专利名称：一种智能温度补偿的apd电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤温度传感技术领域，具体的说是一种智能温度补偿的APD电路， 尤其涉及微弱信号放大电路。
背景技术：
拉曼分布式光纤温度传感系统(RDTS)基于背向拉曼散射原理，当激光脉冲在光纤中传输过程中，光纤中会不断产生拉曼散射(斯托克斯、反斯托克斯)、瑞利散射及布里渊散射等散射光，其中一部分会反方向传输到“源头”，我们称这部分散射光为“背向散射光”。 RDTS就是采用背向拉曼散射中反斯托克斯作为温度敏感信号的一种温度传感系统。RDTS 是一种强度解调性传感系统，对接收放大电路有很高的稳定性要求。 APD具备很高的接收灵敏度和一定的倍增能力，通常用于微弱散射光信号的接收和放大。但是APD接收增益会随着温度的升高而降低，从而导致接收信号强度和信噪比的下降，影响系统性能。为此 APD的应用通常伴随着针对环境温度变化的补偿。一般来说，温度补偿有两种方法，一种时将APD置于恒温环境下；一种是根据APD 增益、APD高压及温度之间近似线性的关系，由APD环境温度计算出APD高压从而维持APD 增益不变。第一种方法增加了系统的成本和功耗；第二种方法依赖于APD增益、APD高压及温度之间的线性关系，而实际上这种线性关系是近似的、有适用范围的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能温度补偿的APD电路，在于不增加成本和功耗的前提下，提高APD温度补偿的准确性和可靠性，克服了现有技术中存在的缺点和不足。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种智能温度补偿的APD电路，其特征在于所述智能温度补偿的APD电路包括高压控制单元和APD接收单元，所述的高压控制单元和APD接收单元之间通过APD工作温度接口、APD偏置高压接口和APD信号接口互联。本发明公开了一种智能温度补偿的APD电路，采用MCU来控制APD高压芯片，多接口设计，在于不增加成本和功耗的前提下，提高APD温度补偿的准确性和可靠性，相比现有技术而言，具有突出的实质性特点和显著进步。
图1为本发明电路框图。
具体实施例方式下面参照附图，对本发明进一步进行描述。本发明为一种智能温度补偿的APD电路，如图1中所示，其特征在于所述智能温度补偿的APD电路包括高压控制单元15和APD接收单元16，所述的高压控制单元15和APD 接收单元16之间通过APD工作温度接口、APD偏置高压接口和APD信号接口互联。在具体实施时，所述高压控制单元15包含有一 MCU9，该MCU9设有MOD接口 7(M0D接ロ -模式设置接ロ /Model Sel),该MOD接ロ 7用于设置MCU9工作模式，分为温度补偿模式和正常工作模式，所述MCU9设有ORC接ロ 8 (ORG接ロ -初始化接ロ /Orginal Sel )，该 ORC接ロ 8在上述温度补偿模式中，用于指示初始化工作状态，作为智能温度补偿的參考原始数据，所述MCU9设有手动APD偏置高压调整接ロ 14，用于初始化时手动调整APD偏置高压，只在温度补偿模式下有效，所述MCU9设有A/D接ロ 1，用于APD接收单元16输出结果的模数转换，MCU9根据该值反馈调整高压输出，并保持A/D值与MCU记录的初始值一致，然后记录下当前温度和D/A值，该接ロ只用于温度补偿模式，所述MCU9的控制端与APD高压芯片10连接，APD高压芯片10接收MCU的D/A输出值，调整APD偏置高压，所述APD高压芯片10设有高压输出接ロ 3，所述MCU9设有APD工作温度输入接ロ 2，用于获取APD工作环境实时温度值。在具体实施时，所述APD接收单元16包含有一放大电路11，所述放大电路11与 APD12连接，用于对APD12 (雪崩光电探测器)输出微弱信号进ー步放大，该放大电路11的信号输出接ロ 4与上述A/D接ロ 1互联，在正常工作模式下接入工作系统(即采用本发明提及的智能温度补偿的APD电路作为接收系统的宿主系统)，所述APD12的APD工作温度输出接ロ 5与上述APD工作温度输入接ロ 2连接，所述APD12的APD偏置高压输入接ロ 6与上述高压输出接ロ 3互联，所述APD12还设有光信号输入端ロ 13。所述的APD12为智能温度补偿的APD电路的核心器件，在不同偏置高压和温度下具有不同的接收增益。ー种智能温度补偿的APD电路在使用之前需要在温度补偿模式下建立ー个温度补偿表，该温度补偿表记录在不同温度下的偏置高压输出值，并存储在MCU自带的FLASH 中。在记录表建立完成后就可以进入正常工作模式，MCU就会根据实时获取的温度动态调整APD偏置高压的输出。由于温度补偿表不可能是完全连续的，遇到没有对应的环境温度值，就可以采取插值法获得该温度对应的偏置高压输出值。在具体实施时，如图1所示，首先将APD工作温度输入接ロ 2与APD工作温度输出接ロ 5，高压输出接ロ 3与APD偏置高压输入接ロ 6连接起来，通过MOD接ロ 7将MCU置于温度补偿工作模式，并将本电路置于ー稳定工作温度环境下，选取ー微弱稳定连续光接入光信号输入端ロ 13。通过手动APD偏置高压调整接ロ 14手动调整APD偏置高压、手动调整放大电路11放大增益，使信号输出接ロ 4输出信号信噪比达到最高，信号值幅度限制在述A/D接ロ 1的输入范围内。稳定该状态一段时间，然后将信号输出接ロ 4接入到A/D接 ロ 1。通过ORG接ロ 8通知MCU将当前环境(包括温度值、信号AD值及偏置高压输出值)保存下来作为生成温度补偿记录表的原始參考数据，待完成后，通过ORG接ロ 8关闭原始參考数据记录功能，进入到温度补偿表建立流程。接下来，将APD単元置入温箱中，调整温箱温度上升速率以适应APD単元自动调整的速率。MCU将由A/D接ロ 1输入的实时信号AD值与起先记录的原始參考值对比，动态调整APD高压输出，待调整完毕后，记录下当前工作环境 (温度值、偏置高压输出值)作为温度补偿表的ー项；如此反复，根据补偿时间和补偿间隔会形成完整的温度补偿表，并保存在FLASH中。待完成后，通过MOD接ロ 7将MCU工作模式恢复为正常工作模式，APD単元也可以用于宿主系统了。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进ー步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种智能温度补偿的APD电路，其特征在于所述智能温度补偿的APD电路包括高压控制单元(15)和APD接收单元(16)，所述的高压控制单元(15)和APD接收单元(16)之间通过APD工作温度接口、APD偏置高压接口和APD信号接口互联。
2.根据权利要求1所述的一种智能温度补偿的APD电路，其特征在于所述高压控制单元(15)包含有一 MCU (9)，该MCU (9)设有MOD接口(7)，该MOD接口(7)用于设置MCU (9)工作模式，分为温度补偿模式和正常工作模式，所述MCU (9)设有ORC接口(8)，该ORC 接口(8)在上述温度补偿模式中，用于指示初始化工作状态，作为智能温度补偿的参考原始数据，所述MCU (9)设有手动APD偏置高压调整接口(14)，用于初始化时手动调整APD偏置高压，只在温度补偿模式下有效，所述MCU (9)设有A/D接口(1 )，用于APD接收单元(16)输出结果的模数转换，MCU (9)根据该值反馈调整高压输出，并保持A/D值与MCU记录的初始值一致，然后记录下当前温度和D/A值，该接口只用于温度补偿模式，所述MCU (9)的控制输出端与APD高压芯片(10)连接，APD高压芯片10接收MCU (9)的D/A输出值，所述APD 高压芯片(10 )设有高压输出接口( 3 )，所述MCU (9 )设有APD工作温度输入接口( 2 )，用于获取APD工作环境实时温度值。
3.根据权利要求1所述的一种智能温度补偿的APD电路，其特征在于所述APD接收单元(16)包含有一放大电路(11)，所述放大电路(11)与APD (12)连接，用于对APD (12)输出微弱信号进一步放大，该放大电路(11)的信号输出接口(4)与上述A/D接口(1)互联， 所述APD (12)的APD工作温度输出接口(5)与上述APD工作温度输入接口(2)连接，所述 APD (12)的APD偏置高压输入接口(6)与上述高压输出接口(3)互联，所述APD (12)还设有光信号输入端口(13)。
全文摘要
本发明公开了一种智能温度补偿的APD电路，其特征在于所述智能温度补偿的APD电路包括高压控制单元和APD接收单元，所述的高压控制单元和APD接收单元之间通过APD工作温度接口、APD偏置高压接口和APD信号接口互联。电路采用MCU来控制APD高压芯片，多接口设计，在于不增加成本和功耗的前提下，提高APD温度补偿的准确性和可靠性，相比现有技术而言，具有突出的实质性特点和显著进步。
文档编号G01J1/44GK102564582SQ20101061523
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者仝芳轩, 周正仙, 席刚, 皋魏, 郭兆坤 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司