一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法.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CN106020321A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610625023.0(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2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法(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方法。一、建立一个补偿装置，包括APD阵列芯片、热敏电阻、AD转换器I、匹配电阻、AD转换器II、微处理器、数字电位器、输出可调高压模块、蜂鸣器和显示模块。二、微处理器读取AD转换器I的值，计算热敏电阻的阻值，计算出数字电位器应当输出的电阻值。三、数字电位器输出相应的电阻值至输出可调高压模块的控制端，APD阵列芯片就得到了当前工作温度下所需的偏置电压。四、AD转换器II采集输出可调高压模块输出的电压值，如果该电压值异常，微处理器会立即调整数字电位器的输出电阻，并触发蜂鸣器报警和显示模块闪烁显示。本发明实现了APD阵列芯片反向偏置电压的全自动温度补偿功能。CN106020321ACN106020321A权利要求书1/2页1.一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法，其特征在于具体步骤为：一、建立一个APD阵列偏置电压全自动温度补偿装置，包括一片APD阵列芯片、一只热敏电阻、AD转换器I、匹配电阻、AD转换器II、一个微处理器、一个数字电位器、一个输出可调高压模块、一个蜂鸣器和一个显示模块；热敏电阻固定在APD阵列芯片上，AD转换器I连接热敏电阻，输出可调高压模块输出端连接AD转换器II和APD阵列芯片，输出可调高压模块控制端与数字电位器连接，微处理器连接AD转换器I、AD转换器II、数字电位器、蜂鸣器和显示模块；APD阵列芯片，芯片上集成了多个APD单元，这些APD单元可构成1xN直线型阵列和NxN方型阵列，其中：N为5-16；热敏电阻，用作温度传感器，其电阻值大小能够反映APD阵列芯片工作温度；AD转换器I，用于采集热敏电阻的分压；匹配电阻，用于将热敏电阻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，用于读取AD转换器I的值，计算热敏电阻值，再查表得到APD阵列芯片工作温度，然后控制数字电位器输出合适的电阻值至输出可调高压模块；所述的微处理器还要读取AD转换器II的值，从而获取输出可调高压模块实际输出值；所述的微处理器也要控制蜂鸣器报警以及显示模块完成显示；数字电位器，由微处理器控制输出合适的电阻值，从而使输出可调高压模块输出APD阵列芯片在当前工作温度下所需的偏置电压值，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，根据数字电位器的电阻值输出相应的高压值至APD阵列芯片；AD转换器II，用于实时采集输出可调高压模块输出的电压值，防止输出可调高压模块因故障而损坏昂贵的APD阵列芯片；蜂鸣器，当输出可调高压模块输出电压异常时发出报警；显示模块，用于显示热敏电阻分压值、热敏电阻的阻值、APD阵列芯片工作温度、数字电位器输出值和输出可调高压模块输出电压值；二、微处理器读取AD转换器I的值，以此获取热敏电阻分压值；三、微处理器根据所采用的分压电路形式计算出热敏电阻的阻值；四、微处理器在程序存储器中查询热敏电阻与温度关系表格，获取APD阵列芯片的当前工作温度；五、微处理器根据APD阵列芯片当前工作温度计算出所述的阵列芯片所需的偏置电压值，所述的偏置电压值即为输出可调高压模块应当输出的电压值；六、微处理器根据输出可调高压模块的输出电压与控制电压关系曲线计算出数字电位器应当输出的电阻值；七、微处理器控制数字电位器输出相应的电阻值至输出可调高压模块的控制端，输出可调高压模块则由输出端输出对应的电压至APD阵列芯片，这样APD阵列芯片就得到了当前工作温度下所需的偏置电压；八、微处理器控制AD转换器II采集输出可调高压模块的输出电压值，并判断所述的输出电压值是否处在合理电压范围；2CN106020321A权利要求书2/2页九、如果所述的输出电压值异常，微处理器将立即调整数字电位器的输出电阻，并触发蜂鸣器报警和显示模块闪烁显示，有效避免损坏昂贵的APD阵列芯片；所述AD转换器即为模拟数字转换器。3CN106020321A说明书1/6页一种APD阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法技术领域[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方法。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