一種apd陣列芯片偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種APD陣列芯片偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償方法。一、建立一個補(bǔ)償裝置，包括APD陣列芯片、熱敏電阻、AD轉(zhuǎn)換器I、匹配電阻、AD轉(zhuǎn)換器II、微處理器、數(shù)字電位器、輸出可調(diào)高壓模塊、蜂鳴器和顯示模塊。二、微處理器讀取AD轉(zhuǎn)換器I的值，計(jì)算熱敏電阻的阻值，計(jì)算出數(shù)字電位器應(yīng)當(dāng)輸出的電阻值。三、數(shù)字電位器輸出相應(yīng)的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊的控制端，APD陣列芯片就得到了當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓。四、AD轉(zhuǎn)換器II采集輸出可調(diào)高壓模塊輸出的電壓值，如果該電壓值異常，微處理器會立即調(diào)整數(shù)字電位器的輸出電阻，并觸發(fā)蜂鳴器報警和顯示模塊閃爍顯示。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了APD陣列芯片反向偏置電壓的全自動溫度補(bǔ)償功能。
【專利說明】
一種APD陣列芯片偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及APD偏置電壓調(diào)節(jié)技術(shù)，特別是一種APD陣列偏置高壓全自動溫度補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]反向高壓偏置下的APD(雪崩光電二極管)經(jīng)光照射后會使流過APD的電流產(chǎn)生雪崩倍增效應(yīng)。AF1D反向偏置電壓越接近雪崩擊穿電壓，雪崩倍增效應(yīng)就越顯著，但同時會產(chǎn)生淹沒有用信號的附加噪聲效應(yīng)，因此精確控制Aro反向偏置電壓成為Aro實(shí)際應(yīng)用的最大難題。由于雪崩擊穿電壓隨溫度發(fā)生變化，故需控制Aro偏置高壓也跟隨溫度變化。
[0003]《光通信技術(shù)》期刊2014年12期“基于ADL5317和LM35的APD偏壓溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)”；《電子設(shè)計(jì)工程》2015年2月(23卷第3期)“基于TPS40210的APD偏壓溫補(bǔ)電路設(shè)計(jì)”，都公開了AH)偏壓溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)，其不足之處在于:需要手動調(diào)整電路中多個元件參數(shù)，高壓模塊電壓范圍小、且調(diào)節(jié)不方便?！豆鈱W(xué)與光電技術(shù)》期刊2013年4期“具有溫度補(bǔ)償?shù)腁I3D數(shù)控偏壓電路”；《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》2012年第25卷第3期，“基于DSP的雪崩光電二極管數(shù)控偏壓源設(shè)計(jì)”，它們的不足之處在于:雖然采用了微控制器，但是高壓模塊部分元件仍然需要手動調(diào)節(jié);而且溫度測量電路較復(fù)雜。
[0004]現(xiàn)有的溫度補(bǔ)償方法中還沒有針對APD陣列芯片的，都只限于單只APD，而且都需要手動調(diào)整部分電路參數(shù)，沒有實(shí)現(xiàn)全自動溫度補(bǔ)償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述系統(tǒng)存在的問題，提供了一種采用熱敏電阻、數(shù)字電位器、輸出可調(diào)高壓模塊和微處理器的適用于APD(雪崩光電二極管)陣列芯片偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償方法。
[0006]具體步驟為:
一、建立一個Aro陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置，包括一片Aro陣列芯片、一只熱敏電阻、AD(模擬數(shù)字)轉(zhuǎn)換器1、匹配電阻、AD(模擬數(shù)字)轉(zhuǎn)換器I1、一個微處理器、一個數(shù)字電位器、一個輸出可調(diào)高壓模塊、一個蜂鳴器和一個顯不模塊。熱敏電阻固定在APD陣列芯片上，AD轉(zhuǎn)換器I連接熱敏電阻，輸出可調(diào)高壓模塊輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器II和APD陣列芯片，輸出可調(diào)高壓模塊控制端與數(shù)字電位器連接，微處理器連接AD轉(zhuǎn)換器1、AD轉(zhuǎn)換器I1、數(shù)字電位器、蜂鳴器和顯示模塊。
[0007]APD陣列芯片，芯片上集成了多個APD單元，這些APD單元可構(gòu)成IxN直線型陣列和NxN方型陣列，其中:N為5-16。
[0008]熱敏電阻，用作溫度傳感器，其電阻值大小能夠反映Aro陣列芯片工作溫度。
[0009]AD轉(zhuǎn)換器I，用于采集熱敏電阻的分壓。
[0010]匹配電阻，用于將熱敏電阻與溫度的指數(shù)型非線性函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)關(guān)系，保證采樣靈敏度的一致性。
[0011]微處理器，用于讀取AD轉(zhuǎn)換器I的值，計(jì)算熱敏電阻值，再查表得到Aro陣列芯片工作溫度，然后控制數(shù)字電位器輸出合適的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊;所述的微處理器還要讀取AD轉(zhuǎn)換器II的值，從而獲取輸出可調(diào)高壓模塊實(shí)際輸出值;所述的微處理器也要控制蜂鳴器報警以及顯示模塊完成顯示。
[0012]數(shù)字電位器，由微處理器控制輸出合適的電阻值，從而使輸出可調(diào)高壓模塊輸出Aro陣列芯片在當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓值，保證陣列芯片上的各個Aro單元處于接近雪崩的高增益狀態(tài)。
[0013]輸出可調(diào)高壓模塊，根據(jù)數(shù)字電位器的電阻值輸出相應(yīng)的高壓值至Aro陣列芯片。
[0014]AD轉(zhuǎn)換器II，用于實(shí)時采集輸出可調(diào)高壓模塊輸出的電壓值，防止輸出可調(diào)高壓模塊因故障而損壞昂貴的Aro陣列芯片。
[0015]蜂鳴器，當(dāng)輸出可調(diào)高壓模塊輸出電壓異常時發(fā)出報警。
[0016]顯示模塊，用于顯示熱敏電阻分壓值、熱敏電阻的阻值、Aro陣列芯片工作溫度、數(shù)字電位器輸出值和輸出可調(diào)高壓模塊輸出電壓值。
[0017]二、微處理器讀取AD轉(zhuǎn)換器I的值，以此獲取熱敏電阻分壓值。
[0018]三、微處理器根據(jù)所采用的分壓電路形式計(jì)算出熱敏電阻的阻值。
[0019]四、微處理器在程序存儲器中查詢熱敏電阻與溫度關(guān)系表格，獲取Aro陣列芯片的當(dāng)前工作溫度。
[0020]五、微處理器根據(jù)APD陣列芯片當(dāng)前工作溫度計(jì)算出所述的陣列芯片所需的偏置電壓值，所述的偏置電壓值即為輸出可調(diào)高壓模塊應(yīng)當(dāng)輸出的電壓值。
[0021]六、微處理器根據(jù)輸出可調(diào)高壓模塊的輸出電壓與控制電壓關(guān)系曲線計(jì)算出數(shù)字電位器應(yīng)當(dāng)輸出的電阻值。
[0022]七、微處理器控制數(shù)字電位器輸出相應(yīng)的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊的控制端，輸出可調(diào)高壓模塊則由輸出端輸出對應(yīng)的電壓至AH)陣列芯片，這樣APD陣列芯片就得到了當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓。
[0023]八、微處理器控制AD轉(zhuǎn)換器II采集輸出可調(diào)高壓模塊的輸出電壓值，并判斷所述的輸出電壓值是否處在合理電壓范圍。
[0024]九、如果所述的輸出電壓值異常，微處理器將立即調(diào)整數(shù)字電位器的輸出電阻，并觸發(fā)蜂鳴器報警和顯示模塊閃爍顯示，有效避免損壞昂貴的Aro陣列芯片。
[0025]本發(fā)明的APD陣列芯片偏置高壓全自動溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，通過檢測熱敏電阻的阻值得出Aro陣列芯片工作溫度，從而得到所需最佳反向偏置電壓，再利用數(shù)字電位器改變輸出可調(diào)高壓模塊的輸出電壓，使Aro陣列芯片獲得與當(dāng)前工作溫度匹配的反向偏置電壓，實(shí)現(xiàn)了 Aro陣列芯片反向偏置電壓的全自動溫度補(bǔ)償功能。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)使用熱敏電阻作為Aro陣列芯片工作溫度采集的溫度傳感器，體積小，靈敏度高。(2)用數(shù)字電位器連接輸出可調(diào)高壓模塊控制端，這樣微處理器只需根據(jù)測出的熱敏電阻值控制數(shù)字電位器輸出，無需人為干預(yù)或使用其它手動調(diào)節(jié)器件，就可使輸出可調(diào)高壓模塊輸出電壓值自動跟隨APD陣列芯片工作溫度的變化，實(shí)現(xiàn)了全自動溫度補(bǔ)償。(3)通過增加一只匹配電阻將熱敏電阻與溫度的指數(shù)型非線性函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)關(guān)系，電路結(jié)構(gòu)簡單，同時還保證了采樣靈敏度的一致性。(4)采用微處理器內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器，無需增加AD轉(zhuǎn)換器芯片不會引起電路板面積增加。(5)用AD轉(zhuǎn)換器II采集輸出可調(diào)高壓模塊實(shí)際輸出電壓值，對價格昂貴的Aro陣列芯片起到了安全保護(hù)作用。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明Aro陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖2本發(fā)明AH)陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置熱敏電阻采樣圖。
[0029]圖3本發(fā)明AH)陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置微處理器控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例:
一、如圖1所示，建立一個Aro陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置，由APD陣列芯片101、熱敏電阻108、AD轉(zhuǎn)換器I 107、匹配電阻110、AD轉(zhuǎn)換器II 105、微處理器102、數(shù)字電位器103、輸出可調(diào)高壓模塊104、蜂鳴器109和顯示模塊106構(gòu)成。熱敏電阻108固定在AI3D陣列芯片101上;AD轉(zhuǎn)換器I連接熱敏電阻108和匹配電阻110;輸出可調(diào)高壓模塊104的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器II 105和APD陣列芯片101;輸出可調(diào)高壓模塊104的控制端與數(shù)字電位器103連接;微處理器102連接AD轉(zhuǎn)換器I 107、AD轉(zhuǎn)換器II 105、數(shù)字電位器103、顯示模塊106和蜂鳴器109。
[0031]Aro陣列芯片101，本實(shí)施例選用德國First sensor公司生產(chǎn)的5x5 AI3D方型陣列芯片，該芯片上集成了 25個Aro單元，這些Aro單元構(gòu)成5x5方型陣列。
[0032]熱敏電阻108，用作溫度傳感器，其電阻值會隨溫度發(fā)生變化，本實(shí)施例選用美國Vishay公司生產(chǎn)的帶玻璃護(hù)套的高精度負(fù)溫度系數(shù)NTC熱敏電阻，封裝為0805貼片，體積小，靈敏度高，并將其固定在APD陣列芯片上，使其電阻值跟隨APD陣列芯片101當(dāng)前工作溫度而變化。
[0033]AD轉(zhuǎn)換器I 107，用于采集熱敏電阻108的分壓。本實(shí)施例中的AD轉(zhuǎn)換器I 107使用微處理器102的內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器，這樣無需增加額外的AD轉(zhuǎn)換芯片，不會造成溫度補(bǔ)償系統(tǒng)電路板面積增加。
[0034]匹配電阻110，是一個與熱敏電阻108相連的高精度電阻，用于將熱敏電阻與溫度的指數(shù)型非線性函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)關(guān)系，保證采樣靈敏度的一致性。
[0035]微處理器102，選用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的ARM Cortex M3架構(gòu)的STM32F103RCT6微處理器。用于讀取AD轉(zhuǎn)換器I 107的值，計(jì)算熱敏電阻108的阻值，再查表獲取AH)陣列芯片101的工作溫度，然后控制數(shù)字電位器103輸出合適的值至輸出可調(diào)高壓模塊104的控制端;微處理器102還用于讀取AD轉(zhuǎn)換器II 105的值，從而獲取輸出可調(diào)高壓模塊104的實(shí)際輸出值，當(dāng)輸出可調(diào)高壓模塊104輸出異常時由微處理器102還要控制蜂鳴器109發(fā)出報警；微處理器102也要控制顯示模塊106顯示熱敏電阻108的阻值，APD陣列芯片101的當(dāng)前工作溫度，數(shù)字電位器103的輸出電阻值和輸出可調(diào)高壓模塊104實(shí)際輸出高壓值，所述的高壓值即為AH)陣列芯片101獲得的經(jīng)溫度補(bǔ)償后的偏置電壓值。
[0036]數(shù)字電位器103，選用Microchip公司生產(chǎn)的1kQ數(shù)字電位器，型號為MCP41010。微處理器102將根據(jù)Aro陣列芯片101的當(dāng)前工作溫度來控制數(shù)字電位器103輸出合適的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊104的控制端，從而使輸出可調(diào)高壓模塊104輸出APD陣列芯片101在當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓值，保證APD陣列芯片101上的25個APD單元處于接近雪崩的高增益狀態(tài)。由于使用了數(shù)字電位器103，微處理器102只需根據(jù)測出的熱敏電阻值控制數(shù)字電位器103輸出，無需人為干預(yù)或使用其它手動調(diào)節(jié)器件，就可使輸出可調(diào)高壓模塊104輸出電壓值自動跟隨AH)陣列芯片1I工作溫度的變化，實(shí)現(xiàn)了全自動溫度補(bǔ)償。
[0037]輸出可調(diào)高壓模塊104，選用天津東文公司生產(chǎn)的0-300V輸出可調(diào)型高壓模塊。輸出可調(diào)高壓模塊104的控制端連接數(shù)字電位器103的電阻輸出端，輸出可調(diào)高壓模塊104的輸出端連接AH)陣列芯片1I，為該芯片提供合適的偏置電壓。
[0038]AD轉(zhuǎn)換器II 105，用于實(shí)時采集輸出可調(diào)高壓模塊104輸出的電壓值，可防止輸出可調(diào)高壓模塊104發(fā)生故障而損壞昂貴的Aro陣列芯片101。為了不增加整個溫度補(bǔ)償系統(tǒng)體積，本實(shí)施例中的AD轉(zhuǎn)換器II 105也是使用微處理器102的內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器。
[0039]蜂鳴器109，當(dāng)輸出可調(diào)高壓模塊104輸出電壓異常時發(fā)出報警。
[0040]顯示模塊106，選用緊湊型文字液晶模塊。用于顯示熱敏電阻108的分壓值及電阻值，APD陣列芯片101的工作溫度，數(shù)字電位器103的電阻值，輸出可調(diào)高壓模塊104的輸出電壓值。還在輸出可調(diào)高壓模塊104輸出電壓異常時進(jìn)行閃爍顯示。
[0041]圖2為熱敏電阻采樣圖，包括:熱敏電阻108，AD轉(zhuǎn)換器I107，匹配電阻110。本實(shí)施例中，匹配電阻110采用了美國Vishay公司生產(chǎn)的低溫度漂移、高穩(wěn)定性電阻;熱敏電阻108則采用Vishay公司的帶玻璃護(hù)套的高精度NTC熱敏電阻。所述的采樣電路結(jié)構(gòu)簡單，精度高，實(shí)現(xiàn)了熱敏電阻與溫度的指數(shù)型非線性函數(shù)的線性化，保證了采樣靈敏度的一致性。
[0042]二、微處理器102讀取AD轉(zhuǎn)換器I 107的值，計(jì)算熱敏電阻108的阻值，再查表獲取Aro陣列芯片1I的當(dāng)前工作溫度，然后計(jì)算出數(shù)字電位器103應(yīng)當(dāng)輸出的電阻值。
[0043]三、數(shù)字電位器103輸出相應(yīng)的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊104的控制端，輸出可調(diào)高壓模塊104則由輸出端輸出對應(yīng)的電壓至APD陣列芯片1I，這樣APD陣列芯片1I就得到了當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓。
[0044]四、AD轉(zhuǎn)換器II105采集輸出可調(diào)高壓模塊104輸出的電壓值，如果該電壓值異常，微處理器102會立即調(diào)整數(shù)字電位器103的輸出電阻，并觸發(fā)蜂鳴器109報警和顯示模塊106閃爍顯示，有效避免因輸出可調(diào)高壓模塊104異常對昂貴的AH)陣列芯片101造成損壞。
[0045]APD陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置的微處理器控制具體流程見圖3，微處理器102作為本實(shí)施例的控制單元是運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS II上，本實(shí)施例共建立4個工作任務(wù)，分別是:AD轉(zhuǎn)換任務(wù)，計(jì)算任務(wù)，顯示及報警任務(wù)和開始任務(wù)。該流程圖開始于步驟S301o
[0046]在步驟S302，微處理器102對系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置，同時也對嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSII進(jìn)行初始化，為執(zhí)行后續(xù)各項(xiàng)任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)境。
[0047]在步驟S303，uC/0S II啟動開始任務(wù)。
[0048]在步驟S304，開始任務(wù)執(zhí)行期間，uC/OSII創(chuàng)建了其它三個任務(wù)，分別是:AD轉(zhuǎn)換任務(wù)，計(jì)算任務(wù)，顯示與報警任務(wù)，所述的三個任務(wù)創(chuàng)建完成后，開始任務(wù)即被掛起。此后在uC/OS II調(diào)度下，微處理器102以時間片輪轉(zhuǎn)方式同時運(yùn)行所述的三個任務(wù)，S卩:步驟S305-S309的AD轉(zhuǎn)換任務(wù)，步驟S310-S316的計(jì)算任務(wù)，步驟S317-S325的顯示與報警任務(wù)是同時運(yùn)行的。
[0049]在步驟S305，微處理器102開始運(yùn)行AD轉(zhuǎn)換任務(wù)。
[0050]在步驟S306，微處理器102控制AD轉(zhuǎn)換器I 107和AD轉(zhuǎn)換器II 105進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。[0051 ]在步驟S307，微處理器102發(fā)送AD轉(zhuǎn)換器I 107的轉(zhuǎn)換結(jié)果到郵箱I，所述的郵箱是一種在不同任務(wù)間實(shí)現(xiàn)通信的機(jī)制。
[0052]在步驟S308，微處理器102發(fā)送AD轉(zhuǎn)換器I 107的轉(zhuǎn)換結(jié)果到郵箱2。
[0053]在步驟S309，微處理器102發(fā)送AD轉(zhuǎn)換器II 105的轉(zhuǎn)換結(jié)果到郵箱3。
[0054]在步驟S310，微處理器102開始運(yùn)行計(jì)算任務(wù)。
[0055]在步驟S311，計(jì)算任務(wù)查詢郵箱I，看是否收到在步驟S307發(fā)送的AD轉(zhuǎn)換器I107的轉(zhuǎn)換結(jié)果，如果收到則立即轉(zhuǎn)入步驟S312，否則延時達(dá)到后進(jìn)入步驟S312。
[0056]在步驟S312，微處理器102根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器I 107的轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算得到熱敏電阻108的電阻值，然后查程序存儲器中熱敏電阻阻值與溫度的對照表格就可得到Aro陣列芯片ιο?的當(dāng)前工作溫度。
[0057]在步驟S313，微處理器102發(fā)送消息到郵箱4，所述的消息內(nèi)容為APD陣列芯片101
當(dāng)前工作溫度。
[0058]在步驟S314，微處理器102根據(jù)APD陣列芯片101當(dāng)前工作溫度計(jì)算出AH)陣列芯片101在該工作溫度下所需的偏置電壓值，在根據(jù)輸出可調(diào)高壓模塊的輸出與控制關(guān)系曲線計(jì)算出數(shù)字電位器103應(yīng)該輸出的電阻值。
[0059]在步驟S315，控制數(shù)字電位器103輸出計(jì)算得到的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊104控制端，則輸出可調(diào)高壓模塊104輸出在步驟S314中所述的偏置電壓值，這樣AH)陣列芯片101就獲得了溫度補(bǔ)償后的偏置電壓。
[0060]在步驟S316，微處理器102發(fā)送消息到郵箱5，所述的消息內(nèi)容為步驟S314計(jì)算出的數(shù)字電位器103應(yīng)輸出的電阻值和Aro陣列芯片1I所需的偏置電壓值。
[0061 ] 在步驟S317，微處理器102開始運(yùn)行顯示與報警任務(wù)。
[0062]在步驟S318，顯示與報警任務(wù)查詢郵箱2，看是否收到在步驟S308發(fā)送的AD轉(zhuǎn)換器
I107的轉(zhuǎn)換結(jié)果，如果收到則立即轉(zhuǎn)入步驟S319，否則延時達(dá)到后進(jìn)入步驟S319。
[0063]在步驟S319，顯示熱敏電阻108的分壓值，所述的分壓值是由AD轉(zhuǎn)換器I107的轉(zhuǎn)換結(jié)果換算得到的。
[0064]在步驟S320，顯示與報警任務(wù)查詢郵箱3，看是否收到在步驟S309發(fā)送的AD轉(zhuǎn)換器
II105的轉(zhuǎn)換結(jié)果，如果收到則立即轉(zhuǎn)入步驟S321，否則延時達(dá)到后進(jìn)入步驟S321。
[0065]在步驟S321，顯示輸出可調(diào)高壓模塊104的輸出電壓值，所述的輸出電壓值是由AD轉(zhuǎn)換器II 105的轉(zhuǎn)換結(jié)果換算得到的，如果所述的輸出電壓值異常則蜂鳴器報警，并且顯示模塊進(jìn)行閃爍顯示。
[0066]在步驟S322，顯示與報警任務(wù)查詢郵箱4，看是否收到在步驟S313發(fā)送的消息，如果收到則立即轉(zhuǎn)入步驟S323，否則延時達(dá)到后進(jìn)入步驟S323。
[0067]在步驟S323，顯示AH)陣列芯片101的當(dāng)前工作溫度。
[0068]在步驟S324，顯示與報警任務(wù)查詢郵箱5，看是否收到在步驟S316發(fā)送的數(shù)字電位器103應(yīng)輸出的電阻值和APD陣列芯片101所需的偏置電壓值，如果收到則立即轉(zhuǎn)入步驟S325，否則延時達(dá)到后進(jìn)入步驟S325。
[0069]在步驟S325，顯示數(shù)字電位器103應(yīng)輸出的電阻值和APD陣列芯片101所需的偏置電壓值。
[0070]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種APD陣列芯片偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償方法，其特征在于具體步驟為: 一、建立一個Aro陣列偏置電壓全自動溫度補(bǔ)償裝置，包括一片Aro陣列芯片、一只熱敏電阻、AD轉(zhuǎn)換器1、匹配電阻、AD轉(zhuǎn)換器I1、一個微處理器、一個數(shù)字電位器、一個輸出可調(diào)高壓模塊、一個蜂鳴器和一個顯示模塊;熱敏電阻固定在Aro陣列芯片上，AD轉(zhuǎn)換器I連接熱敏電阻，輸出可調(diào)高壓模塊輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器II和AH)陣列芯片，輸出可調(diào)高壓模塊控制端與數(shù)字電位器連接，微處理器連接AD轉(zhuǎn)換器1、AD轉(zhuǎn)換器I1、數(shù)字電位器、蜂鳴器和顯示模塊； AF1D陣列芯片，芯片上集成了多個AF1D單元，這些APD單元可構(gòu)成IxN直線型陣列和NxN方型陣列，其中:N為5-16; 熱敏電阻，用作溫度傳感器，其電阻值大小能夠反映APD陣列芯片工作溫度； AD轉(zhuǎn)換器I，用于采集熱敏電阻的分壓； 匹配電阻，用于將熱敏電阻與溫度的指數(shù)型非線性函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)關(guān)系，保證采樣靈敏度的一致性； 微處理器，用于讀取AD轉(zhuǎn)換器I的值，計(jì)算熱敏電阻值，再查表得到APD陣列芯片工作溫度，然后控制數(shù)字電位器輸出合適的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊;所述的微處理器還要讀取AD轉(zhuǎn)換器II的值，從而獲取輸出可調(diào)高壓模塊實(shí)際輸出值;所述的微處理器也要控制蜂鳴器報警以及顯示模塊完成顯示； 數(shù)字電位器，由微處理器控制輸出合適的電阻值，從而使輸出可調(diào)高壓模塊輸出Aro陣列芯片在當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓值，保證陣列芯片上的各個APD單元處于接近雪崩的高增益狀態(tài)； 輸出可調(diào)高壓模塊，根據(jù)數(shù)字電位器的電阻值輸出相應(yīng)的高壓值至APD陣列芯片； AD轉(zhuǎn)換器II，用于實(shí)時采集輸出可調(diào)高壓模塊輸出的電壓值，防止輸出可調(diào)高壓模塊因故障而損壞昂貴的Aro陣列芯片； 蜂鳴器，當(dāng)輸出可調(diào)高壓模塊輸出電壓異常時發(fā)出報警； 顯示模塊，用于顯示熱敏電阻分壓值、熱敏電阻的阻值、AH)陣列芯片工作溫度、數(shù)字電位器輸出值和輸出可調(diào)高壓模塊輸出電壓值； 二、微處理器讀取AD轉(zhuǎn)換器I的值，以此獲取熱敏電阻分壓值； 三、微處理器根據(jù)所采用的分壓電路形式計(jì)算出熱敏電阻的阻值； 四、微處理器在程序存儲器中查詢熱敏電阻與溫度關(guān)系表格，獲取Aro陣列芯片的當(dāng)前工作溫度； 五、微處理器根據(jù)APD陣列芯片當(dāng)前工作溫度計(jì)算出所述的陣列芯片所需的偏置電壓值，所述的偏置電壓值即為輸出可調(diào)高壓模塊應(yīng)當(dāng)輸出的電壓值； 六、微處理器根據(jù)輸出可調(diào)高壓模塊的輸出電壓與控制電壓關(guān)系曲線計(jì)算出數(shù)字電位器應(yīng)當(dāng)輸出的電阻值； 七、微處理器控制數(shù)字電位器輸出相應(yīng)的電阻值至輸出可調(diào)高壓模塊的控制端，輸出可調(diào)高壓模塊則由輸出端輸出對應(yīng)的電壓至APD陣列芯片，這樣AH)陣列芯片就得到了當(dāng)前工作溫度下所需的偏置電壓； 八、微處理器控制AD轉(zhuǎn)換器II采集輸出可調(diào)高壓模塊的輸出電壓值，并判斷所述的輸出電壓值是否處在合理電壓范圍； 九、如果所述的輸出電壓值異常，微處理器將立即調(diào)整數(shù)字電位器的輸出電阻，并觸發(fā)蜂鳴器報警和顯示模塊閃爍顯示，有效避免損壞昂貴的Aro陣列芯片； 所述AD轉(zhuǎn)換器即為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】G05F1/567GK106020321SQ201610625023
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月31日
【發(fā)明人】張飆, 周國清, 周祥
【申請人】桂林理工大學(xué)