数字激光告警系统探测接收前端设计

2接收前端电路实现
根据上述仿真结果，选用中电集团第44所生产的GD3561光电探测器为激光探测二极管，最小可检测能量1μw，最小响应时间2．5 ns。第一级采用形式跨导放大方式，器件与放大中间级均使用BB司的宽带、低噪声运放芯片OPA656，增益带宽积达到500 MHz，8 ns的电压建立时间，输入噪声18 nV／Hz；整形电路采用AD8611，具有4 ns极短的延迟时间，系统具体电路见图8。

测试采用10 000 w的激光光源，波长为1．3μm，通过光学衰减器，衰减100 dB可以达到系统需要的最小功率1μw，输出端用高速示波器TDS460来捕捉输出的脉冲信号，结果见图9～图12。

图9表示在1 μw的激光能量作用下，光电管两端的瞬时电压脉冲，可以看出，在最小功率作用下，产生的电压、电流脉冲时间短，峰值小；图10表示脉冲经过系统放大后的具有数字脉冲波形，满足数字电路来处理要求。图11为1 mW的作用结果，图12为1 w的能量作用结果。可见通过系统的放大后得到数字电路能辨识的矩形脉冲信号，信号到来的强弱与输出脉冲成正比。系统的动态范围达到100 dB。

3 结 语
测试结果表明，该探测接收前端具有最低可探测1μw的来袭激光信号，动态范围达到100 dB，产生的脉冲波形满足数字电路处理水平。能为后续的数字电路如FPGA电路提供准确的探测信号。系统采用宽带跨导运算放大电路方式放大微弱的窄脉冲信号，采用在ADs软件中仿真方式处理了窄脉冲对电容敏感的关键问题，为提供微弱窄脉冲电流信号放大提供很好的方案。放大系统具有500 MHz的带宽，可以放大的窄脉冲宽度可窄于ns级以下，同时价格低廉，性价比高。实际测试中，误报率低，探测速度快，探测接收前端产生的噪声低。系统设计结构简单，易于维护，不仅可用于激光来袭探测，也可用于激光安防系统等。