大；为了保证低电压下降率, 采用了前置峰值保持电路与PKD01相结合；为了保证高压摆率, 选用肖特基二极管和聚酯薄膜电容组成前置峰值保持电路。测量结果表明, 经过改进的峰值保持电路可以稳定、快速、准确地保持面阵烟雾透过率测量系统中各路的电压信号。
面阵烟雾透过率 信号处理系统 峰值保持 峰值检测 plane array smoke transmittance signal processing system peak hold peak detection
1 中国科学院光电技术研究所， 成都 610209
2 中国科学院研究生院， 北京 100039
针对跟踪激光雷达对回波信号峰值幅度的需求，分别采用电压型及跨导型峰值保持电路实现窄脉冲信号峰值保持，并测试了不同跨导放大器的保持效果，最终解决了激光雷达回波信号峰值保持的快速以及幅度问题。实验结果表明：采用跨导型峰值保持电路，同时利用双倍缓冲保持方法扩大保持电压峰值范围，可以实现回波信号的峰值提取。该方法采用跨导放大器实现对窄脉冲信号峰值保持的快速性，并利用双倍缓冲器提高驱动能力以及最大可保持峰值。对上升沿约为6ns的脉冲信号，可保持峰值最高达到2.5V、响应时间小于2ns。
峰值保持 窄脉冲 保持幅度 跨导型 peak holding narrow pulse amplitude transconductance amplifier
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成，通过将光电流脉冲转换成电压脉冲，电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明：该电路可以测量脉宽＜10 ns，重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量，且工作稳定，其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中，能实现较高的空间分辨力。
激光能量测量 高重复频率脉冲激光 峰值保持电路 电荷积分器 laser energy measurement high-repetition-rate pulse laser peak value hold circuit charge integrator
