激光雷达技术作为一项先进的三维成像技术在遥感，自动驾驶，生物医学成像等领域均有重要应用。碲镉汞APD器件作为高性能的光电探测器在激光雷达上有重要应用。高精度，宽量程，高速探测的激光雷达是未来激光雷达的研究重点。本文在对碲镉汞APD原理和飞行时间测距原理的深入分析的基础上，提出了基于碲镉汞APD的激光雷达接收机的电路实现方案。对碲镉汞APD接收端电路的主要性能参数展开详细的研究，分析了影响接收机电路性能的因素，提出了改进和提升飞行时间型接收机电路性能的关键技术。本文的主要成果和创新点如下:　　1.总结了激光雷达的发展历史。分析了三维图像获取的基本原理，总结了三维成像技术的主要实现方案和比较了各个方案的优点与缺点。　　2.研究了飞行时间测量的主要方法，对基于飞行时间的激光信号接收机电路展开了详细研究，比较了线性模式APD距离信息测量电路和盖革模式距离信息测量电路的区别。分析了线性模式APD的高性能TOF型激光信号接收机电路实现的要点与难点。对高性能的时间测量电路实现方法进行了总结和分析，提出了高精度，宽量程，低功耗的时间测量电路的实现方法。　　3.提出了基于碲镉汞APD的三维成像电路系统的实现方案。分析了碲镉汞APD的基本原理和结构。分析了碲镉汞APD探测器的主要噪声来源。设计了适用于碲镉汞APD的高压可调偏置电源，实际测试结果表明设计的高压偏置电源的可调范围为0-15V，最小的可调步长为4mV。针对碲镉汞APD光照电流信号特征，设计了跨阻电流信号放大电路。模拟了APD的光信号电流响应对跨阻放大器进行了测试，结果显示跨阻放大器的信噪比超过20，但是整体噪声偏高。用激光照射碲镉汞APD，跨阻输出信号表明电路工作正常，带宽超过10M。分析了激光回波信号和APD响应电流之间的关系，设计了低误差的时刻鉴别电路，仿真结果表明恒定比例时刻鉴别电路能够减小时刻鉴别误差。　　4.根据实际情况选择了相应的时间测量电路，设计了时间测量单元的控制电路。并为整个系统设计了电源和测试辅助电路。　　完成了上面电路原理图设计与仿真，保证了设计正确性。在此基础上完成了电路版图的设计与制造。分别测试了模拟端电路，纯数字时间测量电路，整体系统电路的性能。实验结果表明模拟端电路存在一个较高的恒定噪声，纯数字的时间单元实现了高精度和宽量程的测量。系统电路能够快速检测回波信号，时间测量范围达到200μs，并且在250ns量程下实现了ns级的时间测量精度。分析了系统的主要误差来源，其中包括固定延时误差和非固定延时误差。对非固定延时误差的形成机制进行了研究，提出了非固定延时形成的原因。实际结果和分析表明该方案对提高激光信号接收机的测量精度，探测距离等关键参数具有借鉴意义，检验了方案的合理性，设计的科学性与创新性。