[發明專利]多通道高壓同步隔離強驅動能力高速光電探測器組件

在審

• 申請號: 202010966000.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112187254A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張興;廖欽漁;孫艷娜;曹飛;張娜
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H03K19/14
• 分類號: H03K19/14;G01J1/02;G01J1/42
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于半導體光電探測領域，特別涉及一種多通道高壓同步隔離強驅動能力高速光電探測器組件，組件包括機箱、屏蔽殼體，屏蔽殼體與機箱呈抽屜式安裝，并在屏蔽殼體上設置有抽屜把手，屏蔽殼體內安裝有高動態范圍接收模塊、高速光電隔離控制模塊、高速低壓出發驅動模塊以及高速高壓觸發驅動模塊；在機箱內安裝有轉接板以及高功率AC?DC轉換器，且在機箱殼體上設置有光輸入接口、電輸入接口、低壓輸出接口以及高壓輸出接口；本發明即可以用激光脈沖觸發，也可以用電脈沖(TTL信號)觸發，另外本發明具有隔離功能、能提供同步觸發信號，并且本發明能輸出5V～200V高壓，上升時間小于等于13ns，輸出脈沖寬度可調。

技術領域

本發明屬于半導體光電探測領域，特別涉及一種多通道高壓同步隔離強驅動能力高速光電探測器組件。

背景技術

光電探測器組件主要由光電探測器芯片和前置放大電路組成，工作原理為：探測器芯片將光信號轉換為電流信號，經前置放大電路轉換為電壓信號并放大輸出，滿足后續電路的處理，可廣泛應用于軍用及民用光電轉換裝置等領域。目前研制的光電轉換模塊，在50Ω負載條件下最大輸出幅度為5V；對于高功率激光器驅動或者高壓隔離驅動等強輻射環境應用，該類光電轉換模塊無法滿足應用要求。

發明內容

針對高功率激光器驅動或者高壓隔離驅動等強輻射環境應用技術瓶頸，本發明提出一種多通道高壓同步隔離強驅動能力高速光電探測器組件，所述組件包括機箱、多個屏蔽殼體，每個屏蔽殼體設置有滑軌，利用該滑軌令屏蔽殼體與機箱呈抽屜式安裝，并在屏蔽殼體上設置有抽屜把手，每個屏蔽殼體內安裝有高動態范圍接收模塊、高速光電隔離控制模塊、高速低壓出發驅動模塊以及高速高壓觸發驅動模塊；在機箱內安裝有轉接板以及高功率AC-DC轉換器，且在機箱殼體上設置有光輸入接口、電輸入接口、低壓輸出接口以及高壓輸出接口。

進一步的，高動態范圍接收模塊用于接收光輸入接口輸入的信號，并將該信號轉換并放大得到電壓信號；高速光電隔離控制模塊用于隔離接口電輸入接口輸入的信號以及電壓信號；當輸入為電脈沖時，直接經過高速光電隔離控制模塊分別觸發高速低壓觸發驅動模塊和高速高壓觸發驅動模塊輸出，高速低壓觸發驅動模塊用于產生高速TTL信號；高速高壓觸發驅動模塊用于產生高速高壓信號。

進一步的，高動態范圍接收模塊包括高動態范圍探測器(PD)、光電轉換電阻R1以及比較器A1，如圖2所示，接收光輸入接口輸入的信號后利用觀點轉換電阻將該接受的信號轉換為電信號，并通過高動態范圍探測器進行捕捉信號，將捕捉的信號輸入到比較器的正管腳，并利用比較器放大其正管腳與負管腳之間的電壓差。

進一步的，高速光電隔離控制模塊包括光耦、三極管Q1和場效應管Q2，高壓觸發信號輸入三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極與光耦輸入端連接，光耦的輸出端與場效應管Q2的柵極連接，場效應管Q2的源極作為高速光電隔離控制模塊的輸出。

進一步的，高速高壓觸發驅動模塊包括場效應管Q4和三極管Q3，高速光電隔離控制模塊的輸出與場效應管Q4的漏極連接；高壓觸發信號輸入三極管Q3的基極，三極管Q3的發射極與場效應管Q4的柵極連接，場效應管Q4的源極輸出高速高壓觸發驅動信號。

進一步的，高速低壓觸發驅動模塊包括與非門、單穩態觸發器，接收模塊的輸出端以及電脈沖壓作為與非門的輸入，當與非的結果為1時，輸入單穩觸發器A3，單穩觸發器A3輸出高速低壓同步觸發信號；當與非的結果為0時，輸入單穩觸發器A4，單穩觸發器A4輸出高速高壓同步觸發信號。

進一步的，殼體上還設置有指示燈，指示燈包括當有高壓脈沖或低壓脈沖輸出時，對應的高壓指示燈或低壓指示燈會亮起。

進一步的，轉接板用于將各個驅動模塊的信號通過BNC輸出；高功率AC-DC變換器用于將外部供電的電源進行降壓穩流之后為探測器內部的器件供電。

進一步的，高壓信號輸出接口串聯有一個電衰減器。