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应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计

刘汝卿 蒋衍 姜成昊 李锋 朱精果

刘汝卿, 蒋衍, 姜成昊, 李锋, 朱精果. 应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1636-1642. doi: 10.11999/JEIT190427
引用本文: 刘汝卿, 蒋衍, 姜成昊, 李锋, 朱精果. 应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(7): 1636-1642. doi: 10.11999/JEIT190427
Ruqing LIU, Yan JIANG, Chenghao JIANG, Feng LI, Jingguo ZHU. Amplifying Circuit Interface Model for LiDAR Signal Processing Systems[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(7): 1636-1642. doi: 10.11999/JEIT190427
Citation: Ruqing LIU, Yan JIANG, Chenghao JIANG, Feng LI, Jingguo ZHU. Amplifying Circuit Interface Model for LiDAR Signal Processing Systems[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2020, 42(7): 1636-1642. doi: 10.11999/JEIT190427

应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计

doi: 10.11999/JEIT190427
详细信息
    作者简介:

    刘汝卿:女,1987年生,工程师,研究方向为激光雷达信号处理,FPGA

    蒋衍:男,1985年生,工程师,研究方向为激光雷达信号处理

    姜成昊:男,1987年生,工程师,研究方向为激光雷达

    李锋:男,1976年生,副研究员,研究方向为光电探测

    朱精果:男,1977年生,研究员,研究方向为激光雷达、智能感知与光电对抗

    通讯作者:

    朱精果 zhujingguo@ime.ac.cn

  • 中图分类号: TN958.98; TN43

Amplifying Circuit Interface Model for LiDAR Signal Processing Systems

  • 摘要:

    应用于激光雷达(LiDAR)测量系统的单芯片全集成信号处理电路系统的设计与实现,对于有效提高激光雷达整机测量精度、数据率,缩短测量时间,减小测量设备体积和功耗具有重要的意义。考虑到目前对于信号处理电路系统的研究中较少考虑芯片在实际使用环境中的接口问题,基于光电探测器、裸芯片、封装、传输线及测试板等诸多接口影响因素,运用协同仿真分析的方法,在电路系统的实际工作频段内,建立了一种精确的、能反映激光雷达信号处理电路系统放大电路芯片真实应用环境的接口一体化仿真模型,并通过S参数仿真对其进行验证。同时基于CMOS工艺,将设计得到的放大电路系统进行流片,在芯片输入端承载不同光电探测器寄生负载的情况下,对芯片性能进行测试,仿真结果与测试结果吻合较好,验证了该接口模型建立的可行性。

  • 图  1  激光雷达测量接收系统框图

    图  2  放大电路芯片仿真模型框图

    图  3  传统光电探测器等效电路模型

    图  4  改进光电探测器等效电路模型

    图  5  传输线集总模型

    图  6  传输线等效电路仿真模型

    图  11  芯片测试PCB实物照片

    图  7  传输线整体等效电路仿真模型

    图  8  片封装管脚图

    图  9  键合线等效电路模型

    图  10  键合线等效电路仿真模型

    图  12  无负载情况下模型S参数仿真结果和芯片实测结果对比图

    图  13  负载电容5 pF情况下模型S参数仿真结果和芯片实测结果对比图

    图  14  负载电容10 pF情况下模型S参数仿真结果和芯片实测结果对比图

    图  15  模型仿真结果和芯片实测结果S11参数 Smith对比图

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-11
  • 修回日期:  2020-01-03
  • 网络出版日期:  2020-01-11
  • 刊出日期:  2020-07-23

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