一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路的制作方法

1.本实用新型属于激光光电技术领域，涉及雪崩光电探测器驱动电路，具体涉及一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路。


背景技术：

2.雪崩光电二极管是指激光通信中使用的光敏元件，其工作原理是：雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，其中利用载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的read二极管结构（即n+pip+型结构，p+一面接收光），工作时需要较大的反向偏压，使其达到雪崩倍增状态，它的光吸收区与倍增区基本一致。
3.雪崩光电二极管具有较高的灵敏度和内部增益，可大大提高探测系统的灵敏度和信噪比。但是雪崩光电二极管的击穿电压会随着温度的变化而变化，若不对不同温度下的雪崩电压进行控制，将严重影响雪崩光电二极管的工作状态，甚至在某一温度由于工作电压过高，使雪崩光电二极管击穿。
4.在激光测照中，适应环境温度十分重要，雪崩光电二极管的工作条件受温度影响发生变化从而使光电探测器的灵敏度发生变化，影响精度。雪崩二极管在激光接收部分中起到很重要的作用，它对精度的提高有很大影响。以雪崩二极管为核心的新型激光接收是现在及未来激光接收发展的主方向；已经在医疗、工业、军事、科研等四大核心领域获得广泛应用，是未来的行业技术发展方向，国内偏重光学系统研究，激光接收与控制技术限制了应用的深入发展。现有的探测器驱动电路可控性较差，在激光测照中光电二极管随着环境温度变化所需雪崩电压也随之变化，现提出一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路，有效解决在激光测照中光电二极管随着环境温度变化所需雪崩电压也随之变化的问题，以保持光电探测器灵敏度的稳定性。
6.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路，包括mcu最小系统，还包括升压电路、数字电位计控制电路及温度测量电路，所述温度测量电路、数字电位计控制电路、升压电路依次相连，温度测量电路、数字电位计控制电路分别与mcu最小系统连接，所述mcu最小系统从温度测量电路读取数据，mcu最小系统控制数字电位计控制电路生成合适的雪崩电压，从而控制升压电路产生相对应的电压；
8.所述升压电路包括电流变压器t1、触发器u5、二极管d3、d4、d5，mos管u6，所述触发器u5的6脚连接mos管u6的栅极，mos管u6的漏极与电流变压器t1的7脚连接，mos管u6的源极通过电阻r18接地；所述触发器u5的3脚通过电阻r16与mos管u6的源极连接，触发器u5的3脚
通过电容c27接地，所述触发器u5的7脚通过电容c26接地，所述触发器u5的7脚连接正电源+15v；所述触发器u5的8脚通过电阻r13与4脚连接,触发器u5的4脚接地；所述触发器u5的2脚通过电阻r14与1脚连接，所述触发器u5的2脚通过电阻r14与信号cl相连，电阻r14的一端还分别连接电阻r12接hv、连接电阻r15后接地，电阻r12连接信号hv；所述电流变压器t1的12脚通过二极管d5后分别连接电容c28接信号hv、连接电容c30后接地，二极管d5与串联后的二极管d4、电阻r17并联，二极管d5与二极管d4反向，电流变压器t1的12脚通过二极管d3后接信号hv；
9.所述温度测量电路包括温度传感器u3，温度传感器u3的1脚为dq端并连接电阻r10后接电源正极，8脚为vdd端连接电源正极、4脚接地；
10.所述数字电位计控制电路包括数字电位计u4，数字电位计u4的1脚连接电源正极，3脚与mcu最小系统信号cl u/d的46脚相连，4脚与mcu最小系统信号cl cs的45脚相连，5脚接电源cl1，6脚为a端并连接电阻r11后接电源正极。
11.进一步的，所述mcu最小系统采用stm32系列单片机。
12.进一步的，所述mcu最小系统的5脚和6脚与晶振y1相连后接地。mcu最小系统的5脚与电容c18相连后接地，mcu最小系统的6脚和电容c19相连后接地。
13.进一步的，所述mcu最小系统的7脚为复位端口，mcu最小系统的1脚用于连接供电电压。
14.进一步的，所述mcu最小系统的8脚为接地，44脚和电阻r9相连后接地。
15.进一步的，所述mcu最小系统分别连接有调试接口、arm去耦电容。
16.进一步的，所述温度测量电路的电源正极为+3.3v。
17.进一步的，所述数字电位计控制电路的电源正极为+3.3v。
18.本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型的一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路，有效解决了激光测照中光电二极管随着环境温度变化所需雪崩电压也随之变化的问题，提高光电探测器的灵敏度及其稳定性，从而提高激光测照产品在各种严苛环境的适应能力，大大提高了响应速度、灵敏度、安全性。本实用新型满足在各种极端条件的环境下进行测试，实现完全自适应的最优化处理；
20.本实用新型中，mcu最小系统从温度测量电路读取数据，mcu最小系统控制数字电位计控制电路生成合适的雪崩电压，从而控制升压电路产生相对应的电压；各个模块和电路相互配合，逻辑紧密，响应高效、快速，自适应能力强。
21.其中，升压电路为程序可控、可调节电路，当环境温度改变时，mcu采集的电压改变，结合探测器参数数据控制升压电路产生相对应的电压，使其工作在最佳状态。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的整体原理框图；
24.图2为本实用新型温度测量电路的电路原理图；
25.图3为本实用新型数字电位计控制电路电路的电路原理图；
26.图4为本实用新型升压电路的电路原理图；
27.图5为mcu最小系统的原理图。
具体实施方式
28.下面给出具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本实用新型技术方案为前提的最佳实施例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
29.具体实施方式：
30.一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路，如图1所示，包括升压电路、数字电位计控制电路、温度测量电路及mcu最小系统，所述温度测量电路、数字电位计控制电路、升压电路依次相连，温度测量电路、数字电位计控制电路分别与mcu最小系统连接，所述mcu最小系统从温度测量电路读取数据，mcu最小系统控制数字电位计控制电路生成合适的雪崩电压，从而控制升压电路产生相对应的电压。各个模块和电路相互配合，逻辑紧密，响应高效、快速，自适应能力强。
31.如图2所示，所述温度测量电路包括温度传感器u3，温度传感器u3的1脚为dq端并连接电阻r10后接电源正极，tmp信号输入温度传感器u3的1脚，温度传感器u3的8脚为vdd端连接电源正极、4脚接地；
32.如图3所示，所述数字电位计控制电路包括数字电位计u4，数字电位计u4的1脚连接电源正极，3脚与mcu最小系统信号cl u/d的46脚相连，4脚与mcu最小系统信号cl cs的45脚相连，5脚接电源cl1，6脚为a端并连接电阻r11后接电源正极。
33.进一步的，所述温度传感器u3型号为gx18b20x，所述数字电位计u4型号为mcp4023t-202e/ch。
34.进一步的，如图4所示，所述升压电路包括电流变压器t1、触发器u5、二极管d3、d4、d5，mos管u6，所述触发器u5的6脚连接mos管u6的栅极，mos管u6的漏极与电流变压器t1的7脚连接，mos管u6的源极通过电阻r18接地；所述触发器u5的3脚通过电阻r16与mos管u6的源极连接，触发器u5的3脚通过电容c27接地，所述触发器u5的7脚通过电容c26接地，所述触发器u5的7脚连接正电源+15v；所述触发器u5的8脚通过电阻r13与4脚连接,触发器u5的4脚接地；所述触发器u5的2脚通过电阻r14与1脚连接，所述触发器u5的2脚通过电阻r14与信号cl相连，电阻r14的一端还分别连接电阻r12接hv、连接电阻r15后接地，电阻r12连接信号hv；所述电流变压器t1的12脚通过二极管d5后分别连接电容c28接信号hv、连接电容c30后接地，二极管d5与串联后的二极管d4、电阻r17并联，二极管d5与二极管d4反向，电流变压器t1的12脚通过二极管d3后接信号hv；升压电路为程序可控、可调节电路，当环境温度改变时，mcu采集的电压改变，结合探测器参数数据控制升压电路产生相对应的电压，使其工作在最佳状态。
35.进一步的，所述mcu最小系统采用stm32系列单片机。
36.进一步的，如图5所示，所述mcu最小系统的5脚和6脚与晶振y1相连后接地。mcu最小系统的5脚与电容c18相连后接地，mcu最小系统的6脚和电容c19相连后接地；所述mcu最
小系统的7脚为复位端口，mcu最小系统的1脚用于连接供电电压，所述mcu最小系统的8脚为接地，44脚和电阻r9相连后接地。
37.进一步的，所述mcu最小系统分别连接有调试接口、arm去耦电容。
38.进一步的，所述温度测量电路的电源正极为+3.3v。
39.进一步的，所述数字电位计控制电路的电源正极为+3.3v。
40.在本实施例中，现有技术中的激光测照器的探测器在寒冷的环境中，雪崩光电二极管需要较低的雪崩电压，在高温的环境中需要较高的雪崩电压，传统设计的雪崩电压不随环境温度变化或者是粗略的范围变化，不能实现探测器模块的最优性能，甚至损伤光电探测器模块；而本实用新型mcu最小系统读取温度测量电路的数据控制数字电位计控制电路产生适合的雪崩电压并结合探测器参数数据，当环境温度改变时，mcu采集的电压改变，结合探测器参数数据控制升压电路产生相对应的电压，使其工作在最佳状态，实现其性能最佳，从而提高激光测照产品在各种严苛环境的适应能力。
41.综上所述，本实用新型的一种适用于激光测照的超高压温度自适应电路，有有效解决了激光测照中光电二极管随着环境温度变化所需雪崩电压也随之变化的问题，提高光电探测器的灵敏度及其稳定性，从而提高激光测照产品在各种严苛环境的适应能力。
42.以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。