專利名稱：一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度補(bǔ)償電路，具體地說(shuō)，涉及一種適用于對(duì)激光接收電路 中雪崩光電二極管APD進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雪崩光電二極管APD應(yīng)用在激光接收電路中時(shí)，是工作在反向擊穿的狀態(tài)。由于 雪崩光電二極管APD的擊穿電壓對(duì)溫度十分敏感，溫度變化會(huì)引起其反向擊穿電壓的變化 而造成工作不穩(wěn)定，導(dǎo)致輸出信號(hào)出現(xiàn)誤差。目前常用的激光接收電路包括電連接的電壓 比較器1、電源控制電路2、直流升壓電路3、高壓輸出反饋電路4、整流濾波電路5、電流轉(zhuǎn)電 壓電路6、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器7、微處理器MCU和雪崩光電二極管APD，為了使雪崩光電二極管 APD工作在穩(wěn)定的狀態(tài)，通常在加反向高壓偏壓的時(shí)候引入熱敏電阻溫度補(bǔ)償電路，如圖1 所示，通過(guò)熱敏電阻感知溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)反向高壓輸出的大小，以使雪崩光電二極管APD 始終工作在穩(wěn)定的狀態(tài)。采用熱敏電阻對(duì)雪崩光電二極管APD進(jìn)行溫度補(bǔ)償，存在以下缺 陷(1)當(dāng)溫度變化時(shí)，雪崩光電二極管APD所需的電壓基本隨著溫度一起呈線形變 化，而熱敏電阻的溫度特性是非線性的，高溫段變化快，低溫段變化慢，采用熱敏電阻所搭 建的電路只能使得電路的等效電阻值隨著溫度的變化接近于線形變化，而不是線性變化， 兩曲線之間存在誤差。(2)不同的雪崩光電二極管APD的溫度系數(shù)和補(bǔ)償曲線各不相同，采用熱敏電阻 需要調(diào)試不同的參數(shù)，有時(shí)很難取得合適的阻值，電路設(shè)計(jì)上有很大的難度。(3)不具備強(qiáng)光源下保護(hù)雪崩光電二極管APD器件的功能，容易使雪崩光電二極 管APD擊穿，造成經(jīng)濟(jì)損失。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是針對(duì)以上問(wèn)題，提供一種補(bǔ)償效果好、有效避免雪崩 光電二極管APD被擊穿的用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路。為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于激光接收電路的溫 度補(bǔ)償電路，所述激光接收電路包括電連接的電壓比較器、整流濾波電路、電流轉(zhuǎn)電壓電 路、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器、微處理器MCU和雪崩光電二極管APD，其特征在于所述溫度補(bǔ)償電路 包括第一電子開(kāi)關(guān)K1，與整流濾波電路、雪崩光電二極管APD的負(fù)極及微處理器MCU電 連接；第二電子開(kāi)關(guān)K2，與雪崩光電二極管APD的正極、電流轉(zhuǎn)電壓電路、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換 器及微處理器MCU電連接。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述第一電子開(kāi)關(guān)K1與第二電子開(kāi)關(guān)K2分別包括控制端、輸入端和兩個(gè)輸出端
3的二選一電子開(kāi)關(guān)。所述第一電子開(kāi)關(guān)K1的輸入端連接雪崩光電二極管APD的負(fù)極，一個(gè)輸出端連接 整流濾波電路的輸出端，另一個(gè)輸出端接地，控制端連接微處理器MCU。所述第二電子開(kāi)關(guān)K2的輸入端連接雪崩光電二極管APD的正極，一個(gè)輸出端連接 電流轉(zhuǎn)電壓電路，另一個(gè)輸出端連接A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器，控制端連接微處理器MCU。所述溫度補(bǔ)償電路還包括D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1，該D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1設(shè)置在微處 理器MCU與電壓比較器之間。所述D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1的電壓輸出端、電壓反饋端連接后經(jīng)電阻R1接電壓比較 器的正向輸入端，數(shù)據(jù)輸入端、時(shí)鐘端與信號(hào)同步端依次接微處理器MCU的數(shù)據(jù)輸出端、時(shí) 鐘端和同步信號(hào)端。本實(shí)用新型采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)本溫度補(bǔ)償電路起到了一個(gè)自動(dòng) 溫度計(jì)的作用，能夠精確測(cè)量溫度值，MCU通過(guò)D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1輸出對(duì)應(yīng)的電壓值，使 得直流升壓電路輸出的APD反向偏置高壓，能隨溫度的變化得到相應(yīng)更正，補(bǔ)償精確，雪崩 光電二極管APD工作穩(wěn)定。溫度工作范圍大。當(dāng)強(qiáng)光照射時(shí)，先測(cè)開(kāi)路電壓，能夠避免雪崩 光電二極管APD被擊穿。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中激光接收電路的電路框圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中激光接收電路的電路框圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中激光接收電路的電路圖。圖中，1-電壓比較器，2-電源控制電路，3-直流升壓電路，4-高壓輸出反饋電路，5-整流 濾波電路，6-電流轉(zhuǎn)電壓電路，7-A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例，附圖2為激光接收電路的電路框圖，附圖3為激光接收電路的電路圖，激 光接收電路包括電連接的電壓比較器1、電源控制電路2、直流升壓電路3、高壓輸出反饋電 路4、整流濾波電路5、電流轉(zhuǎn)電壓電路6、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器7、微處理器MCU、溫度補(bǔ)償電路和 雪崩光電二極管APD，電壓比較器1的型號(hào)為L(zhǎng)M393，溫度補(bǔ)償電路包括型號(hào)為⑶4066的雙 向模擬開(kāi)關(guān)IC2，雙向模擬開(kāi)關(guān)IC2的兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)組成第一電子開(kāi)關(guān)K1，另外兩個(gè)模擬開(kāi) 關(guān)組成第二電子開(kāi)關(guān)K2，第一電子開(kāi)關(guān)K1與第二電子開(kāi)關(guān)K2分別為包括控制端、輸入端 和兩個(gè)輸出端的二選一電子開(kāi)關(guān)，雙向模擬開(kāi)關(guān)IC2的1腳接整流濾波電路5的輸出端，2、 3腳接雪崩光電二極管APD的負(fù)極，4腳接地，5、6腳接微處理器MCU的I/O 口，8腳接電流 轉(zhuǎn)電壓電路6的輸入端，9、10腳接雪崩光電二極管APD的正極，11腳接A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器7 的模擬信號(hào)輸入端，12、13腳接微處理器MCU的I/O 口，型號(hào)為DAC7513的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器 IC1設(shè)置在微處理器MCU與電壓比較器1之間，D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1的1腳為電壓輸出端、 2腳為電壓反饋端，1、2腳連接后經(jīng)電阻R1接電壓比較器1的3腳，6腳數(shù)據(jù)輸入端，7腳為 時(shí)鐘端，8腳為信號(hào)同步端，6、7、8腳依次接微處理器MCU的相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出，時(shí)鐘和同步信號(hào)端。在固定強(qiáng)度的光照下，雪崩光電二極管APD會(huì)產(chǎn)生一固定的電流，該電流不會(huì)隨 溫度的變化而變化，將雪崩光電二極管APD斷開(kāi)之后，其開(kāi)路電壓則隨溫度的變化而變化， 在-5°到40°條件下，用同一強(qiáng)度光照射雪崩光電二極管APD時(shí)，雪崩光電二極管APD正 負(fù)管腳間所產(chǎn)生的電壓如下表 其中1550nm的光強(qiáng)度為-lOdBm，1310nm的光強(qiáng)度為-11. 5dBm，從上表可以得到
在光強(qiáng)不變的情況下，雪崩光電二極管APD的開(kāi)路電壓隨著溫度的升高而減小。根據(jù)以上的特性，事先將固定光強(qiáng)下雪崩光電二極管APD所能產(chǎn)生的電壓數(shù)值和 對(duì)應(yīng)的溫度關(guān)系存入微處理器MCU中，以及不同溫度下雪崩光電二極管APD最佳工作點(diǎn)所 需要的驅(qū)動(dòng)電壓值關(guān)系也存入微處理器MCU中。工作時(shí)，先發(fā)射該固定強(qiáng)度的光照射雪崩光電二極管APD，微處理器MCU經(jīng)雙向模 擬開(kāi)關(guān)IC2的5腳、12腳控制雙向模擬開(kāi)關(guān)IC2的兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)接通，使雪崩光電二極管 APD的負(fù)極接地，正極接A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器7，A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器7采集電壓值，并與微處理器MCU 中的電壓溫度關(guān)系對(duì)照，得出此時(shí)的溫度，然后微處理器MCU經(jīng)雙向模擬開(kāi)關(guān)IC2的6腳、 13腳控制雙向模擬開(kāi)關(guān)IC2的另外兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)接通，使雪崩光電二極管APD的負(fù)極接整 流濾波電路5的輸出端，正極接電流轉(zhuǎn)電壓電路6的輸入端，從微處理器MCU中查找出該溫 度下APD最佳工作點(diǎn)所需的電壓，并通過(guò)D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1輸出該電壓給電壓比較器1 的3腳，整流濾波電路5輸出反向偏置高壓給APD。溫度補(bǔ)償電路起到了一個(gè)自動(dòng)溫度計(jì)的作用，精確的測(cè)得溫度值，并反饋給控制 端是電壓比較器的正向輸入端，正向輸入端輸出不同溫度下的不同電壓值，產(chǎn)生滿足APD 工作的反向偏置高壓，使得APD反向偏置電壓值能隨溫度的變化得到相應(yīng)更正。
權(quán)利要求一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，所述激光接收電路包括電連接的電壓比較器(1)、直流升壓電路(3)、整流濾波電路(5)、電流轉(zhuǎn)電壓電路(6)、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)、微處理器MUC和雪崩光電二極管APD，其特征在于所述溫度補(bǔ)償電路包括第一電子開(kāi)關(guān)K1，與整流濾波電路(5)、雪崩光電二極管APD的負(fù)極及微處理器MUC電連接；第二電子開(kāi)關(guān)K2，與雪崩光電二極管APD的正極、電流轉(zhuǎn)電壓電路(6)、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)及微處理器MUC電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于所述第 一電子開(kāi)關(guān)Kl與第二電子開(kāi)關(guān)K2分別為包括控制端、輸入端和兩個(gè)輸出端的二選一電子開(kāi)關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于所述第 一電子開(kāi)關(guān)Kl的輸入端連接雪崩光電二極管APD的負(fù)極，一個(gè)輸出端連接整流濾波電路 (5)的輸出端，另一個(gè)輸出端接地，控制端連接微處理器MUC0
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于所 述第二電子開(kāi)關(guān)K2的輸入端連接雪崩光電二極管APD的正極，一個(gè)輸出端連接電流轉(zhuǎn)電壓 電路(6)，另一個(gè)輸出端連接A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)，控制端連接微處理器MUC。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于所述溫 度補(bǔ)償電路還包括D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1，該D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器ICl設(shè)置在微處理器MUC與電壓 比較器(1)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于所述D/ A數(shù)模轉(zhuǎn)換器ICl的電壓輸出端、電壓反饋端連接后經(jīng)電阻Rl接電壓比較器(1)的正向輸 入端，數(shù)據(jù)輸入端、時(shí)鐘端與信號(hào)同步端依次接微處理器MCU的數(shù)據(jù)輸出端、時(shí)鐘端和同步信號(hào)端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于激光接收電路的溫度補(bǔ)償電路，激光接收電路包括電連接的電壓比較器、整流濾波電路、電流轉(zhuǎn)電壓電路、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器、微處理器MCU和雪崩光電二極管APD，溫度補(bǔ)償電路包括與整流濾波電路、雪崩光電二極管APD的負(fù)極及微處理器MCU電連接的第一電子開(kāi)關(guān)K1以及與雪崩光電二極管APD的正極、電流轉(zhuǎn)電壓電路、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器及微處理器MCU電連接的第二電子開(kāi)關(guān)K2，能夠精確測(cè)量溫度值，MCU通過(guò)D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器IC1輸出對(duì)應(yīng)的電壓值，使得直流升壓電路輸出的APD反向偏置高壓，能隨溫度的變化得到相應(yīng)更正，補(bǔ)償精確，雪崩光電二極管APD工作穩(wěn)定。溫度工作范圍大。當(dāng)強(qiáng)光照射時(shí)，先測(cè)開(kāi)路電壓，能夠避免雪崩光電二極管APD被擊穿。
文檔編號(hào)H01L31/024GK201601136SQ20102001516
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者吳穎, 王益軍, 田青松 申請(qǐng)人:山東交通職業(yè)學(xué)院