智能型雪崩光电管的研究

摘要

在光电微弱信号检测方面，雪崩光电管(APD)因具有优良的探测性能而受到人们的极大重视。但APD 的倍增因子对温度十分敏感，为了保证在许多应用中APD 始终工作于最佳工作状态，研究APD 的等效电路和智能化的温度偏压补偿技术有着重要意义。 论文以拉通型雪崩光电管为研究对象，应用载流子速率方程和连续性方程，通过归一化处理，建立了APD 的等效电路模型，并在PSPICE 中创建了相应的子电路，为APD 应用电路的计算机辅助设计奠定了基础，仿真结果验证了模型的合理性。 为使APD 在环境温度变化的条件下工作在最佳状态，分析了APD 的倍增机理和噪声特性，讨论了APD 的内增益与偏压、温度的关系，提出了采用单片机控制的智能偏压温度补偿方案，给出了补偿电路的硬、软件设计方法，该电路适合于环境温度大范围变化的连续光电检测系统。 对于智能型雪崩光电管的应用，论文介绍了脉冲激光测距仪的工作原理以及各种提高时间间隔测量精度的方法，分析了延迟内插法的特点，采用先进的时间数字转换芯片TDC-GP1，设计了高精度激光测距仪计时系统，并分析了计时误差。