[发明专利]一种APD偏压温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种APD偏压温度补偿电路，适用于测温领域。

背景技术

在基于喇曼散射的分布式光纤测温系统中，根据短脉冲激光在传感光纤中各点产生的喇曼后向散射的反斯托克斯光与斯托克斯光的比值，实现待测温度场的空间测量。在常温下，光纤中的后向喇曼散射光的强度仅为入射光强度10^-9，后向散射光信号非常微弱，因此光电探测器需要采用高灵敏度、高雪崩增益、快速响应、低噪声的硅或稼砷APD。稼砷APD适用于近红外波段，而在通信光纤中，喇曼后向散射光的波长处于近红外波段，因此一般选用锢稼砷APD作为分布式光纤测温系统的光电探测器件，本研究选用HAMAMATSU公司的锢稼砷APDG8931-20为目标APD。APD作为信号接收器件虽然具有高信噪比的优点，但却需要较高的偏置电压，而且其增益随温度变化，因而应用时应对其做偏压温度补偿，以保证APD增益恒定。对于现有的温度补偿方法，大部分需要对温度测量后使用微处理器控制，还有一些电路设计比较复杂。

发明内容

本发明提供一种APD偏压温度补偿电路，采用ADL5317和LM35芯片构成，电路结构紧凑，基于的APD偏压温度补偿电路具有精度和灵敏度高、电路简单的优点，能够在多梯度温度环境中进行温度补偿，维持APD的增益稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

APD偏压温度补偿电路由ADL5317驱动电路、MAX5026升压电路与温度传感器电路和电压变换控制电路组成。

所述ADL5317驱动电路中，芯片1～16引脚依次为集电极开路逻辑输出端(FALT)、APD偏压输入控制端(VSET)、低电压供电端((VPLV)、高电压供电端(VPHV)、工作模式控制端(VCLH),APD反向偏压供电端((VAPD)，VAPD跟踪及噪声过滤端(GARD)，APD电流镜像输出端(IPDM)，以及模拟地(COMM)。ADL5317的VAPD端提供APD工作的反向偏置电压，IPDM端能够同时以1:5的比例提供APD的镜像电流，由于设计中仅需要提供APD偏压，故舍弃了其电流镜像电路，简化了电路设计。

所述MAX5026升压电路中，C23、D22、D23和C24构成倍压网络，使得输出能够达到71V。当由MAX5026组成的升压电路的FB端的电压为2.5V时，则输出71V的高电压。通过调节反馈电阻R23，控制FB端的电压，使得输出端电压为65V，满足ADI5317高压供电端要求。最高输出可达71V，调整后确定输出65V接人电路，电源纹波小于20mV。

所述温度传感器采用TI公司的高精度模拟温度传感器LM35，其电源电压在4～20V内都能正常工作，在-55℃～+150℃的范围内非线性误差仅为0.25℃,符合系统要求。在ADL5317的线性工作模式下，VSET端上的输入电压的范围为0.2～2.5V，VAPD端的输出电压随VSET端输入电压的变化而发生改变。

所述电压控制变换电路采用LM358运算放大器，包括电压跟随电路和同相求和电路。电源电压VCC经过R31,R32和R35分压后，通过电压跟随器U3A得到一个稳定的参考电压值设为VREF这个参考电压值与LM35的输出电压VT求和，并通过同相加法器U3B输出给ADL5317的VT端。

本发明的有益效果是：具有精度和灵敏度高、电路简单的优点，能够在多梯度温度环境中进行温度补偿，维持APD的增益稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的ADL5317驱动电路。

图2是本发明的MAX5026升压电路。

图3是本发明的温度传感器电路。

图4是本发明的电压变换控制电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，ADL5317驱动电路中，芯片1～16引脚依次为集电极开路逻辑输出端(FALT)、APD偏压输入控制端(VSET)、低电压供电端((VPLV)、高电压供电端(VPHV)、工作模式控制端(VCLH),APD反向偏压供电端((VAPD)，VAPD跟踪及噪声过滤端(GARD)，APD电流镜像输出端(IPDM)，以及模拟地(COMM)。ADL5317的VAPD端提供APD工作的反向偏置电压，IPDM端能够同时以1:5的比例提供APD的镜像电流，由于设计中仅需要提供APD偏压，故舍弃了其电流镜像电路，简化了电路设计。