基于max1932的apd偏壓溫度補償系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[OOOU 本發(fā)明屬于通信測試領域，設及一種基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] ATO是通過在其結構中構造一個強電場去，當光入射到PN結后，光子被吸收產(chǎn)生 電子-空穴對，該些電子-空穴對運動進入強電場區(qū)后獲得能量做高速運動，該過程反復多 次后使載流子雪崩式倍增。
[000引 ATO光電檢測器能對器件內部的光生載流子電流進行放大，即所謂內部倍增作用。 該種倍增作用的大小與器件的工作偏置有關，其響應度隨偏置電壓的增加而增加，當其偏 置接近擊穿電壓時，響應度急劇增加，該就是所謂的"雪崩"效應。正因為"雪崩"效應，在 一定的輸入光功率條件下，ATO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ATO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ATO的特性影響很大，當溫度升高時，ATO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弱，靈敏度降 低。如果要求ATO工作于恒定增益，高壓偏置電源必須能夠改變，W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)，大約相當于l00mV/°C。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括;ATO偏壓溫度補 償巧片、數(shù)字溫度計、FPGA和數(shù)據(jù)處理控制單元，其中，
[0005] 所述ATO偏壓溫度補償巧片，進一步為設置在MAX1932內的ATO偏壓溫度補償巧 片，與所述FPGA相禪接，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ATO偏壓溫度補償巧片、數(shù)字溫度計和數(shù)據(jù)處理控制單元 相禪接，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相禪接，用于測量溫度并將其轉換成溫度數(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相禪接，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ATO偏壓溫度補償巧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)X254+50]/50,
[0012] 其中，Vout為所述Aro偏壓溫度補償巧片的輸出電壓，Code為輸出電壓代碼。
[001引優(yōu)選地，所述MAX1932內設有8bit的數(shù)模轉換器，電壓調整率為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，設有溫度寄存器，該數(shù)字溫 度計為在-55°C至+125°C的范圍內提供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接口相禪接；所述ATO偏壓溫度補 償巧片與所述FPGA通過SPI接口相禪接；所述數(shù)據(jù)處理控制單元與所述FPGA通過PCI接 口相禪接。
[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，當最高位 D15讀出0時為正溫度，當最高位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，溫度值為值14-D8 數(shù)據(jù)位對應的十進制數(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)有技術相比，本發(fā)明所述的基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)，達到了如 下效果：
[002U 1)本發(fā)明的基于MAX1932的APD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APD偏置電壓，較好的滿足了 OTDR系統(tǒng)對APD測量精度的要求，具有優(yōu)良的性能和很 好的實用性。
[002引 2)本發(fā)明的基于MAX1932的ATO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)本發(fā)明中電路簡單，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，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中： [002引圖1是本發(fā)明提供的APD偏壓溫度補償系統(tǒng)的結構圖。
【具體實施方式】
[0026] 如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員 應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不W 名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是W組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在 通篇說明書及權利要求當中所提及的"包含"為一開放式用語，故應解釋成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的誤差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述 技術問題，基本達到所述技術效果。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W說明本申請的一般原則為目的，并非用W限定本申請的范圍。本申請的保護范圍 當視所附權利要求所界定者為準。
[0027] 實施例1
[002引本實施例提供一種基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括;ATO偏壓溫度補 償巧片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偏壓溫度補償巧片101，進一步為基于MAX1932的Aro偏壓溫度補償巧 片，與所述FPGA 103相禪接，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ATO偏壓溫度補償巧片101、數(shù)字溫度計102和數(shù)據(jù)處 理控制單元104相禪接，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相禪接，用于測量溫度并將其轉換成溫度數(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相禪接，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] 本發(fā)明中的APD偏壓溫度補償巧片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Aro偏壓溫度補償巧片的輸出電壓，Code為輸出電壓代碼。
[0037] MAX1932內設有8bit的數(shù)模轉換器，電壓調整率為195mV/bit
[003引所述數(shù)字溫度計102為DS7505低壓數(shù)字溫度計，設有溫度寄存器，該溫度計能夠 在-55°C至+125°C的范圍內提供9、10、11或12位數(shù)字溫度的讀數(shù)，在-25°C至+100°C溫度 范圍內精度可達±0. 5°C。
[0039] 從圖1中可W看出所述數(shù)字溫度計102與所述FPGA 103通過I2C接口相禪接；所 述ATO偏壓溫度補償巧片101與所述FPGA 103通過SPI接口相禪接；所述數(shù)據(jù)處理控制單 元104與所述FPGA 103通過PCI接口相禪接。
[0040] 本發(fā)明中的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 分即可值15-D8位），當然也可W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，溫度值為值14-D8 數(shù)據(jù)位對應的十進制數(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的基礎上，實施例提供基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)的應用 實施例，結合圖1，本實施例提供一種基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償系統(tǒng)，包括；ATO偏 壓溫度補償巧片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ATO偏壓溫度補償巧片101，進一步為基于MAX1932的ATO偏壓溫度補償巧 片，與所述FPGA103相禪接，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ATO偏壓溫度補償巧片101、數(shù)字溫度計102和數(shù)據(jù)處 理控制單元104相禪接，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相禪接，用于測量溫度并將其轉換成溫度數(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104,與所述FPGA103相禪接，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FPGA103進行讀寫操作。
[0050] 本發(fā)明中的APD偏壓溫度補償巧片101的初始偏置電壓值為0. 9VBR，輸出電壓按 下述公式計算：
[0051 ] Vout = 90-(Code-1) X 50/254 ；
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