產生低紋波apd偏置電壓的電路模塊的製作方法
2023-06-08 22:38:16
專利名稱：產生低紋波apd偏置電壓的電路模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及保密通信類，特別是涉及一種可以產生APD偏置電壓的電路模塊，實現對量子保密通信系統中APD單光子探測器的低紋波的高壓供電。
本發明目的實現由以下技術方案完成本發明主要由振蕩升壓電路和並聯式穩壓電路組成。
振蕩升壓電路是由電感L1、L2，電容C1、C2、C3、C4、C5、C8，電阻R1、R3、R4，二極體D1、D2，三極體Q2和一塊555集成電路組成，其中L1與C1、C2組成濾波電路，再分別與L2及555集成電路連接；R1一端與L1連接，另外一端與R3、D2、555集成電路連接，再連接C8、C3組成多諧振蕩電路；該振蕩電路的輸出與並聯的R4和C4連接，再與Q2連接，並與L2、D1、C5組成升壓電路。
電阻R2一端與上述升壓電路中的D1相連，另外一端與並聯式穩壓電路中的Q3、Q4的集電極和Q1的發射極相連。
並聯式穩壓電路是由三極體Q1、Q3、Q4，電阻R5、R6、R7、R8和電容C6、C7組成，其中Q3的基極與Q4的發射極連接，再通過R5接地；Q4的基極與Q1的集電極相連，再通過並聯的R6和C6接地；Q1的基極連接到R7和R8組成的分壓電路上，最後過C7輸出。
本發明的優點是，結構簡單、價格低廉，有效的降低了輸出電壓的紋波電壓幅度，可以降低APD的暗計數。
振蕩升壓電路是由電感L1、L2，電容C1、C2、C3、C4、C5、C8，電阻R1、R3、R4，二極體D1、D2，三極體Q2和一塊555集成電路組成，其中5伏電源通過電感L1和電容C1、C2組成的濾波電路濾波，然後輸入到555集成電路；經由555集成電路及R1、R3、D2、C8組成的多諧振蕩電路，輸出如圖2所示的脈衝1；該脈衝經過由R4、C4組成的加速電路成為如圖2所示的脈衝2後，推動三極體Q2。在脈衝2為高電平時，三極體Q2導通，此時D1反偏截止，電感L2積累能量；在脈衝2變為低電平時，三極體Q2截止，這時在電感L2兩端會產生近100伏的反電勢，這個高電壓使二極體D1導通，電感L2釋放能量，對電容C5進行充電。當脈衝2再次高電平時，三極體Q2又導通，D1又反偏，C5上的充電電壓通過電阻R2對負載放電，由於Q2關斷時間很短，所以C5兩端的電壓可以達到80伏左右。在555集成電路組成的振蕩器中，改變電阻R1、R3和電容C8的數值可以改變輸出脈衝的頻率和佔空比，從而可以控制三極體Q2的導通和截止的時間比例，進而改變C5兩端電壓的大小。
並聯式穩壓電路是由三極體Q1、Q3、Q4，電阻R5、R6、R7、R8和電容C6、C7組成。在該電路中，利用了三極體Q1基極(b)與發射極(e)的這一PN結良好的穩壓特性，最終實現穩壓的目的。通過改變R7和R8的比例以改變三極體Q1發射極(e)與集電極(c)之間的阻值Rce，從而使Q4、Q3的Rce發生變化，這樣改變電阻R7的阻值就可以在較大範圍內調節輸出電壓的大小，該電壓最終經C7濾波輸出，紋波在2-10毫伏內。
權利要求
1.一種產生低紋波APD偏置電壓的電路模塊，其特徵在於主要由振蕩升壓電路和並聯式穩壓電路組成，其中振蕩升壓電路包括濾波電路、多諧振蕩電路、升壓電路。
2.根據權利要求1所述的一種產生低紋波APD偏置電壓的電路模塊，其特徵在於所述的振蕩升壓電路是由電感L1、L2，電容C1、C2、C3、C4、C5、C8，電阻R1、R3、R4，二極體D1、D2，三極體Q2和一塊555集成電路組成，其中L1與C1、C2組成濾波電路，再分別與L2及555集成電路連接，R1一端與L1連接，另外一端與R3、D2、555集成電路連接，再連接C8、C3組成多諧振蕩電路，該振蕩電路的輸出與並聯的R4和C4連接，再與Q2連接，並與L2、D1、C5組成升壓電路。
3.根據權利要求1所述的一種產生低紋波APD偏置電壓的電路模塊，其特徵在於所述的並聯式穩壓電路是由三極體Q1、Q3、Q4，電阻R5、R6、R7、R8和電容C6、C7組成，其中Q3的基極與Q4的發射極連接，再通過R5接地；Q4的基極與Q1的集電極相連，再通過並聯的R6和C6接地；Q1的基極連接到R7和R8組成的分壓電路上，最後過C7輸出。
4.根據權利要求1所述的一種產生低紋波APD偏置電壓的電路模塊，其特徵在於所述的振蕩升壓電路與並聯式穩壓電路之間連接有電阻R2，其一端與振蕩升壓電路中的D1相連，另外一端與並聯式穩壓電路中的Q3、Q4的集電極和Q1的發射極相連。
全文摘要
本發明涉及保密通信類，特別是涉及一種可以產生APD偏置電壓的電路模塊，實現對量子保密通信系統中APD單光子探測器的低紋波的高壓供電，該電路模塊主要由振蕩升壓電路和並聯式穩壓電路組成，其中振蕩升壓電路包括濾波電路、多諧振蕩電路及升壓電路，本發明的優點是，結構簡單、價格低廉，有效的降低了輸出電壓的紋波電壓幅度，可以降低APD的暗計數。
文檔編號H02M3/28GK1474502SQ03141820
公開日2004年2月11日 申請日期2003年7月25日 優先權日2003年7月25日
發明者李和祥, 陳修亮, 周春源, 吳光, 曾和平 申請人:華東師範大學