[發(fā)明專利]獲取光電二極管的擊穿電壓的電路及方法

有效

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• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112702021B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 田津銘;張原嘉;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽科技有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/08;H03F3/68
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 郝文博

本發(fā)明提供一種獲取光電二極管的擊穿電壓的電路，包括：控制器，配置為輸出電壓控制信號；電壓生成單元，耦接到所述控制器以接收所述電壓控制信號，并根據(jù)所述電壓控制信號輸出供電電壓，其中所述供電電壓包括電壓序列，所述電壓序列包括依次升高的多個高電壓，所述供電電壓可耦接到所述光電二極管的其中一極；和跨阻放大電路，其輸入端可耦接到所述光電二極管的另一極，其輸出端耦接到所述控制器，并配置為輸出第一電壓信號；其中，所述控制器被配置為基于所述供電電壓和所述跨阻放大電路輸出的第一電壓信號來確定所述光電二極管的擊穿電壓。基于上述電路，可快速準確獲取光電二極管的擊穿電壓，縮短了測量時間，提高了測量效率。

技術領域

本發(fā)明涉及激光雷達領域，尤其涉及一種獲取光電二極管的擊穿電壓的電路及方法。

背景技術

雪崩光電二極管(APD，Avalanche Photo Diode)的擊穿電壓(VBR，breakdownvoltage)的值對于激光雷達的使用十分重要，由于APD是一種光電二極管，其感光原理是將高壓施加于APD，將其擊穿至雪崩狀態(tài)，這樣當光照射在APD上時，不同強度的光會使APD產生不同強度的電流，不同強度的電流包含著目標距離等重要信息，因此，若對APD的高壓數(shù)值施加不準確，會導致從APD讀出的測距信息不準確。比如施加的電壓過大或過小，都會導致測距信息不準確，假如VBR為170V，施加電壓為190V，則APD產生的噪聲信號很大，則無法區(qū)分探測信號和噪聲信號；假如VBR為170V，施加電壓為150V，APD并未達到擊穿電壓，則探測信號很弱，因此準確測量APD的VBR值是極其必要的。

圖1示出了APD的施加電壓與暗電流的關系曲線示意圖。VBR指的是APD在黑暗環(huán)境下，暗電流達到10uA直流分量時對其施加的電壓值，在包括多個APD的接收電路板貼片過程中，APD會存在劃傷、磨損等問題，導致APD的VBR值產生偏差。如果在電路中直接利用ADC采樣(未確定VBR)，由于APD在高壓下會產生極強的噪聲信號，極強的噪聲信號具有多個脈沖，從而無法獲取直流分量的暗電流，圖2示出了高壓下APD產生的噪聲信號示意圖，由此可見，若通過APD直接測量，在高壓下產生的如此波形的暗電流無法獲取其準確的VBR值。

目前激光雷達正在芯片化，并且空間越來越小,所以芯片化的激光雷達采用了APD和后級處理芯片集成的方式，若APD和后級處理芯片在同一電路板集成，沒有相應的APD測量接口，很難測量APD的VBR值，由于需要使用不斷增高的高壓準確的施加在APD兩端，并且由于目前激光雷達的線數(shù)越來越高，對應的APD也相應較多，快速檢測所有APD的VBR值是激光雷達的技術難點。

背景技術部分的內容僅僅是公開人所知曉的技術，并不當然代表本領域的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內容

有鑒于現(xiàn)有技術的至少一個缺陷，本發(fā)明設計了一種獲取光電二極管的擊穿電壓的電路及方法，其能夠解決由于對APD施加高壓無法獲取其準確的VBR值，從而導致從APD讀出的測距信息不準確的問題。

本發(fā)明提供一種獲取光電二極管的擊穿電壓的電路，包括：

控制器，配置為輸出電壓控制信號；

電壓生成單元，耦接到所述控制器以接收所述電壓控制信號，并根據(jù)所述電壓控制信號輸出供電電壓，其中所述供電電壓包括電壓序列，所述電壓序列包括依次升高的多個高電壓，所述供電電壓可耦接到所述光電二極管的其中一極；和

跨阻放大電路，其輸入端可耦接到所述光電二極管的另一極，其輸出端耦接到所述控制器，并配置為輸出第一電壓信號；

其中，所述控制器被配置為基于所述供電電壓和所述跨阻放大電路輸出的第一電壓信號來確定所述光電二極管的擊穿電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其中所述電壓生成單元包括：

第一數(shù)模轉換器，其耦接到所述控制器，用于接收所述電壓控制信號并生成第二電壓；