基于MAX5026的单光子探测器直流偏压源设计

实验发现，当电路的控制输入电压为2.500 V即输出电压为71 V输出时，1 mA电流负载时具有100 mVp-p的纹波输出，若在输出端并联一个1μF或更大一点的低等效串联电阻(ESR)和低等效串联电感(ESL)电容时，能将噪声水平降低到20 mV水平，如下图2所示，其纹波峰峰值不到40 mV。由于MAX5026采用了500 kHz固定开关频率，如采用LC滤波器或RC滤波器可以将输出纹波峰值降低到2 mV水平，足以满足APD雪崩击穿时电压的需要。

4 数控输出APD直流偏压源

有时使用的APD是带温度补偿的组件，组件里带有热敏电阻之类的感温元件，使用图3所示直流源电路就非常合适，图3所示电路是基于单片机控制的、具有输出数字可调的APD偏置电压源部分电路。在控制部分单片机读取APD组件中热敏电阻的值，从而修正APD的偏置电压，能实现对APD的温度补偿，此外也可以进一步修正电源电压波动带来增益的变化。

在此电路中，MAX6102是2.5 V基准电压源。通过控制10位DA转换器MAX5304能将输出电压从24.79 V调节到71.32 V，步长为45.4 mV。如当DAC的串行输入数据为3FFH时，即控制输入电压为0 V时，输出电压为71.32 V，当串行输入数据为000H时，输出电压为24.79 V，此时控制输入电压为2.500 V。如想得到步长更小的电压输出，可选用多位数模转换器来替代MAX5304，如低功耗满幅输出12位串行数模转换器DAC7512可将步长降低到11 mV左右。

5 结 语

基于低噪声、固定频率PWM生压转换器MAX5026的APD直流偏压源具有纹波小、成本低、体积小、设计简单和稳定性高等一系列优点。实验结果表明，该偏压电路能够满足单光子探测时APD对直流偏压源的要求。此外，鉴于这些优点，该偏压电路在电视调谐、低噪声变容二极管的偏置、数字视频解码器的调谐、电缆调制器、电缆话音通信等电路的电源系统中也得到广泛应用。