【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号测试控制领域，涉及一种单片集成像元信号的测试控制系统及方法。
技术介绍
1、随着探测器应用系统向着小型化、高集成和低成本方向发展，传统探测器、放大电路等分立器件间连接方案已无法满足应用需求。单片集成结构探测器具有面积小、封装成本低、寄生小等优点，被广泛应用于光通信、探测等领域。随着工艺集成技术发展，硅基探测器逐步与标准工艺实现融合集成。这种集成方式将探测器单元与信号处理电路集成在同一芯片上，进一步提高了集成度和性能。然而，在探测像元与信号处理电路的单片集成后，独立测试评估信号处理电路的性能成为不可操作的技术问题。同时，面对信号输出模式的多样使用要求，如何实现低成本、高效率的测试片上信号处理电路性能及不同输出模式的控制成为急需解决的技术问题。
2、现有的测试方法往往需要将探测器单元与信号处理电路分离，进行单独测试，这不仅增加了测试的复杂度和成本，也无法真实反映单片集成结构探测器在实际应用中的性能。
3、因此，本专利技术针对上述问题，提供了一种单片集成像元信号的测试控制方法，该方法能够有效解决单片集成结构探测器测试评估的难题，并实现不同输出模式的控制，具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种单片集成像元信号的测试控制系统及方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种单片集成像元信号的测试控制系统，该系统包括：
4、信号输入部分：
5、光电
6、输入控制模块：包含晶体管t1、t2和电阻r1；t1的基极连接控制信号输入端vc1；t1的发射极连接t2的基极和集电极；t2的基极和集电极短接构成二极管；vc2为固定电压信号输入端；当控制信号输入端为高电平时，晶体管导通，二极管处于反偏状态，无电流进入片上电路的输入端；当控制信号输入端为低电平时，晶体管截止，二极管处于正偏状态，产生微电流进入片上信号电路的输入端；
7、信号处理部分：
8、第一级放大器a1：将电流信号转换为电压信号；采用跨阻放大电路结构，由晶体管及其集电极连接电阻构成前置共射放大器，晶体管及其发射极连接电阻构成后置射级跟随器，反馈电阻跨接第一个晶体管基极和第二个晶体管发射极；
9、电容c和电阻rc：连接第一级放大器和第二级放大器，用于减少信号噪声干扰和调节后级增益；
10、第二级放大器a2：将电压信号放大到一定幅度；采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，由两个pnp管的基级作为双端输入管，pnp管的发射极为单端输出，两个npn管基级相连组成电流镜成为有源负载，pnp管连接电源与pnp输入管的集电极，形成电流源负载为放大电路提供偏置电流；节点b到节点a的反馈回路为pnp输入管的基极提供参考电压；
11、信号输出部分：
12、晶体管t3和t4、电阻r3、r4和r5、二极管d1：调节输出电阻和下一级的直流点；t3的基级为a2信号的输入端；t3的集电极连接电阻r3和t4的基极；t4的发射级连接r4、r5；二极管d1正向连接在t4的基极与集电极之间；
13、输出控制模块：包含晶体管t5、t6、t7、电阻r7、r8、r9、二极管d2、d3，以及晶体管t6的集电极输出逻辑控制信号；t5的基极为控制信号输入端；t5的发射极连接电阻r7和r8，并与t6的基级相连接；二极管d2正向连接在t6的基极与集电极之间；t6的集电极连接电阻r9和t7的基极；二极管d3连接在t7的基极与集电极之间；
14、晶体管t8与二极管d4：构成集电极输出电路结构，调节输出驱动能力；二极管d4正向跨接t8的基极和集电极；
15、输出负载：采用上拉结构电阻，输出满足驱动力和漏电流的要求的信号；
16、参考电压模块：
17、为探测器单元、放大电路提供合适的参考电压。
18、进一步，所述第一级放大器采用跨阻放大电路结构，包括晶体管及其集电极连接电阻构成前置共射放大器、晶体管及其发射极连接电阻构成后置射级跟随器，反馈电阻跨接第一个晶体管基极和第二个晶体管发射极。
19、进一步，所述第二级放大器采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，包括两个pnp管的基级作为双端输入管，pnp管的发射极为单端输出，两个npn管基级相连组成电流镜成为有源负载，pnp管连接电源与pnp输入管的集电极，形成电流源负载为放大电路提供偏置电流。
20、进一步，所述输出驱动级包括晶体管和二极管，晶体管的基极为放大器输出信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和二极管的正极，二极管的负极连接参考电压输入端。
21、进一步，所述输出控制模块包括晶体管，晶体管的基极为控制信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和输出晶体管的基极，输出晶体管的发射极连接参考电压输入端。
22、进一步，所述输出控制模块还包括晶体管和二极管，晶体管的基极为控制信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和输出晶体管的基极，输出晶体管的发射极连接参考电压输入端，二极管连接在输出晶体管的基极和集电极之间。
23、一种单片集成像元信号的测试控制方法，该方法包括：
24、通过输入控制模块控制输入信号，控制输入信号的有无；其中，控制输入信号包括控制晶体管的基极电压，控制二极管的导通状态，进而控制微电流是否进入片上电路的输入端；
25、当输入控制信号为高电平时，由光电二极管将光信号转换为电流信号；
26、当输入控制信号为低电平时，由外部电路产生微电流信号；
27、将电流信号通过第一级放大器转换为电压信号；
28、将电压信号通过第二级放大器放大到一定幅度；
29、通过输出驱动级驱动输出信号；
30、通过输出控制模块控制输出信号的输出模式，使其为正常脉冲信号或恒定高电平信号；当输出控制模块的控制信号为高电平时，输出晶体管导通，输出信号为正常脉冲信号；当输出控制模块的控制信号为低电平时，输出晶体管截止，输出信号为恒定高电平信号；所述输出控制模块包括晶体管和二极管，晶体管的基极为控制信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和输出晶体管的基极，输出晶体管的发射极连接参考电压输入端，二极管连接在输出晶体管的基极和集电极之间；
31、为探测器单元、放大电路提供参考电压。
32、进一步，所述第一级放大器采用跨阻放大电路结构，将电流信号转换为电压信号。
33、进一步，所述第二级放大器采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，将电压信号放大到一定幅度。
34、进一步，所述输出驱动级包括晶体管和二极管，晶体管的基极为放大器输出信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：该系统包括：
2.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述第一级放大器采用跨阻放大电路结构，包括晶体管及其集电极连接电阻构成前置共射放大器、晶体管及其发射极连接电阻构成后置射级跟随器，反馈电阻跨接第一个晶体管基极和第二个晶体管发射极。
3.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述第二级放大器采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，包括两个PNP管的基级作为双端输入管，PNP管的发射极为单端输出，两个NPN管基级相连组成电流镜成为有源负载，PNP管连接电源与PNP输入管的集电极，形成电流源负载为放大电路提供偏置电流。
4.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述输出驱动级包括晶体管和二极管，晶体管的基极为放大器输出信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和二极管的正极，二极管的负极连接参考电压输入端。
5.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述输
6.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述输出控制模块还包括晶体管和二极管，晶体管的基极为控制信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和输出晶体管的基极，输出晶体管的发射极连接参考电压输入端，二极管连接在输出晶体管的基极和集电极之间。
7.一种单片集成像元信号的测试控制方法，其特征在于：该方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种单片集成像元信号的测试控制方法，其特征在于：所述第一级放大器采用跨阻放大电路结构，将电流信号转换为电压信号。
9.根据权利要求7所述的一种单片集成像元信号的测试控制方法，其特征在于：所述第二级放大器采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，将电压信号放大到一定幅度。
10.根据权利要求7所述的单片集成像元信号的测试控制方法，其特征在于：所述输出驱动级包括晶体管和二极管，晶体管的基极为放大器输出信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和二极管的正极，二极管的负极连接参考电压输入端。
...【技术特征摘要】
1.一种单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：该系统包括：
2.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述第一级放大器采用跨阻放大电路结构，包括晶体管及其集电极连接电阻构成前置共射放大器、晶体管及其发射极连接电阻构成后置射级跟随器，反馈电阻跨接第一个晶体管基极和第二个晶体管发射极。
3.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述第二级放大器采用双端输入单端输出的五管放大电路结构，包括两个pnp管的基级作为双端输入管，pnp管的发射极为单端输出，两个npn管基级相连组成电流镜成为有源负载，pnp管连接电源与pnp输入管的集电极，形成电流源负载为放大电路提供偏置电流。
4.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述输出驱动级包括晶体管和二极管，晶体管的基极为放大器输出信号输入端，晶体管的发射极连接电阻，电阻的另一端连接晶体管的集电极和二极管的正极，二极管的负极连接参考电压输入端。
5.根据权利要求1所述的单片集成像元信号的测试控制系统，其特征在于：所述输出控制模块包括晶体管，晶体管的基极为控制信号输入端，晶体管的发射...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，刘芳洁，张勇，张庆炜，倪飘，蒋君贤，郭安然，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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