CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
3.5 Phát triển khối điện tử thu
Khối điện tử thu được phát triển dựa trên cơ sở hệ đo LIDAR nhiều bước sóng phát triển tại Viện Vật lý dùng dao động ký số tín hiệu nhanh Picoscope 5204 với sơ đồ như Hình 3.22 để có thể thu nhận tín hiệu LIDAR ở chế độ đếm đơn photon. Đầu thu nhân quang điện (PMT) là loại R7400U-03 (Hamamatsu, Nhật Bản), có đáp ứng xung đơn photon độ rộng vào khoảng 1,5 nano giây với thời gian đáp ứng (risetime) khoảng 0,75 nano giây, dải phổ từ 180 nm – 650 nm, độ nhạy cực đại tại bước sóng 420 nm, điện áp cực đại 1000V.
Hình 3.22. Sơ đồ khối điện tử thu trong chế độ đếm photon
Mạch khuếch đại băng rộng thiết kế cho hệ đếm trực tiếp các xung điện đơn photon từ các PMT trong hệ DIAL là một mạch khuếch đại xung vừa có đáp ứng nhanh (băng thơng trên 300 MHz) vừa có hệ số khuếch đại cao, đồng thời có thể giãn xung đơn photon thành các xung có độ rộng lớn hơn, cỡ 10 nano giây. Các xung này có thể được đo trực tiếp trên các dao động ký có giá thành phù hợp và tốc độ lấy mẫu trung bình cao tới 100 MSample/giây.
Mạch khuếch đại thuật toán được lựa chọn với loại OpAmp phản hồi dòng (current feedback) THS 3201 của hãng Texas Instrument. Linh kiện này có đặc trưng kỹ thuật phù hợp với yêu cầu của hệ đếm photon của hệ thu LIDAR hấp thụ vi sai:
Dải tần hoạt động rất rộng với tich số băng thông – hệ số khuếch đại tới 1,8 GHz. PMT Bộ khuếch đại băng rộng Máy tính: chương trình đếm photon trên Labview Dao động ký số tín hiệu nhanh
Điện áp nuôi từ ±3,5 tới ±7,5V.
Độ ồn ngõ vào thấp, tốc độ sampling cao, dòng ngõ ra đạt tới 100 mA Độ làm méo dạng tín hiệu rất thấp
Hình 3.23. Mạch khuếch đại băng rộng
Sơ đồ mạch được thiết kế cho khuếch đại thuật toán THS 3201 hoạt động trong chế độ non-inverting được trình bày trong Hình 3.23. Sơ đồ nguyên lý và mạch in được thực hiện bằng phần mềm OrCAD.