CN112117743B - Apd保护电路和激光扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种APD保护电路和激光扫描仪，涉及光通信的技术领域，包括：依次连接的脉冲产生电路，脉冲展宽电路和电流泄放电路，在APD接收到入射光的情况下，脉冲产生电路产生响应脉冲信号，并通过脉冲展宽电路将响应脉冲信号进行脉冲的展宽，保证了APD保护电路对极窄脉冲有效响应，接下来，利用电流泄放电路直接对APD旁路储能电容进行能量泄放，保证了在强反射条件下不会对APD流入过大的能量，从而达到保护APD的效果，缓解了现有技术中的APD保护电路可靠性低，不能有效地保护APD的技术问题。

Description

APD保护电路和激光扫描仪

技术领域

本发明涉及光通信的技术领域，尤其是涉及一种APD保护电路和激光扫描仪。

背景技术

激光在强反射目标条件下的反射能量可以是正常目标反射条件下的数万倍，所以感光器件在强反射条件下极易损坏，APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)是激光通信中常用的感光器件，图1提供了一种现有的APD保护电路的功能模块图，如图1所示，通过在供电电路中增加限流电阻，同时将该电阻两端的取样电压反馈至高压电源控制端，当电流超过一定阈值时，通过闭环控制恒定输出电流，以达到保护APD的目的。但是，由于APD响应的光脉冲为10ns左右，系统带宽达到100MHz以上，使用阻性限流方案只能对一段时间内的平均电流进行限制，无法对单脉冲电流做出响应，不能及时对APD进行有效保护。

综上所述，现有技术中的APD保护电路可靠性低，不能有效地保护APD。

发明内容

本发明的目的在于提供一种APD保护电路和激光扫描仪，以缓解了现有技术中的APD保护电路可靠性低，不能有效地保护APD的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种APD保护电路，包括：依次连接的脉冲产生电路，脉冲展宽电路和电流泄放电路；所述脉冲产生电路的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于在所述APD接收到入射光的情况下输出响应脉冲信号；所述脉冲展宽电路，用于将所述响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号；所述电流泄放电路，用于在接收到所述展宽脉冲信号的情况下，将所述APD的旁路储能电容上储存的能量进行泄放。

在可选的实施方式中，脉冲产生电路包括：依次连接的跨阻放大器和电压比较电路；所述跨阻放大器的输入端与所述APD的光电流输出端相连接，用于将所述APD的响应电流信号转换为响应电压信号，并将所述响应电压信号输出至所述电压比较电路；所述电压比较电路，用于接收所述跨阻放大器的输出端发送的响应电压信号，并基于所述响应电压信号输出响应脉冲信号至所述脉冲展宽电路。

在可选的实施方式中，所述脉冲展宽电路包括：依次连接的一级展宽电路和二级展宽电路；所述一级展宽电路与所述脉冲产生电路相连接，用于将所述脉冲产生电路输出的响应脉冲信号进行展宽，得到一级脉冲信号，并将所述一级脉冲信号输出至所述二级展宽电路；所述二级展宽电路，用于将所述一级脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号，并将所述展宽脉冲信号输出至所述电流泄放电路。

在可选的实施方式中，所述电压比较电路包括：电压比较芯片，第一电阻，第二电阻和第一电容；所述电压比较芯片的第一端分别与所述电压比较芯片的第二端、所述第一电阻的第一端和电源相连接；所述电压比较芯片的第三端分别与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一电容的第一端相连接；所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第二端与接地端相连接；所述电压比较芯片的第四端与所述跨阻放大器的输出端相连接；所述电压比较芯片的第五端与接地端相连接；所述电压比较芯片的第六端与所述脉冲展宽电路相连接；所述电压比较电路，用于根据所述电压比较芯片的第三端和所述电压比较芯片的第四端的电位差，通过所述电压比较芯片的第六端输出响应脉冲信号。

在可选的实施方式中，所述一级展宽电路包括：第一开关管，第二电容和第三电阻；所述第一开关管的栅极与所述脉冲产生电路的输出端相连接；所述第一开关管的漏极与所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第一端相连接；所述第一开关管的源极和所述第二电容的第二端与接地端相连接；所述第三电阻的第二端与电源相连接；所述第一开关管的漏极，用于输出所述一级脉冲信号至所述二级展宽电路。

在可选的实施方式中，所述二级展宽电路包括：第二开关管，第三电容，第四电容和第四电阻；所述第二开关管的栅极与所述第三电阻的第一端相连接；所述第二开关管的源极分别与所述第三电阻的第二端、所述第三电容的第一端和电源相连接；所述第二开关管的漏极分别与所述第四电容的第一端和所述第四电阻的第一端相连接；所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端和所述第四电阻的第二端与接地端相连接；所述第二开关管的漏极，用于输出所述展宽脉冲信号至所述电流泄放电路。

在可选的实施方式中，所述电流泄放电路包括：第三开关管，第五电阻，第六电阻和第五电容；所述第三开关管的栅极与所述脉冲展宽电路相连接；所述第三开关管的漏极分别与所述第五电阻的第一端，所述第六电阻的第一端和所述第五电容的第一端相连接；所述第三开关管的源极分别与所述第五电阻的第二端和接地端相连接；所述第六电阻的第二端和所述第五电容的第二端与所述APD的旁路储能电容相连接；所述APD的旁路储能电容通过所述第五电容和所述第三开关管进行能量泄放。

在可选的实施方式中，所述APD保护电路还包括：快速恢复电路，所述快速恢复电路包括：第六电容和第七电阻；所述第六电容的第一端分别与所述第七电阻的第一端和高压电源控制端相连接；所述第六电容的第二端与接地端相连接；所述第七电阻的第二端与所述APD的旁路储能电容相连接。

在可选的实施方式中，所述APD保护电路还包括：交流耦合电路，所述交流耦合电路包括：第七电容和第八电阻；所述第七电容的第一端分别与所述第八电阻的第一端和所述APD的光电流输出端相连接；所述第八电阻的第二端与接地端相连接；所述第七电容的第二端与所述脉冲产生电路相连接。

第二方面，本发明实施例提供一种激光扫描仪，所述激光扫描仪设置有上述前述实施方式中任一项所述的APD保护电路。

本发明提供的APD保护电路，包括：依次连接的脉冲产生电路，脉冲展宽电路和电流泄放电路；脉冲产生电路的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于在APD接收到入射光的情况下输出响应脉冲信号；脉冲展宽电路，用于将响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号；电流泄放电路，用于在接收到展宽脉冲信号的情况下，将APD的旁路储能电容上储存的能量进行泄放。

现有技术中的APD保护电路，通过在供电电路中增加限流电阻，并闭环控制恒定输出电流，以达到保护APD的目的，但上述阻性限流的方案无法对单脉冲电流作出响应，不能有效的保护APD。与现有技术相比，本发明提供了一种APD保护电路，包括依次连接的脉冲产生电路，脉冲展宽电路和电流泄放电路，在APD接收到入射光的情况下，脉冲产生电路产生响应脉冲信号，并通过脉冲展宽电路将响应脉冲信号进行脉冲的展宽，保证了APD保护电路对极窄脉冲有效响应，接下来，利用电流泄放电路直接对APD旁路储能电容进行能量泄放，保证了在强反射条件下不会对APD流入过大的能量，从而达到保护APD的效果，缓解了现有技术中的APD保护电路可靠性低，不能有效地保护APD的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有的APD保护电路的功能模块图；

图2为本发明实施例提供的一种APD保护电路的功能模块图；

图3为本发明实施例提供的一种APD保护电路的电路连接图；

图4为本发明实施例提供的一种可选的APD保护电路的电路连接图。

图标：100-脉冲产生电路；200-脉冲展宽电路；300-电流泄放电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

三维激光扫描仪的测距功能的基本原理如下：设备向待测目标发射一束激光；激光经目标表面反射；设备光学系统接收返回光；设备感光器件将光信号转换为电信号；电信号经处理器运算解算得到距离。由于激光在强反射目标条件下的反射能量可以是正常目标反射条件下的数万倍，所以感光器件在强反射条件下极易损坏。APD是激光通信中常用的感光器件，现有技术中的APD保护电路，多数采用阻性限流方案，但其只能对一段时间内的平均电流进行限制，无法对单脉冲电流做出响应，不能及时对APD进行有效保护；进一步的，APD的响应灵敏度与其工作电压呈现正的指数关系，工作电压越高，响应电流越大，且响应电流由APD旁路储能电容提供，阻性限流方案对工作电压的影响较小(减少10％左右)，对旁路储能电容的影响较小，无法对高频脉冲实现实时的限流作用。有鉴于此，本发明实施例提供了一种APD保护电路，用以缓解上文中所提出的技术问题。

实施例一

图2为本发明实施例提供的一种APD保护电路的功能模块图，如图2所示，该APD保护电路包括：依次连接的脉冲产生电路100，脉冲展宽电路200和电流泄放电路300。

脉冲产生电路100的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于在APD接收到入射光的情况下输出响应脉冲信号。

脉冲展宽电路200，用于将响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号。

电流泄放电路300，用于在接收到展宽脉冲信号的情况下，将APD的旁路储能电容C0上储存的能量进行泄放。

具体的，一般情况下，在APD接收到入射光的情况下，APD响应的光脉冲为10ns左右，系统带宽达到100MHz以上，也就是说，光脉冲极窄，为了能够对APD及时保护，对极窄脉冲进行有效处理，本发明实施例提供的APD保护电路中设置依次连接的脉冲产生电路100，脉冲展宽电路200和电流泄放电路300，APD的光电流输出端与脉冲产生电路100的输入端相连接，在APD接收到入射光的情况下，脉冲产生电路100能够快速输出响应脉冲信号，为了对极窄脉冲进行有效处理，脉冲产生电路100的后端接入脉冲展宽电路200，用于对响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号，例如，假设响应脉冲信号为5ns，则经过脉冲展宽电路200后，得到的展宽脉冲信号可能为响应脉冲信号的N倍(N>1)，N的取值与脉冲展宽电路200的电气参数相关，本发明实施例不对N的取值进行限定，用户可以根据实际需求选择参数适当的脉冲展宽电路200。

在得到展宽脉冲信号后，将展宽脉冲信号输入电流泄放电路300，电流泄放电路300与APD的旁路储能电容C0相连接，电流泄放电路300在接收到展宽脉冲信号的情况下，直接对APD的旁路储能电容C0上储存的能量进行泄放，以实现限流作用，从而保证了在强反射条件下不会对APD流入过大的能量，进而达到保护APD的效果。

本发明提供的APD保护电路，包括：依次连接的脉冲产生电路100，脉冲展宽电路200和电流泄放电路300；脉冲产生电路100的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于在APD接收到入射光的情况下输出响应脉冲信号；脉冲展宽电路200，用于将响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号；电流泄放电路300，用于在接收到展宽脉冲信号的情况下，将APD的旁路储能电容C0上储存的能量进行泄放。

现有技术中的APD保护电路，通过在供电电路中增加限流电阻，并闭环控制恒定输出电流，以达到保护APD的目的，但上述阻性限流的方案无法对单脉冲电流作出响应，不能有效的保护APD。与现有技术相比，本发明提供了一种APD保护电路，包括依次连接的脉冲产生电路100，脉冲展宽电路200和电流泄放电路300，在APD接收到入射光的情况下，脉冲产生电路100产生响应脉冲信号，并通过脉冲展宽电路200将响应脉冲信号进行脉冲的展宽，保证了APD保护电路对极窄脉冲有效响应，接下来，利用电流泄放电路300直接对APD旁路储能电容C0进行能量泄放，保证了在强反射条件下不会对APD流入过大的能量，从而达到保护APD的效果，缓解了现有技术中的APD保护电路可靠性低，不能有效地保护APD的技术问题。

上文中对本发明实施例提供的APD保护电路的组成结构进行了简要的描述，下面对其中的各部分电路进行具体介绍。

在一个可选的实施方式中，脉冲产生电路100包括：依次连接的跨阻放大器TIA(Trans-Impedance Amplifier)和电压比较电路；

跨阻放大器TIA的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于将APD的响应电流信号转换为响应电压信号，并将响应电压信号输出至电压比较电路。

电压比较电路，用于接收跨阻放大器TIA的输出端发送的响应电压信号，并基于响应电压信号输出响应脉冲信号至脉冲展宽电路200。

具体的，鉴于APD在接收到入射光的情况下，其响应信号为电流信号，因此，脉冲产生电路100的中设置跨阻放大器TIA，利用跨阻放大器TIA将APD的响应电流信号转换为响应电压信号，然后再将响应电压信号输出至后端的电压比较电路，电压比较电路根据响应电压信号输出相应的响应脉冲信号。

在一个可选的实施方式中，如图3所示，电压比较电路包括：电压比较芯片U1，第一电阻R1，第二电阻R2和第一电容C1。

电压比较芯片U1的第一端分别与电压比较芯片U1的第二端、第一电阻R1的第一端和电源VCC相连接；电压比较芯片U1的第三端分别与第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第一端和第一电容C1的第一端相连接；第二电阻R2的第二端和第一电容C1的第二端与接地端相连接；电压比较芯片U1的第四端与跨阻放大器TIA的输出端相连接；电压比较芯片U1的第五端与接地端相连接；电压比较芯片U1的第六端与脉冲展宽电路200相连接；电压比较电路，用于根据电压比较芯片U1的第三端和电压比较芯片U1的第四端的电位差，通过电压比较芯片U1的第六端输出响应脉冲信号。

通过上文中所描述的电压比较电路的电路连接关系可知，第一电容C1起到滤波的作用，电压比较芯片U1第三端的电压为第一电阻R1和第二电阻R2对电源VCC进行分压得到的，可视为参考电压；电压比较芯片U1第四端接入响应电压信号，电压比较芯片U1的第六端输出的信号为电压比较芯片U1的第三端与第四端进行电位比较而生成的响应脉冲信号，当第四端的电压高于第三端的电压时，第六端输出正向响应脉冲信号。

在一个可选的实施方式中，脉冲展宽电路200包括：依次连接的一级展宽电路和二级展宽电路。

一级展宽电路与脉冲产生电路100相连接，用于将脉冲产生电路100输出的响应脉冲信号进行展宽，得到一级脉冲信号，并将一级脉冲信号输出至二级展宽电路。

二级展宽电路，用于将一级脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号，并将展宽脉冲信号输出至电流泄放电路300。

为了实现对极窄脉冲的有效处理，本发明实施例采用两级展宽电路将脉冲展宽，可选的，分别采用低压极高速小电流MOSFET(一级展宽电路)和高速小电流MOSFET(二级展宽电路)逐级展宽，保证对极窄脉冲有效响应。本发明实施例不对脉冲展宽电路200进行具体的限制，只要能够对窄脉冲进行适当展宽即可。

如图3所示，一级展宽电路包括：第一开关管Q1，第二电容C2和第三电阻R3；二级展宽电路包括：第二开关管Q2，第三电容C3，第四电容C4和第四电阻R4。

第一开关管Q1的栅极与脉冲产生电路100的输出端相连接；第一开关管Q1的漏极与第二电容C2的第一端和第三电阻R3的第一端相连接；第一开关管Q1的源极和第二电容C2的第二端与接地端相连接；第三电阻R3的第二端与电源VCC相连接；第一开关管Q1的漏极，用于输出一级脉冲信号至二级展宽电路。

第二开关管Q2的栅极与第三电阻R3的第一端相连接；第二开关管Q2的源极分别与第三电阻R3的第二端、第三电容C3的第一端和电源VCC相连接；第二开关管Q2的漏极分别与第四电容C4的第一端和第四电阻R4的第一端相连接；第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端和第四电阻R4的第二端与接地端相连接；第二开关管Q2的漏极，用于输出展宽脉冲信号至电流泄放电路300。

可选的，本发明实施例中，第一开关管Q1选择NMOS管，第二开关管Q2选择PMOS管，通过上文中所描述的一级展宽电路和二级展宽电路的电路连接关系可知，第三电容C3起到去耦作用，当一级展宽电路中的第一开关管Q1接收到响应脉冲信号时，一旦第一开关管Q1的栅源电压满足导通条件，则第一开关管Q1导通，第二电容C2将进行快速放电，第二电容C2放电电压可估算如下：ΔU＝IDM*Δt/C，其中，IDM为开关管脉冲响应电流，默认为1A；Δt为脉冲作用时间，通常该时间小于第一开关管Q1的脉冲输入时间，这里近似取脉冲输入时间5ns，C为第二电容C2的容值，默认为500pF；电源VCC默认为5V，则ΔU＝IDM*Δt/C＝10V，10V>5V，所以可以保证在5ns内将第二电容C2的电量放完，使其电位接近0V。

当第二电容C2的电位在放电过程中低于第二开关管Q2的导通电位时，第二开关管Q2开始导通，导通时间由第三电阻R3(0.2k)和第二电容C2(500pF)构成的充电电路时间常数T决定，由于充电曲线服从指数特性，先快后慢，以及第二开关管Q2的导通阈值等因素，第二开关管Q2的实际导通时间约为T的1/4，T＝RC＝100ns，第二开关管Q2的导通时间近似为T*1/4＝25ns，相较于第一开关管Q1的5ns导通时间展宽了5倍。第二开关管Q2导通过程中，第一开关管Q1漏极，也即第二电容C2的第一端低于第二开关管Q2的导通电位，相当于在第一开关管Q1的漏极得到了一个反向展宽脉冲。

进一步的，当第二开关管Q2导通时，第四电容C4通过第二开关管Q2充电，也即，第二开关管Q2的漏极，第四电容C4的第一端上的电压逐渐增大，当第二开关管Q2断开时，第四电容C4再通过第四电阻R4进行放电，因此，第二开关管Q2的漏极，相对于第一开关管Q1的漏极又得到了一个反向展宽脉冲，其该反向展宽脉冲的脉冲宽度与第四电容C4的充电参数以及第四电容C4通过第四电阻R4进行放电的放电参数相关。最终，将第二开关管Q2的漏极输出的信号作为展宽脉冲信号并输出至电流泄放电路300。

在一个可选的实施方式中，如图3所示，电流泄放电路300包括：第三开关管Q3，第五电阻R5，第六电阻R6和第五电容C5。

第三开关管Q3的栅极与脉冲展宽电路200相连接；第三开关管Q3的漏极分别与第五电阻R5的第一端，第六电阻R6的第一端和第五电容C5的第一端相连接；第三开关管Q3的源极分别与第五电阻R5的第二端和接地端相连接；第六电阻R6的第二端和第五电容C5的第二端与APD的旁路储能电容C0相连接；APD的旁路储能电容C0通过第五电容C5和第三开关管Q3进行能量泄放。

可选的，本发明实施例中，第三开关管Q3选择NMOS管，通过电流泄放电路300中的电路连接关系可知，当第三开关管Q3的栅源电压达到导通电压时，第三开关管Q3导通，APD的旁路储能电容C0通过对第五电容C5进行充电实现能量的泄放，本发明实施例仅示例性的利用对一个电容进行充电实现能量泄放，为了将旁路储能电容C0的能量泄放的更多更快，可以选择设置多个电容与第五电容C5并联，本发明实施例不对其并联电容的数量进行限定，参考图4，可以选择3个并联的电容对旁路储能电容C0进行能量泄放，可实现在100ns内将旁路储能电容C0的电压下降至原1/4。

第三开关管Q3在使用时用于控制APD偏压(旁路储能电容C0上的电压)，一般地，APD偏压可到100V左右，第三开关管Q3的耐压越高，其封装越大，寄生容性越大，响应频率越低，为了降低作用在第三开关管Q3上的电压，使用第五电阻R5和第六电阻R6来对旁路储能电容C0上的电压进行分压，例如，若旁路储能电容C0上的电压值为100V，第五电阻R5和第六电阻R6的阻值均为300k，则作用在第三开关管Q3上的电压值最大为50V，根据该值可以选择耐压值为50V的开关管，无需选择耐压值为100V的开关管，通过对电容充电实现能量泄放，相当于采用交流耦合方式，即解决了开关管的耐压问题，也通过选择低耐压开关管解决了响应速度问题。

在一个可选的实施方式中，如图4所示，APD保护电路还包括：快速恢复电路，快速恢复电路包括：第六电容C6和第七电阻R7。

第六电容C6的第一端分别与第七电阻R7的第一端和高压电源控制端HV相连接；第六电容C6的第二端与接地端相连接；第七电阻R7的第二端与APD的旁路储能电容C0相连接。

当APD脱离高反射场景时，如果仅通过高压电源控制端HV对旁路储能电容C0进行充电，鉴于高压电源控制端HV能够提供的电流有限，所以旁路储能电容C0的电压恢复时间会持续较长时间，电路不能快速恢复正常工作。本发明实施例提供的APD保护电路还增加了快速恢复电路，通过设置第六电容C6，可以在APD脱离高反射场景时，快速恢复旁路储能电容C0的电压，使电路快速恢复正常工作。

在一个可选的实施方式中，如图4所示，APD保护电路还包括：交流耦合电路，交流耦合电路包括：第七电容C7和第八电阻R8。

第七电容C7的第一端分别与第八电阻R8的第一端和APD的光电流输出端相连接；第八电阻R8的第二端与接地端相连接；第七电容C7的第二端与脉冲产生电路100相连接。

具体的，本发明实施例提供的APD保护电路中还设有交流耦合电路，根据交流耦合电路的电路连接关系可知，第八电阻R8用于提供直流偏置，第七电容C7用于交流耦合，设置交流耦合电路，能够滤除直流噪声，增强APD保护电路的信噪比。

综上所述，本发明实施例提供的APD保护电路，通过采用两级展宽电路将响应脉冲信号进行展宽，保证了对极窄脉冲有效响应；电流泄放电路300使用交流耦合方式直接对旁路储能电容C0进行能量泄放，保证了在强反射条件下不会对APD流入过大的能量，且支持采用比APD偏压更低的开关管实现该泄放功能，解决了电路响应速度问题；进一步的，该APD保护电路还增设了快速恢复电路，使得APD在脱离强反条件后能快速恢复正常工作。

实施例二

本发明实施例还提供了一种激光扫描仪，该激光扫描仪设置有上述实施例一所提供的APD保护电路。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种APD保护电路，其特征在于，包括：依次连接的脉冲产生电路，脉冲展宽电路和电流泄放电路；

所述脉冲产生电路的输入端与APD的光电流输出端相连接，用于在所述APD接收到入射光的情况下输出响应脉冲信号；

所述脉冲展宽电路，用于将所述响应脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号；

所述电流泄放电路，用于在接收到所述展宽脉冲信号的情况下，将所述APD的旁路储能电容上储存的能量进行泄放；

其中，脉冲产生电路包括：依次连接的跨阻放大器和电压比较电路；

所述跨阻放大器的输入端与所述APD的光电流输出端相连接，用于将所述APD的响应电流信号转换为响应电压信号，并将所述响应电压信号输出至所述电压比较电路；

所述电压比较电路，用于接收所述跨阻放大器的输出端发送的响应电压信号，并基于所述响应电压信号输出响应脉冲信号至所述脉冲展宽电路；

其中，所述脉冲展宽电路包括：依次连接的一级展宽电路和二级展宽电路；

所述一级展宽电路与所述脉冲产生电路相连接，用于将所述脉冲产生电路输出的响应脉冲信号进行展宽，得到一级脉冲信号，并将所述一级脉冲信号输出至所述二级展宽电路；

所述二级展宽电路，用于将所述一级脉冲信号进行展宽，得到展宽脉冲信号，并将所述展宽脉冲信号输出至所述电流泄放电路。

2.根据权利要求1所述的APD保护电路，其特征在于，所述电压比较电路包括：电压比较芯片，第一电阻，第二电阻和第一电容；

所述电压比较芯片的第一端分别与所述电压比较芯片的第二端、所述第一电阻的第一端和电源相连接；

所述电压比较芯片的第三端分别与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一电容的第一端相连接；所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第二端与接地端相连接；

所述电压比较芯片的第四端与所述跨阻放大器的输出端相连接；所述电压比较芯片的第五端与接地端相连接；所述电压比较芯片的第六端与所述脉冲展宽电路相连接；

所述电压比较电路，用于根据所述电压比较芯片的第三端和所述电压比较芯片的第四端的电位差，通过所述电压比较芯片的第六端输出响应脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的APD保护电路，其特征在于，所述一级展宽电路包括：第一开关管，第二电容和第三电阻；

所述第一开关管的栅极与所述脉冲产生电路的输出端相连接；所述第一开关管的漏极与所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第一端相连接；所述第一开关管的源极和所述第二电容的第二端与接地端相连接；所述第三电阻的第二端与电源相连接；

所述第一开关管的漏极，用于输出所述一级脉冲信号至所述二级展宽电路。

4.根据权利要求3所述的APD保护电路，其特征在于，所述二级展宽电路包括：第二开关管，第三电容，第四电容和第四电阻；

所述第二开关管的栅极与所述第三电阻的第一端相连接；所述第二开关管的源极分别与所述第三电阻的第二端、所述第三电容的第一端和电源相连接；所述第二开关管的漏极分别与所述第四电容的第一端和所述第四电阻的第一端相连接；所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端和所述第四电阻的第二端与接地端相连接；

所述第二开关管的漏极，用于输出所述展宽脉冲信号至所述电流泄放电路。

5.根据权利要求1所述的APD保护电路，其特征在于，所述电流泄放电路包括：第三开关管，第五电阻，第六电阻和第五电容；

所述第三开关管的栅极与所述脉冲展宽电路相连接；所述第三开关管的漏极分别与所述第五电阻的第一端，所述第六电阻的第一端和所述第五电容的第一端相连接；所述第三开关管的源极分别与所述第五电阻的第二端和接地端相连接；所述第六电阻的第二端和所述第五电容的第二端与所述APD的旁路储能电容相连接；

所述APD的旁路储能电容通过所述第五电容和所述第三开关管进行能量泄放。

6.根据权利要求1所述的APD保护电路，其特征在于，所述APD保护电路还包括：快速恢复电路，所述快速恢复电路包括：第六电容和第七电阻；

所述第六电容的第一端分别与所述第七电阻的第一端和高压电源控制端相连接；所述第六电容的第二端与接地端相连接；所述第七电阻的第二端与所述APD的旁路储能电容相连接。

7.根据权利要求1所述的APD保护电路，其特征在于，所述APD保护电路还包括：交流耦合电路，所述交流耦合电路包括：第七电容和第八电阻；

所述第七电容的第一端分别与所述第八电阻的第一端和所述APD的光电流输出端相连接；所述第八电阻的第二端与接地端相连接；所述第七电容的第二端与所述脉冲产生电路相连接。

8.一种激光扫描仪，其特征在于，所述激光扫描仪设置有上述权利要求1至7中任一项所述的APD保护电路。

Images