基于max1932的apd偏壓溫度補償系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于通信測試領(lǐng)域，涉及一種基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] APD是通過在其結(jié)構(gòu)中構(gòu)造一個強電場去，當(dāng)光入射到PN結(jié)后，光子被吸收產(chǎn)生 電子-空穴對，這些電子-空穴對運動進入強電場區(qū)后獲得能量做高速運動，該過程反復(fù)多 次后使載流子雪崩式倍增。
[0003] AH)光電檢測器能對器件內(nèi)部的光生載流子電流進行放大，即所謂內(nèi)部倍增作用。 這種倍增作用的大小與器件的工作偏置有關(guān)，其響應(yīng)度隨偏置電壓的增加而增加，當(dāng)其偏 置接近擊穿電壓時，響應(yīng)度急劇增加，這就是所謂的"雪崩"效應(yīng)。正因為"雪崩"效應(yīng)，在 一定的輸入光功率條件下，Aro能夠產(chǎn)生數(shù)倍于PIN光電流的光生電流，使其光電靈敏度更 高，故Aro常用于長程傳輸或DWDM等需要高接收靈敏度的光纖通信系統(tǒng)。但同時它也有一 個很大的缺點，環(huán)境溫度的變化對Aro的特性影響很大，當(dāng)溫度升高時，Aro的擊穿電壓VBR 也隨著上升，如果APD的工作電壓（即高壓）不變，APD的光電檢測性能會變?nèi)?，靈敏度降 低。如果要求Aro工作于恒定增益，高壓偏置電源必須能夠改變，以補償因溫度和制造工藝 而造成的雪崩增益變化。要獲得恒定的增益，APD電源一般來講必須具有大約+0. 2% /°C 的溫度系數(shù)，大約相當(dāng)于l〇〇mV/°C。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型提供了一種基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括：Aro偏壓溫 度補償芯片、數(shù)字溫度計、FPGA和數(shù)據(jù)處理控制單元，其中，
[0005] 所述AH)偏壓溫度補償芯片，進一步為設(shè)置在MAX1932內(nèi)的AH)偏壓溫度補償芯 片，與所述FPGA相耦接，用于補償因溫度和制造工藝而造成的雪崩增益變化；
[0006] 所述FPGA，分別與所述AH)偏壓溫度補償芯片、數(shù)字溫度計和數(shù)據(jù)處理控制單元 相耦接，用于進行配置寄存器、數(shù)據(jù)讀寫；
[0007] 所述數(shù)字溫度計，與所述FPGA相耦接，用于測量溫度并將其轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字量， 與所述FPGA進行溫度數(shù)字量的數(shù)據(jù)交互；
[0008] 所述數(shù)據(jù)處理控制單元，與所述FPGA相耦接，用于和所述FPGA進行數(shù)據(jù)交互，對 數(shù)據(jù)進行處理，控制所述FPGA進行讀寫操作。
[0009] 優(yōu)選地，所述APD偏壓溫度補償芯片的初始偏置電壓值為0. 9VBR，輸出電壓按下 述公式計算：
[0010] Vout = 90-(Code-1) X 50/254 ；
[0011]Code =[(90-Vout)X 254+50]/50，
[0012] 其中，Vout為所述AH)偏壓溫度補償芯片的輸出電壓，Code為輸出電壓代碼。
[0013] 優(yōu)選地，所述MAX1932內(nèi)設(shè)有8bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，電壓調(diào)整率為195mV/bit。
[0014] 優(yōu)選地，所述數(shù)字溫度計為DS7505低壓數(shù)字溫度計，設(shè)有溫度寄存器，該數(shù)字溫 度計為在_55°C至+125°C的范圍內(nèi)提供9、10、11或12位數(shù)字溫度讀數(shù)的數(shù)字溫度計，該數(shù) 字溫度計在-25 °C至+100 °C溫度范圍內(nèi)精度為±0. 5 °C。
[0015] 優(yōu)選地，所述數(shù)字溫度計與所述FPGA通過I2C接口相耦接；所述Aro偏壓溫度補 償芯片與所述FPGA通過SPI接口相耦接；所述數(shù)據(jù)處理控制單元與所述FPGA通過PCI接 口相耦接。
[0016] 優(yōu)選地，所述溫度寄存器中包含D15-D0位，其中最高位D15為符號位，當(dāng)最高位 D15讀出0時為正溫度，當(dāng)最高位D15讀出1時為負溫度。
[0017] 優(yōu)選地，所述數(shù)字溫度計中溫度值的計算方法為：
[0018] 正溫度值的計算方法為：讀出溫度寄存器的最高位D15為0時，溫度值為（D14-D8 數(shù)據(jù)位對應(yīng)的十進制數(shù)）+D7 X 0. 5 ;
[0019] 負溫度值的計算方法為：讀出溫度寄存器的最高位D15為1時，將各數(shù)據(jù)位取反加 1求補碼。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償系統(tǒng)，達到 了如下效果：
[0021] 1)本實用新型的基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度準確 自動補償Aro偏置電壓，較好的滿足了 0TDR系統(tǒng)對Aro測量精度的要求，具有優(yōu)良的性能 和很好的實用性。
[0022] 2)本實用新型的基于MAX1932的APD偏壓溫度補償系統(tǒng)采用數(shù)字方式進行控制， 控制靈活簡單，精度高。
[0023] 3)本實用新型中電路簡單，成本低，易于實現(xiàn)，數(shù)字方式，控制靈活，較高的穩(wěn)定性 及精度度，電路噪聲系數(shù)小，信噪比高，易于調(diào)試等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0025] 圖1是本實用新型提供的AH)偏壓溫度補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026] 如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以 名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在 通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的"包含"為一開放式用語，故應(yīng)解釋成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述 技術(shù)問題，基本達到所述技術(shù)效果。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述 描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍 當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準。
[0027] 實施例1
[0028] 本實施例提供一種基于MAX1932的AH)偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括：AH)偏壓溫度補 償芯片101、數(shù)字溫度計102、FPGA103和數(shù)據(jù)處理控制單元104,其中，
[0029] 所述Aro偏壓溫度補償芯片101，進一步為基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償芯 片，與所述FPGA 103相耦接，用于補償因溫度和制造工藝二造成的雪崩增益變化；
[0030] 所述FPGA 103,分別與所述Aro偏壓溫度補償芯片101、數(shù)字溫度計102和數(shù)據(jù)處 理控制單元104相耦接，用于進行配置寄存器、數(shù)據(jù)讀寫；
[0031] 所述數(shù)字溫度計102,與所述FPGA103相耦接，用于測量溫度并將其轉(zhuǎn)換成溫度數(shù) 字量，與所述FPGA103進行溫度數(shù)字量的數(shù)據(jù)交互；
[0032] 所述數(shù)據(jù)處理控制單元104,與所述FPGA 103相親接，用于和所述FPGA103進行數(shù) 據(jù)交互，對數(shù)據(jù)進行處理，控制所述FPGA 103進行讀寫操作。
[0033] 本實用新型中的AH)偏壓溫度補償芯片101的初始偏置電壓值為0. 9VBR，輸出電 壓按下述公式計算：
[0034] Vout = 90-(Code-1) X 50/254 ；
[0035] Code = [(90-Vout) X 254+50]/50，
[0036] 其中，Vout為所述AH)偏壓溫度補償芯片的輸出電壓，Code為輸出電壓代碼。
[0037] MAX1932內(nèi)設(shè)有8bit的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，電壓調(diào)整率為195mV/bit
[0038] 所述數(shù)字溫度計102為DS7505低壓數(shù)字溫度計，設(shè)有溫度寄存器，該溫度計能夠 在-55 °C至+125 °C的范圍內(nèi)提供9、10、11或12位數(shù)字溫度的讀數(shù)，在-25 °C至+100 °C溫度 范圍內(nèi)精度可達±〇.5°C。
[0039] 從圖1中可以看出所述數(shù)字溫度計102與所述FPGA 103通過I2C接口相耦接；所 述AH)偏壓溫度補償芯片101與所述FPGA 103通過SPI接口相耦接；所述數(shù)據(jù)處理控制單 元104與所述FPGA 103通過PCI接口相耦接。
[0040] 本實用新型中的DS7505低壓數(shù)字溫度計中的所述溫度寄存器包含D15-D0位，其 中最高位D15為符號位，當(dāng)讀出0時為正溫度，讀出1時為負溫度。在讀取數(shù)據(jù)時只讀取整 數(shù)部分即可0H5-D8位），當(dāng)然也可以讀取更多位。
[0041] 所述數(shù)字溫度計102中溫度值的計算方法為：
[0042] 正溫度值的計算方法為：讀出溫度寄存器的最高位D15為0時，溫度值為（D14-D8 數(shù)據(jù)位對應(yīng)的十進制數(shù)）+D7 X 0. 5 ;
[0043] 負溫度值的計算方法為：讀出溫度寄存器的最高位D15為1時，將各數(shù)據(jù)位取反加 1求補碼。
[0044] 實施例2
[0045] 在實施例1的基礎(chǔ)上，實施例提供基于MAX1932的AH)偏壓溫度補償系統(tǒng)的應(yīng)用 實施例，結(jié)合圖1，本實施例提供一種基于MAX1932的AH)偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括：AH)偏 壓溫度補償芯片101、數(shù)字溫度計102、FPGA103和數(shù)據(jù)處理控制單元104,其中，
[0046] 所述Aro偏壓溫度補償芯片101，進一步為基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償芯 片，與所述FPGA103相耦接，用于補償因溫度和制造工藝二造成的雪崩增益變化；
[0047] 所述FPGA103,分別與所述APD偏壓溫度補償芯片101、數(shù)字溫度計102和數(shù)據(jù)處 理控制單元104相耦接，用于進行配置寄存器、數(shù)據(jù)讀寫；
[0048] 所述數(shù)字溫度計102,與所述FPGA103相耦接，用于測量溫度并將其轉(zhuǎn)換成溫度數(shù) 字量，與所述FPGA103進行溫度數(shù)字量的數(shù)據(jù)交互；
[0049]所述數(shù)據(jù)處理控制單元