基于MAX5026的單光子探測(cè)器直流偏壓源設(shè)計(jì)

　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電路的控制輸入電壓為2.500 V即輸出電壓為71 V輸出時(shí)，1 mA電流負(fù)載時(shí)具有100 mVp-p的紋波輸出，若在輸出端并聯(lián)一個(gè)1μF或更大一點(diǎn)的低等效串聯(lián)電阻(ESR)和低等效串聯(lián)電感(ESL)電容時(shí)，能將噪聲水平降低到20 mV水平，如下圖2所示，其紋波峰峰值不到40 mV。由于MAX5026采用了500 kHz固定開關(guān)頻率，如采用LC濾波器或RC濾波器可以將輸出紋波峰值降低到2 mV水平，足以滿足APD雪崩擊穿時(shí)電壓的需要。

4 數(shù)控輸出APD直流偏壓源

　　有時(shí)使用的APD是帶溫度補(bǔ)償?shù)慕M件，組件里帶有熱敏電阻之類的感溫元件，使用圖3所示直流源電路就非常合適，圖3所示電路是基于單片機(jī)控制的、具有輸出數(shù)字可調(diào)的APD偏置電壓源部分電路。在控制部分單片機(jī)讀取APD組件中熱敏電阻的值，從而修正APD的偏置電壓，能實(shí)現(xiàn)對(duì)APD的溫度補(bǔ)償，此外也可以進(jìn)一步修正電源電壓波動(dòng)帶來增益的變化。

　　在此電路中，MAX6102是2.5 V基準(zhǔn)電壓源。通過控制10位DA轉(zhuǎn)換器MAX5304能將輸出電壓從24.79 V調(diào)節(jié)到71.32 V，步長(zhǎng)為45.4 mV。如當(dāng)DAC的串行輸入數(shù)據(jù)為3FFH時(shí)，即控制輸入電壓為0 V時(shí)，輸出電壓為71.32 V，當(dāng)串行輸入數(shù)據(jù)為000H時(shí)，輸出電壓為24.79 V，此時(shí)控制輸入電壓為2.500 V。如想得到步長(zhǎng)更小的電壓輸出，可選用多位數(shù)模轉(zhuǎn)換器來替代MAX5304，如低功耗滿幅輸出12位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7512可將步長(zhǎng)降低到11 mV左右。

　　
5 結(jié) 語

　　基于低噪聲、固定頻率PWM生壓轉(zhuǎn)換器MAX5026的APD直流偏壓源具有紋波小、成本低、體積小、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該偏壓電路能夠滿足單光子探測(cè)時(shí)APD對(duì)直流偏壓源的要求。此外，鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，該偏壓電路在電視調(diào)諧、低噪聲變?nèi)荻O管的偏置、數(shù)字視頻解碼器的調(diào)諧、電纜調(diào)制器、電纜話音通信等電路的電源系統(tǒng)中也得到廣泛應(yīng)用。