专利名称：Apd电压温度曲线测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种APD (雪崩光电二极管)电压温度曲线测试装置，尤其是一种 基于单片机的能精确测试APD电压温度曲线的自动测试装置。
背景技术：
APD是一种利用半导体材料的光电导效应制成的传感器。APD具有高增益，高灵敏 度等特点，在军事和国民经济的各个领域有着广泛用途。例如在光通信、工业自动控制、光 度计量、光纤传感等领域。APD对温度非常敏感，APD的各种电气参数随环境温度的变化而变化，其中变化最 大的参数是击穿电压和增益。当温度升高时APD的击穿电压升高，温度降低时APD的击穿 电压降低。在APD的工作电压恒定的情况下，环境温度升高，则APD的增益下降，环境温度 降低则APD的增益升高。由于APD器件具有较大离散性，它们的击穿电压和电压温度曲线 差别较大，厂家一般会提供每个APD基准温度下(通常是25°C时)的击穿电压和对于特定 增益的工作电压，但温度系数只会提供一个典型值，并不适合于每一个APD，并且不同温度 下温度系数相差很大，因此准确测量增益相同时APD电压随温度变化曲线非常重要，然而 现有技术中缺乏自动准确测量的有效手段。
发明内容本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供一种电路简单，成本低廉，能够 实现自动精确测试，方便快捷的APD电压温度曲线测试装置。为解决上述技术问题，本实用新型的测试装置主要包括以下部分MCU(单片机)和计算机通信，根据计算机的命令测试APD电压温度曲线，并将测 试得到的数据返回计算机。DAC (数模转换器)用来将单片机输出的数字信号转换成模拟信号，控制APD电 源。ADC(模数转换器)将电流电压转换器输出的电压模拟信号转换成数字信号，并 发送给单片机。APD电源为可调的高压电源，给APD供电。温度传感器用来探测APD周围的温度，并将温度信息传递给MCU，该温度传感器 可以为数字温度传感器也可以为热敏电阻与ADC的组合电路。APD 雪崩光电二极管，将光源提供的光信号转换成电流信号。电流电压转换器将APD提供的电流信号转换成电压信号。可调恒温装置用来调整APD的温度。光源为APD提供稳定光信号。计算机属于外围设备，用来和单片机通信，并根据单片机返回的信号绘制并显示 电压温度曲线。
3[0016]其中MCU、DAC、APD电源、APD、电流电压转换器、ADC、MCU依次连接形成回路，温度 传感器位于APD附近与MCU相连接，APD和温度传感器一起被放置在可调恒温装置内。具有这种结构的APD电压温度曲线测试装置的工作流程是1)将可调恒温装置温度设定为基准温度，温度稳定后打开光源；2)计算机向MCU发送APD对应基准温度的基准工作电压(此电压值由厂家提供)， MCU控制DAC输出将APD电源输出电压调整到此电压值；3) MOT读取ADC转换值，将这个值作为APD的基准响应Vbase ；4)计算机向MCU发送测试指令，MCU启动测试APD电压温度曲线程序；5)设置可调恒温装置的温度在高低温范围内变化；6)在温度变化过程中MCU将自动调整APD的高压使APD响应等于基准响应Vbase， 并记录下各个温度点的温度和APD的电压值；7)MCU将记录的温度值和电压值发送给计算机，计算机按照这些数据绘制APD电 压温度曲线。上述工作流程中，所述基准温度为25°C，可调恒温装置的高低温变化范围一般是 0°C 45°C，为了提高测试精度可以多测试几个温度循环，系统会自动将多个循环的数据求 平均来提高测量精度。本实用新型APD电压温度曲线测试装置优点是1)电路简单，成本低廉；2)基于单片机自动测试，计算机自动绘图并显示曲线，方便快捷，安全可靠；3)可以多次循环测量，大大提高了测量精度。

图1为本实用新型APD电压温度曲线测试装置的结构原理框图。图2为本实用新型APD电压温度曲线测试装置的工作流程图。
具体实施方式
下面以本实用新型APD电压温度曲线测试装置在光纤传感领域中的应用为例，对 本实用新型进行详细的描述。如图1所示，该测试装置包括以下部分MCU(单片机)1 选用NXP公司的lpc2136 ；DAC (模数转换器)2 选用AD公司14位的AD5531 ；ADC (数模转换器)3 选用AD公司的14位精度7M采样速率的AD7940 ；APD电源4 选用国产的300V的高压电源；电流电压转换器5 主要芯片选用TI (德州仪器)公司的0PA657 ；温度传感器6 选用DALLAS公司12位精度数字温度传感器的DS18B20 ；APD (雪崩光电二极管)7 使用 LMADA PACIFIC INC 公司的 SAR500APD ；可调恒温装置8 为自制可调恒温箱，温度精度为0. 1°C ；光源9 使用自制激光器(激光管使用B00KHAM的980nm半导体激光管)；计算机10 是通用的计算机。[0044]其中MCU 1、DAC 2、APD电源4、APD 7、电流电压转换器5、ADC 3、MCU 1依次连接 形成回路，温度传感器6位于APD 7附近与MCU 1相连接，APD 7和温度传感器2 —起被放 置在可调恒温装置8内。如图2所示，本实用新型测试装置的工作流程是1)将可调恒温装置8温度设定为25°C，温度稳定后打开光源9 ；2)计算机10向MCU 1发送APD 7对应25 °C时的基准工作电压(此电压值由厂家 提供)，MCU 1控制DAC 2输出将APD电源4输出电压调整到此电压值；3)MCU 1读取ADC 3转换值，将这个值作为APD 7的基准响应Vbase ；4)计算机10向MCU 1发送测试指令，MCU 1启动测试APD 7电压温度曲线程序；5)设置可调恒温装置8的温度在0 °C 45 °C范围内变化； 6)在温度变化过程中MCU 1将自动调整APD 7的高压使APD 7响应等于基准响应 Vbase，并记录下各个温度点的温度和APD 7的电压值；7)MCU 1将记录的温度值和电压值发送给计算机10，计算机10按照这些数据绘制 出二位坐标图，横轴为温度，纵轴为APD 7电压；8)为了提高测试精度可以多测试几个温度循环，系统会自动将多个循环的数据求 平均来提高测量精度。总之，本实用新型的实施例公布的是其较佳的实施方式，但并不限于此。本领域的 普通技术人员极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但 只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种APD电压温度曲线测试装置，其特征在于，包括计算机，MCU，DAC，ADC，APD电源，电流电压转换器，温度传感器，APD，可调恒温装置和光源，其中，MCU、DAC、APD电源、APD、电流电压转换器、ADC、MCU依次连接形成回路，温度传感器位于APD附近并与MCU相连接，APD和温度传感器一起被放置在可调恒温装置内。
2.如权利要求1所述的APD电压温度曲线测试装置，其特征在于，所述的温度传感器为 数字温度传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种APD电压温度曲线测试装置，该装置主要由计算机，MCU，DAC，ADC，APD电源，电流电压转换器，温度传感器，APD，可调恒温装置和光源组成，基于MCU实现自动精确测试，同时本实用新型还具有电路简单，成本低廉，安全可靠等优点，适合光通信、光纤传感等多领域的APD电压温度曲线的测试。
文档编号G01R31/26GK201583627SQ20102001458
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月1日 优先权日2010年1月1日
发明者史振国, 张斌, 高明 申请人:威海北洋电气集团股份有限公司