[发明专利]APD反偏电压控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，涉及一种电压控制系统及方法，尤其涉及一种APD反偏电压控制系统及方法。

背景技术

雪崩光电二极管(APD)是一种建立在内光电效应基础上的光电器件。雪崩光电二极管具有内部增益和放大的作用，一个光子可以产生10-100对光生电子空穴对，从而能够在器件内部产生很大的增益。雪崩光电二极度管工作在反向偏压下，反向偏压越高，耗尽层当中的电场强度也就越大。当耗尽层中的电场强度达到一定程度时，耗尽层中的光生电子空穴对就会被电场加速，而获得巨大的动能，它们与晶格发生碰撞，就会产生新的二次电离的光生电子空穴对，新的电子空穴对又会在电场的作用下获得足够的动能，再一次与晶格碰撞又产生更多的光生电子空穴对，如此下去，形成了所谓的“雪崩”倍增，使信号电流放大。

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。偏压补偿方法有两种，典型的是让APD工作在恒定的温度环境中，也就是恒温控制；另一种是根据温度变化来调节APD的反偏电压，使得APD的增益不变。利用APD的放大增益G＝1+Rf/R1+Rx，其中Rf为放大器反馈电阻，R1为固定偏离电阻，Rx为数字电位器电阻；利用调节Rx来保持G不变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种APD反偏电压控制系统，可使APD反偏电压满足APD增益不变的要求。

另外，本发明还提供上述APD反偏电压控制系统的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种APD反偏电压控制系统，其包括温度测量单元、控制单元、数字电位器；所述温度测量单元用以获取APD及其周边的温度信息，并把该温度信息转化为模拟电信号，而后把该模拟信号发送至所述控制单元；所述控制单元包括一AD转换器，该AD转换器用以把接收到的模拟信号转化为数字信号；控制单元计算出所述获取的温度信息，并根据该温度信息调节所述数字电位器的电阻值，从而调节APD的反偏电压。

作为本发明的一种优选方案，所述控制单元包括存储单元，该存储单元存储与APD工作环境温度的数字信号对应的数字电位器抽头位置的控制信息，该信息是通过多次试验获得；较佳地，所述存储单元为EEPROM。控制单元把数字电位器抽头位置的控制信息通过接口向数字电位器输出控制信号，以控制数字电位器调节到对应电阻值。较佳地，所述接口为IIC接口。

作为本发明的一种优选方案，所述温度测量单元为铂电阻测温电路。

作为本发明的一种优选方案，所述数字电位器还连接有一放大电路；所述通过调节数字电位器的电阻控制该放大电路的放大倍数，从而调节APD的反偏电压。

上述APD反偏电压控制系统的控制方法，包括如下步骤：

A、所述温度测量单元获取APD工作环境温度信息，并把该温度信息转化为模拟电信号，而后把该模拟信号发送至所述控制单元；

B、所述控制单元的AD转换器把接收到的模拟信号转化为数字信号；

C、控制单元根据所述获取的数字信号计算出温度信息，并根据该温度信息调节所述数字电位器的电阻值，从而调节APD的反偏电压。

作为本发明的一种优选方案，所述控制单元包括存储单元，该存储单元存储与APD工作环境温度的数字信号对应的数字电位器抽头位置的控制信息，该信息是通过多次试验获得；较佳地，所述存储单元为EEPROM。控制单元把数字电位器抽头位置的控制信息通过接口向数字电位器输出控制信号，以控制数字电位器调节到对应电阻值。较佳地，所述接口为IIC接口。

作为本发明的一种优选方案，所述温度测量单元为铂电阻测温电路。

作为本发明的一种优选方案，所述数字电位器还连接有一放大电路；所述通过调节数字电位器的电阻控制该放大电路的放大倍数，从而调节APD的反偏电压。

本发明的有益效果在于：本发明提出的APD反偏电压控制系统，可使APD反偏电压满足APD增益不变的要求。

附图说明

图1为本发明系统的组成示意图。

图2为本发明方法的流程图。

具体实施方式

实施例一

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。