[發(fā)明專利]一種APD偏壓溫度補(bǔ)償電路

在審

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• 申請日: 2015-12-13
• 公開（公告）號: CN106873701A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田佳聰
• 申請（專利權(quán)）人: 田佳聰
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種APD偏壓溫度補(bǔ)償電路，適用于測溫領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在基于喇曼散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)中，根據(jù)短脈沖激光在傳感光纖中各點(diǎn)產(chǎn)生的喇曼后向散射的反斯托克斯光與斯托克斯光的比值，實(shí)現(xiàn)待測溫度場的空間測量。在常溫下，光纖中的后向喇曼散射光的強(qiáng)度僅為入射光強(qiáng)度10^-9，后向散射光信號非常微弱，因此光電探測器需要采用高靈敏度、高雪崩增益、快速響應(yīng)、低噪聲的硅或稼砷APD。稼砷APD適用于近紅外波段，而在通信光纖中，喇曼后向散射光的波長處于近紅外波段，因此一般選用錮稼砷APD作為分布式光纖測溫系統(tǒng)的光電探測器件，本研究選用HAMAMATSU公司的錮稼砷APDG8931-20為目標(biāo)APD。APD作為信號接收器件雖然具有高信噪比的優(yōu)點(diǎn)，但卻需要較高的偏置電壓，而且其增益隨溫度變化，因而應(yīng)用時(shí)應(yīng)對其做偏壓溫度補(bǔ)償，以保證APD增益恒定。對于現(xiàn)有的溫度補(bǔ)償方法，大部分需要對溫度測量后使用微處理器控制，還有一些電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種APD偏壓溫度補(bǔ)償電路，采用ADL5317和LM35芯片構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)緊湊，基于的APD偏壓溫度補(bǔ)償電路具有精度和靈敏度高、電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，能夠在多梯度溫度環(huán)境中進(jìn)行溫度補(bǔ)償，維持APD的增益穩(wěn)定性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

APD偏壓溫度補(bǔ)償電路由ADL5317驅(qū)動電路、MAX5026升壓電路與溫度傳感器電路和電壓變換控制電路組成。

所述ADL5317驅(qū)動電路中，芯片1～16引腳依次為集電極開路邏輯輸出端(FALT)、APD偏壓輸入控制端(VSET)、低電壓供電端((VPLV)、高電壓供電端(VPHV)、工作模式控制端(VCLH),APD反向偏壓供電端((VAPD)，VAPD跟蹤及噪聲過濾端(GARD)，APD電流鏡像輸出端(IPDM)，以及模擬地(COMM)。ADL5317的VAPD端提供APD工作的反向偏置電壓，IPDM端能夠同時(shí)以1:5的比例提供APD的鏡像電流，由于設(shè)計(jì)中僅需要提供APD偏壓，故舍棄了其電流鏡像電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。

所述MAX5026升壓電路中，C23、D22、D23和C24構(gòu)成倍壓網(wǎng)絡(luò)，使得輸出能夠達(dá)到71V。當(dāng)由MAX5026組成的升壓電路的FB端的電壓為2.5V時(shí)，則輸出71V的高電壓。通過調(diào)節(jié)反饋電阻R23，控制FB端的電壓，使得輸出端電壓為65V，滿足ADI5317高壓供電端要求。最高輸出可達(dá)71V，調(diào)整后確定輸出65V接人電路，電源紋波小于20mV。

所述溫度傳感器采用TI公司的高精度模擬溫度傳感器LM35，其電源電壓在4～20V內(nèi)都能正常工作，在-55℃～+150℃的范圍內(nèi)非線性誤差僅為0.25℃,符合系統(tǒng)要求。在ADL5317的線性工作模式下，VSET端上的輸入電壓的范圍為0.2～2.5V，VAPD端的輸出電壓隨VSET端輸入電壓的變化而發(fā)生改變。

所述電壓控制變換電路采用LM358運(yùn)算放大器，包括電壓跟隨電路和同相求和電路。電源電壓VCC經(jīng)過R31,R32和R35分壓后，通過電壓跟隨器U3A得到一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓值設(shè)為VREF這個(gè)參考電壓值與LM35的輸出電壓VT求和，并通過同相加法器U3B輸出給ADL5317的VT端。

本發(fā)明的有益效果是：具有精度和靈敏度高、電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，能夠在多梯度溫度環(huán)境中進(jìn)行溫度補(bǔ)償，維持APD的增益穩(wěn)定性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的ADL5317驅(qū)動電路。

圖2是本發(fā)明的MAX5026升壓電路。

圖3是本發(fā)明的溫度傳感器電路。

圖4是本發(fā)明的電壓變換控制電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，ADL5317驅(qū)動電路中，芯片1～16引腳依次為集電極開路邏輯輸出端(FALT)、APD偏壓輸入控制端(VSET)、低電壓供電端((VPLV)、高電壓供電端(VPHV)、工作模式控制端(VCLH),APD反向偏壓供電端((VAPD)，VAPD跟蹤及噪聲過濾端(GARD)，APD電流鏡像輸出端(IPDM)，以及模擬地(COMM)。ADL5317的VAPD端提供APD工作的反向偏置電壓，IPDM端能夠同時(shí)以1:5的比例提供APD的鏡像電流，由于設(shè)計(jì)中僅需要提供APD偏壓，故舍棄了其電流鏡像電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。