[发明专利]用于雪崩光电二极管的温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种光通信技术领域的基本电路，具体涉及一种用于高精 度雪崩光电二极管(APD)的偏压控制温度补偿电路。

背景技术

目前，APD作为一种高灵敏、能精确接收数据和测量光功率的光探测 器件广泛应用于光纤传感、光纤通信网络中。它借助于内部强电场作用产 生雪崩倍增效应，具有极高的内部增益(可达10～100量级)。然而，APD 随温漂的变化严重影响其增益的稳定性，甚至引起测量精度的恶化。理论 上可以证明APD的增益是其偏压V和温度T的函数，二者共同决定APD 工作时的增益，而且在维持APD增益比较恒定的条件下，其偏压和温度之 间存在一定的关系。因此，可以控制APD的偏压使之随温度按一定的规律 改变。这样就可以维持APD增益基本恒定，保证其正常工作。这就是对 APD温度漂移的偏压补偿原理。

由此可知，施加在APD上的偏置电压必须能够精确受控是保证光纤系 统性能的首要要求。本设计针对该要求采用高压控制器件及相关辅助电路 设计。给出了一种具有高精度的APD偏压控制/光探测功能的核心电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于雪崩光电二极管的温度 补偿电路，它可以使APD雪崩光电二极管的恒增益工作温度范围：-0℃～ +50℃，增益控制精度高于0.5％。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种用于雪崩光电二极管的 温度补偿电路，包括：

高精度温度传感模块，用于将APD的管芯温度转换成模拟电压信号， 其输入端连接APD光探测模块，其输出端连接APD偏压控制单元；

所述的APD偏压控制单元，用于将所述高精度温度传感模块输出的电 压信号转换成控制所述APD的偏压信号；

及所述的APD光探测模块，用于反馈管芯温度，并受所述偏压信号控 制使所述APD的增益恒定，其输入端连接所述的APD偏压控制单元，其输 出端连接所述的高精度温度传感模块。

本发明利用高压控制器件组成APD偏压控制单元及相关辅助电路模 块设计了一种实用的高精度APD偏压控制温度补偿电路，使APD雪崩光电 二极管的恒增益工作温度范围：-0℃～+50℃，增益控制精度高于0.5％。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的总体电路结构图；

图2是本发明的APD偏压控制单元的电路结构图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明揭示了一种用于雪崩光电二极管的温度补偿电 路，包括：高精度温度传感模块，APD偏压控制单元，APD光探测模块。

高精度温度传感模块用高精度温度传感器(精度±0.1℃)以把APD 光探测模块的管芯温度转换成模拟电压信号V_T；VT与APD偏压控制单元 的高压控制输入端相连接，APD偏压控制单元的高压输出端V_G分别连接到 APD光探测器的偏置电压输入脚，这样就形成了对APD光探测器的闭环温 度补偿控制。

本发明的用于雪崩光电二极管的温度补偿电路的APD偏压控制单元 一个优选实施例，其中高精度温度传感模块的输出依序连接APD偏压控制 单元的温度反馈控制电路输入端、RC滤波电路(图中未示，增加该块电 路可起到限流保护和降低输出电压纹波的作用，另一种实施方式可将RC 滤波电路设置在所述的高压调理电路之后，其输出端连接所述的APD光探 测模块)、高压调理电路，温度反馈控制电路输出端与RC滤波电路的输 入端相连，其输出端与高压调理电路的输入端相接，温度反馈控制电路由 高精度温度传感器与相应补偿电路构成。其中，温度反馈控制电路，用于 将APD的温度采集模拟电压转换为温度控制电压；高压调理电路，用于将 所述温度反馈控制电路输出的温度控制电压转换为可控制APD偏压的高 压信号。高压电源模块，用于为所述的高压调理电路提供高压电源。