基于DS3501的APD偏壓溫度補償電路設計
3.2 電路參數(shù)設計
參數(shù)設計需要滿足以下兩點要求:
1)為保證偏壓溫度補償的精度,必須有△VEW△Vadj,即相鄰兩檔電阻對應的VRW的變化值小于Vadj的最小變化值;
2)工業(yè)環(huán)境溫度一般為-40~-+85℃,因此該電路必須能在-4O~+85℃范圍內(nèi)進行APD偏壓溫度補償。
查APD手冊得:22℃時,APD擊穿電壓UR=153 V,為了保證APD工作在較大的放大倍數(shù),同時受溫度影響又相對較小,取偏置電壓UR=122.4 V,即k=0.8。
由(1)、(3)式得:
△VRW0.018=0.004 5△T (5)
因為DS3501每4℃溫度區(qū)間對應一個阻值,因此△T=4,故Vadj=0.018。
因此需要有:
△VRW0.018 (6)
同時,在-40~+85℃范圍內(nèi),由(1)、(3)式得:
1.251Vadj1.8135 (7)
電路參數(shù)設計必須滿足(6)、(7)式所示條件。
取VADD=12 V,R1=100 k,R2=10 k,得△VRW=0.0079,1.000Vadj2.000,滿足(6)、(7)式。根據(jù)確定的參數(shù),由(1)、(4)式得:
WR=54.737+0.57157 (8)
由(8)式計算出不同溫度下對應的WR的值,并轉(zhuǎn)換成十六進制,通過I2C總線寫入DS3501的查找表LUT對應地址中。芯片就可以根據(jù)溫度傳感器的溫度控制抽頭位置,進而實現(xiàn)偏壓的控制。
4 測試結(jié)果
根據(jù)電路選取的參數(shù),由(4)、(8)式得:
UR=114.48+0.36T (9)
根據(jù)(9)式可以計算得到某溫度下偏置電壓UR的理論值。
為了測試電路的補償效果,在不同的溫度下測量一組偏置電壓UR,將其與理論值進行相關(guān)性分析,相關(guān)系數(shù)為0.999 67,斜率為1.002 48,標準偏羞為0.006 64,具有較好的一致性,如表1及圖4所示。
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