开环光电二极管增益调节的制作方法

各种实施例一般涉及使用光电二极管和光电二极管驱动器的应用。

背景技术：

0、背景

1、光电二极管，包括雪崩光电二极管(apd)，在一系列应用中被采用。应用可以包括但不限于在光电式传感器中的存在和定位、在三角测量和飞行时间传感器中的距离测量以及光纤通信。

技术实现思路

0、概述

1、装置和相关联的方法涉及一种开环控制电路(olcc)，该开环控制电路被配置成根据命令的光电二极管增益电平和测量的温度信号确定光电二极管元件(pde)驱动电压。在说明性示例中，olcc可以接收apd元件的当前温度。例如，olcc可以接收apd的相对于预定基准增益的命令的增益。例如，olcc可以基于当前温度检索apd的预定效率特征(pec)。如果温度对应于pec的基本上非线性的部分，则olcc可以例如基于pec，根据温度和命令的增益确定驱动电压。各种实施例可以在与光电二极管相关联的宽动态温度范围内有利地提供对光电二极管的输出增益的直接控制。

2、各种实施例可以实现一个或更多个优点。例如，一些实施例可以提供用于任意增益电平的光电二极管输出增益控制。一些实施例可以有利地提供apd增益的快速响应控制，诸如无需到期望增益电平的迭代伺服过程。在各种实施例中，基于预定效率特征的增益控制可以有利地提供在反向击穿电压下或超过反向击穿电压时对光电二极管(例如，apd)的控制(例如，开环控制)。各种实施例可有利地将光电二极管保持在控制区域中，该控制区域在温度范围内具有(预定)最小增益分辨率。

3、例如，一些实施例可以提供增强精度的开环控制。例如，可以有利地增加光电二极管和系统的可用动态范围。各种实施例可有利地提供反应更迅速、有成本效益的和/或更紧凑的光学检测实现。

4、在附图和下面的描述中阐述多种实施例的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征和优点将是明显的。

技术特征：

1.一种基于雪崩光电二极管(apd)的增益控制装置，其适于生成信号以控制至少一个apd元件的相对增益，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预定效率特征包括作为用于所述apd元件的至少一个预定效率特征的非线性函数的多个系数存储在所述数据储存器中的信息。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预定效率特征包括作为温度调整信息存储在所述数据储存器中的信息，所述温度调整信息用于将标称温度下的确定的驱动电压信号补偿到根据所接收的测量温度信息的确定的驱动电压信号。

4.一种生成信号以控制基于雪崩光电二极管(apd)的元件的增益电平的方法，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征的非线性部分由所述相对apd增益电平关于超过预定阈值的所述驱动电压的二阶导数的绝对值来表征。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征的非线性部分由在超过预定阈值的预定标称操作点处的斜率的线性外推的方差来表征。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括：在模数转换器处，将从所述传感器接收到的并指示测量温度的模拟信号转换为表示所述测量的温度信息的数字信号。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，确定的驱动电压包括栅极驱动信号的幅度，所述栅极驱动信号被提供给所述apd元件的输入端来使所述apd元件生成实质上所述期望apd增益电平。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，提供确定的驱动电压信号的步骤还包括：用数模转换器将所述确定的驱动电压信号从所述控制器中的数字表示转换为模拟信号。

10.根据权利要求4所述的方法，还包括：提供驱动器电路，所述驱动器电路能够操作地耦合到所述控制器并耦合到所述apd元件的输入端，所述驱动器电路被配置成将确定的驱动电压信号提供给所述apd元件的输入端。

11.根据权利要求4所述的方法，还包括：用所述控制器从非易失性存储器位置检索所述命令的apd相对增益电平信号。

12.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个温度包括预定温度范围。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预定温度范围从负40摄氏度延伸到正85摄氏度。

14.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征包括以至少一个查找表的形式存储在所述数据储存器中的信息。

15.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征包括作为用于所述apd元件的至少一个预定效率特征的非线性函数的多个系数存储在所述数据储存器中的信息。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个系数中的至少一个是所述命令的apd相对增益电平信号的预定函数。

17.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征包括作为温度调整信息存储在所述数据储存器中的信息，所述温度调整信息用于将标称温度下的确定的驱动电压信号补偿到根据所接收的测量温度信息的确定的驱动电压信号。

18.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定效率特征信息表示从与所述apd元件处于相同批次中的一个或更多个apd元件中统计确定的规范效率特征。

19.根据权利要求4所述的方法，其中：

20.根据权利要求4所述的方法，其中，所述驱动电压信号大于所述apd元件的反向击穿电压。

技术总结
装置和相关方法涉及一种开环控制电路(OLCC)，该开环控制电路被配置成根据命令的光电二极管增益电平和测量的温度信号来确定光电二极管元件(PDE)驱动电压。在说明性示例中，OLCC可以接收APD元件的当前温度。例如，OLCC可以接收APD的相对于预定基准增益的命令的增益。例如，OLCC可以基于当前温度检索APD的预定效率特征(PEC)。如果温度对应于PEC的基本上非线性部分，则OLCC可以例如基于PEC，根据温度和命令的增益确定驱动电压。各种实施例可以在与光电二极管相关联的宽动态温度范围内有利地提供对光电二极管的输出增益的直接控制。

技术研发人员：阿什利·怀斯,蒂姆·德克斯
受保护的技术使用者：邦纳工程公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12