基于线性模式雪崩光电二极管的激光雷达具有响应时间快，灵敏度高的优点，在无人机、3D成像和汽车辅助驾驶等领域具有广泛应用。传统的激光雷达读出电路采用分立器件设计，存在系统成本高、体积大、集成度差的问题。为实现激光雷达的高速、高精度和单芯片信号处理，多通道激光雷达读出电路的研究具有重大意义。
　　本文针对多通道激光雷达系统集成化的应用需求，设计了一种高增益、高带宽、低噪声的32通道读出电路，并采用多通道可配置技术，实现整体功耗的优化。首先，提出了一种新型的三级模拟前端电路架构，包括可变增益跨阻放大器、差分电压放大器和模拟补偿器。高增益跨阻放大器采用并联反馈结构优化噪声性能；电压放大器提高电路增益，并采用源退化电阻实现增益变化；模拟补偿器采用容性负反馈技术提高通道带宽，并引入6位电流调节数模转换器产生内置的阈值电压。在此基础上，进一步完善了激光雷达读出电路脉冲信号检测模块的设计，包括自动增益控制电路、多通道选通开关电路、峰值检测电路和双阈值时刻鉴别电路，提高了读出电路的自适应性和探测精度，满足基于脉冲飞行时间法的多通道激光雷达探测需求。
　　本文采用SMIC0.18-μmCMOS工艺完成32通道模拟前端电路的版图设计和流片，芯片核心面积为3.1mm×1.1mm。测试结果表明，电路的跨阻增益变化范围为65dB到101.6dB。在最高增益模式下，带宽为190MHz，能够响应5ns脉宽的窄脉冲信号，等效输入噪声电流谱密度为2.6pA/√Hz，输出电压摆幅大于1000mV，线性动态范围达到64dB。当信噪比取10时，最小可探测电流达到0.4μA。在3.3V电源电压下，单通道的功耗为37mW。