基于ADL5317的APD偏壓控制／光功率監(jiān)測電路的設計

　　3 內部結構及工作原理

　　ADL5317的內部結構如圖2所示。其內部包括電流監(jiān)測電路、偏置控制電路、GARD電路、VCLH電路、過流和過熱保護電路。

　　3．1 電流監(jiān)測電路

　　ADL5317的核心部分是一個具有電壓跟隨性質的精密電流衰減電路，為監(jiān)測電路輸入端提供精確偏置。該電路采用了結型場效應管輸入形式的放大器．驅動監(jiān)測電路的兩極，同時保持VAPD端電壓的穩(wěn)定度及非常低的漏電流。該監(jiān)測電路將流經VAPD端的光電流衰減至其1／5，然后傳送至APD光電流監(jiān)測輸出端(IPDM)。在APD偏置電壓范圍內，監(jiān)測電流與APD光電流之間都保持極高的線性度。

　　3．2偏置控制電路

　　VAPD端與VSET端通過一個運算放大器相連，在線性工作模式下，兩者電壓之間存在一個簡單的關系：

　　同時VAPD端電壓調節(jié)范圍與高電壓電源端VPHV之間存在以下關系：

　　3．3 GARD電路

　　GARD電路主要用來屏蔽VAPD線路不受漏電流的影響，以及濾除偏置控制電路的噪聲。GARD電路由VSET端運算放大器通過一個20 k歐姆的電阻進行驅動。該電阻與GARD端外接電容構成RC網絡，用于濾除運算放大器反饋網絡的熱噪聲。

　　GARD電路的噪聲和小信號的截止頻率定義如下：

　　其中：f3dB是內部電阻20 k歐姆和外接電容CGRD構成的低通濾波器的截止頻率；CGRD是GARD端至地的濾波電容。

　　CGRD的容值越大(最大約0．01μF)，ADL5317在最低輸入電流處的噪聲抑制性能越好，但是同時會延緩對VSET端電壓變換的響應時間。

　　3．4 VCLH電路

　　高電壓箝制電路(VCLH)是用于限制APD偏置電壓不能超過VCLH端電壓。其內部通過一只25k歐姆電阻將電位設置在相對于VPHV始終低2．0 V處，并不受溫度影響。

　　在線性模式下，VCLH端與VPHV端連接，可擴展線性工作范圍(上限高達VPHV-1．5 V)。在電源跟隨模式下，VCLH端則必須置空。 3．5 過流和過溫保護電路

　　FALT是集電極開路邏輯輸出端(低電平有效)，用于警示是否有過流或過熱狀況出現(xiàn)。

　　當流經APD的光電流超過18 mA時，F(xiàn)ALT將報警，并將電流監(jiān)測電路關閉，以降低APD的電流和偏壓。直到光電流下降到VSET運算放大器的電流限定值(約2．5 mA)以下時，電流監(jiān)測電路將會重新工作，VAPD端電壓恢復到其正常工作水平。