[发明专利]一种APD工作电压自动选择装置及方法

权利要求书

1.一种APD工作电压自动选择装置，其特征在于，包括：

脉冲光源模块(7)，其控制端接收通断信号并根据通断信号开通或关断脉冲光；

直流高压电源(3)，其控制端接收并根据第一电压控制信号输出偏置电压信号，偏置电压信号为APD提供偏置电压；

峰值检测模块(5)，用于获取偏置电压下的APD阳极信号，并提取峰值输出APD阳极信号的峰值；

控制模块(2)，其输入端与峰值检测模块(5)输出端连接，第一输出端与直流高压电源(3)控制端连接，第二输出端与脉冲光源模块(7)控制端连接；调整第一电压控制信号使偏置电压先后为工作电压区间的两个端点值，同时调整通断信号使脉冲光源模块先发射脉冲光、后不发射脉冲光，获得在不同偏置电压和有无脉冲光的情况下的APD阳极信号的峰值；根据APD阳极信号的峰值获得工作电压区间两个端点的信噪比，将工作电压区间分为两个工作电压子区间，选择信噪比大的端点所在工作电压子区间作为工作电压区间，通过多次更新工作电压区间获得最佳工作电压区间，首次更新的工作电压区间根据APD击穿电压确定。

2.如权利要求1所述的APD工作电压自动选择装置，其特征在于，还包括信号放大模块，其输出端与峰值检测模块(5)输入端连接，用于将APD阳极信号进行放大，并输出放大后APD阳极信号。

3.如权利要求1或2所述的APD工作电压自动选择装置，其特征在于，还包括温度控制模块；

根据APD内置的热电制冷模块输出的温度信号确定输出温度控制电流的极性，不同极性的温度控制电流使APD内置的热电制冷模块在制热状态或制冷状态切换。

4.如权利要求3所述的APD工作电压自动选择装置，其特征在于，所述温度控制模块包括：

热敏信号放大器，其输入端用于接收APD内置的热电制冷模块输出的温度信号，将温度信号和预设温度信号的差值转化为差值电压信号；

PID控制器，其输入端与热敏信号放大器输出端连接，用于对差值电压信号进行比例，积分和微分控制，输出第二电压控制信号；

双极性恒流源，其输入端与PID控制器输出端连接，用于根据第二电压控制信号确定温度控制电流的极性。

5.如权利要求1所述的APD工作电压自动选择装置，其特征在于，脉冲光源包括激光器、激光器电源以及直流继电器；

激光器用于发射脉冲激光，激光器电源用于提供为激光器提供电压；

直流继电器，其一端与激光器连接，其另一端与激光器电源连接，其控制端与控制模块第二输出端连接，用于控制激光器与激光器电源的接通与断开。

6.一种APD工作电压自动选择方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获得APD在第i个工作电压区间左端点电压下的信噪比和在第i工作电压区间右端点电压下的信噪比；

(2)判断工作电压区间次序i是否等于调整次数N，若是，则第i个工作电压区间为APD的最佳工作电压区间，否则进入步骤(3)；

(3)判断APD在i个工作电压区间的左端点电压下的信噪比是否大于APD在第i工作电压区间的右端点电压下的信噪比；

若是则第i+1个工作电压区间的左端点为第i个工作电压区间左端点，第i+1个工作电压区间的右端点为第i个工作电压区间的中间值，并令i＝i+1，进入步骤(1)；

否则第i+1个工作电压区间的左端点为第i个工作电压区间的中间值，第i+1个工作电压区间的右端点为第i个工作电压区间右端点，并令i＝i+1，进入步骤(1)；

1≤i≤N，N为调整次数，第1个工作电压区间的右端点为初始工作电压，初始工作电压根据APD击穿电压确定，调整次数根据APD的击穿电压和工作电压精度来设置。

7.如权利要求6所述的APD工作电压自动选择方法，其特征在于，根据公式获得所述调整次数N；式中，V_br为APD击穿电压，e为所需APD工作电压精度。

8.如权利要求6或7所述的APD工作电压自动选择方法，其特征在于，所述第1个工作电压区间的左端点为初始工作电压一半。