具有温度补偿的APD阵列信号采集电路

摘要

对APD阵列信号采集电路进行了深入研究,着重分析其增益温度补偿实现方法。系统采用集成DC-DC高压模块为APD阵列提供高压偏置,以提高系统可靠性。高压模块输出电压可通过数字电位计进行软件控制,也可通过常规电位计手动调节,增强系统增益调节的灵活性。为保持APD增益恒定,需在环境温度变化时,APD偏压与APD击穿电压成比例变化。详细分析了基于温敏二极管、温敏电阻及带温度传感器的数字电位计的增益温度补偿方法。APD阵列在激光照射下生成的电流信号经跨阻放大器转换成电压输出。最后,对电路性能进行了测试。分析表明:基于温敏二极管的增益补偿方法设计简便;采用温敏电阻的增益补偿方法只能实现部分温度范围的线性补偿;应用带温度传感器的数字电位计进行温度补偿时存在锯齿效应,该锯齿效应与温度分辨率有关,在温度分辨率为4℃时,偏差最大可达4.57 V。测试结果显示:在激光脉冲宽度为5.1 ns时,模块输出电压脉宽达到10 ns。整个电路满足后续系统设计要求。