APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106094963A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610628039.7(22)申请日2016.07.31(71)申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市建干路12号(72)发明人张飙周国清周祥(51)Int.Cl.G05F1/567(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统(57)摘要本发明公开了一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统。包括APD阵列芯片(101)、热敏电阻(108)、AD转换器I(107)、匹配电阻(110)、AD转换器II(105)、微处理器(102)、数字电位器(103)、输出可调高压模块(104)、蜂鸣器(109)和显示模块(106)。本发明通过检测热敏电阻的阻值得出APD阵列芯片工作温度，从而得到所需最佳反向偏置电压，再利用数字电位器改变输出可调高压模块的输出电压，使APD阵列芯片获得与当前工作温度匹配的反向偏置电压，实现了APD阵列芯片反向偏置电压的全自动温度补偿功能。CN106094963ACN106094963A权利要求书1/1页1.一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统，其特征在于APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统包括APD阵列芯片(101)、热敏电阻(108)、AD转换器I(107)、匹配电阻(110)、AD转换器II(105)、微处理器(102)、数字电位器(103)、输出可调高压模块(104)、蜂鸣器(109)和显示模块(106)；热敏电阻(108)固定在APD阵列芯片(101)上，AD转换器I(107)连接热敏电阻(108)，输出可调高压模块(104)输出端连接AD转换器II(105)和APD阵列芯片(101)，输出可调高压模块(104)控制端与数字电位器(103)连接，微处理器(102)连接AD转换器I(107)、AD转换器II(105)、数字电位器(103)、蜂鸣器(109)和显示模块(106)；APD阵列芯片(101)上集成了多个APD单元，这些APD单元能构成1xN直线型阵列和NxN方型阵列，其中：N为5-16；热敏电阻(108)用作温度传感器，其电阻值大小能够反映APD阵列芯片(101)的工作温度；AD转换器I(107)用于采集热敏电阻(108)的分压；匹配电阻(110)用于将热敏电阻(108)与温度的指数型非线性函数关系转化为线性函数关系，保证采样灵敏度的一致性；微处理器(102)用于读取AD转换器I(107)的值，计算热敏电阻(108)的阻值，再查表得到APD阵列芯片(101)的工作温度，然后控制数字电位器(103)输出合适的电阻值至输出可调高压模块(104)；所述的微处理器(102)还要读取AD转换器I(105)的值，从而获取输出可调高压模块(104)实际输出值；所述的微处理器(102)也要控制蜂鸣器(109)报警以及显示模块(106)完成显示；数字电位器(103)由微处理器(102)控制输出合适的电阻值，从而使输出可调高压模块(104)输出APD阵列芯片(101)在当前工作温度下所需的偏置电压，保证阵列芯片上的各个APD单元处于接近雪崩的高增益状态；输出可调高压模块(104)根据数字电位器(103)的电阻值输出相应的高压值至APD阵列芯片(101)；AD转换器I(105)用于实时采集输出可调高压模块(104)输出的电压值，防止输出可调高压模块(104)因故障而损坏昂贵的APD阵列芯片(101)；蜂鸣器(109)在输出可调高压模块(104)输出电压异常时发出报警；显示模块(106)用于显示热敏电阻(108)分压值、热敏电阻(108)的阻值、APD阵列芯片(101)工作温度、数字电位器(103)输出值和输出可调高压模块(104)输出电压值；所述AD转换器即为模拟数字转换器。2CN106094963A说明书1/5页APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿系统技术领域[0001]本发明涉及APD偏置电压调节技术，特别是一种APD阵列偏置高压全自动温度补偿系统。背景技术[0002]反向高压偏置下的APD（雪崩光电二极管）经光照射后会使流过APD的电流产生雪崩倍增效应。APD反向偏置电压越接近雪崩击穿电压，雪崩倍增效应就越显著，但同时会产生淹没有用信号的附加噪声效应，因此精确控制APD反向偏置电压成为APD实际应用的最大难题。由于雪崩击穿电压随温度发生变化，故需控制APD偏置高压也跟随温度变化。[0003]《光通信技术》期刊2014年12期“基于ADL5317和LM35的APD偏压温度补偿电路设计”；《电子设计工程》2015年2月（23卷第3期）“基于TPS40210的APD偏压温补