[发明专利]一种基于热敏电阻的全自动APD偏置电压调节电路

说明书

本发明提供了一种基于热敏电阻的全自动APD偏置电压调节电路，电路包括DC‑DC升压芯片部分，倍压电路部分，滤波电路和APD部分，热敏电阻反馈调节电路部分。DC‑DC升压芯片产生偏置电压，但该电压不足以使APD处于良好的工作状态，故使用倍压电路对偏置电压进行加压，以满足APD的使用要求，并提供电压调节的余量。热敏电阻反馈调节电路部分，通过热敏电阻感知APD的温度，调节输入给DC‑DC升压芯片的反馈电压，使得APD在不同温度下都能获得的合适偏置电压。本发明通过热敏电阻反馈的闭环控制方式，有效消除温度对APD的影响，使APD在工作温度范围内都处于良好的工作状态，电路结构简单高效。

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，具体涉及一种基于热敏电阻的全自动APD偏置电压调节电路。

背景技术

雪崩光电二极管(APD)是一种光敏元件。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光被P-N结吸收后会形成光电流。加大反向偏压会产生“雪崩”(即光电流成倍地激增)的现象。将其应用在激光雷达的激光接收电路中时，利用了APD在击穿电压下载流子的雪崩倍增效应来增益、放大光电信号，以提高检测的灵敏度。

然而，温度对APD的影响非常大，会严重影响APD增益的稳定性。APD的击穿电压会随温度的上升而上升，如果保持APD的工作电压不变，则APD的增益幅度和测量精度随之降低。为了使APD能够获得稳定的增益，可以通过控制APD的工作电压随温度变化而改变。

传统的APD偏置电压调节是通过温度传感器采集温度，并发送给数字芯片，数字芯片再通过对比当前温度，输出合适的电压信号。该方案严重依赖数字芯片运算资源，在没有数字芯片时该方案无法正常工作，而且温度补偿精度受限于数字芯片的性能。

发明内容

本发明提供了一种电路简单，工作可靠的基于热敏电阻的APD偏置电压调节电路，有效提高了APD增益的稳定性。

一种激光测距中APD偏压调节电路包括：DC-DC升压芯片部分，倍压电路部分，滤波电路和APD部分，热敏电阻反馈调节电路部分。

DC-DC升压芯片部分包括DC-DC升压芯片和第一电感和第一电容，其中，所述DC-DC升压芯片的电源输入引脚和使能引脚分别与+5V外接电源连接，反馈引脚与倍压电路，接地引脚接地；所述第一电感连接在所述升压转换芯片的电源输入引脚和切换引脚之间。

倍压电路部分包括第一至第五二极管和第二至第六电容，其中，所述第一至第五二极管首尾相连，第一二极管正极接第一电感负极，第五二极管接第一电阻正极；第二电容一端接第一二极管负极，一端接地；第三电容一端接第一二极管正极，一端第二二极管负极；第四电容一端接第二二极管正极，一端第三二极管负极；第五电容一端接第三二极管正极，一端第四二极管负极；第六电容一端接第四二极管正极，一端第五二极管负极。

滤波电路和APD部分包括第一电阻，第二电阻，第七电容，第八电容和APD，其中，第一电阻一端接第五二极管负极，另一端接二电阻，第二电阻另一端接APD阴极；第七电容和第八电容分别接第一电阻两端。

热敏电阻反馈调节部分包括第三电阻，热敏电阻和乘法器，其中，第三电阻一端接APD阴极，另一端接DC-DC升压芯片开关引脚；热敏电阻一端接第三电阻，另一端接地；乘法器V引脚接+5V电源，X引脚和Y引脚接在第三电阻与第四电阻之间，Z引脚接数字地，W引脚接DC-DC升压芯片的反馈引脚。

本发明所提出的方案相较于传统方案，无需数字芯片，不需要额外的运算资源，体积更小，结构更简单，调节偏置电压性能更加迅速准确。

技术效果：本发明的方法及电路可使APD自动处于最佳偏置电压范围内，有效增强APD增益的稳定性。

附图说明

图1为本发明的电路示意图。

图2为本发明实施例中的结果图。