基于MAX5026的單光子探測器直流偏壓源設計

　　實驗發現，當電路的控制輸入電壓為2.500 V即輸出電壓為71 V輸出時，1 mA電流負載時具有100 mVp-p的紋波輸出，若在輸出端并聯一個1μF或更大一點的低等效串聯電阻(ESR)和低等效串聯電感(ESL)電容時，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雪崩擊穿時電壓的需要。

4 數控輸出APD直流偏壓源

　　有時使用的APD是帶溫度補償的組件，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控制的、具有輸出數字可調的APD偏置電壓源部分電路。在控制部分單片機讀取APD組件中熱敏電阻的值，從而修正APD的偏置電壓，能實現對APD的溫度補償，此外也可以進一步修正電源電壓波動帶來增益的變化。

　　在此電路中，MAX6102是2.5 V基準電壓源。通過控制10位DA轉換器MAX5304能將輸出電壓從24.79 V調節到71.32 V，步長為45.4 mV。如當DAC的串行輸入數據為3FFH時，即控制輸入電壓為0 V時，輸出電壓為71.32 V，當串行輸入數據為000H時，輸出電壓為24.79 V，此時控制輸入電壓為2.500 V。如想得到步長更小的電壓輸出，可選用多位數模轉換器來替代MAX5304，如低功耗滿幅輸出12位串行數模轉換器DAC7512可將步長降低到11 mV左右。

　　
5 結 語

　　基于低噪聲、固定頻率PWM生壓轉換器MAX5026的APD直流偏壓源具有紋波小、成本低、體積小、設計簡單和穩定性高等一系列優點。實驗結果表明，該偏壓電路能夠滿足單光子探測時APD對直流偏壓源的要求。此外，鑒于這些優點，該偏壓電路在電視調諧、低噪聲變容二極管的偏置、數字視頻解碼器的調諧、電纜調制器、電纜話音通信等電路的電源系統中也得到廣泛應用。