發(fā)布時間：2017-08-19 06:17

  本文關(guān)鍵詞：嵌入式APD微弱光信號探測系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著微弱信號探測技術(shù)發(fā)展,利用APD對微弱光信號探測也越來越受到重視,而APD工作外圍電路設(shè)計的好壞直接影響著整個探測系統(tǒng)的性能。為了能夠合理的設(shè)置最佳偏壓,有效地抑制噪聲、更好的發(fā)揮APD高靈敏度的優(yōu)勢,同時實現(xiàn)微弱光信號探測系統(tǒng)的便攜式、小型化,本文在研究APD雪崩工作原理基礎(chǔ)上,采用現(xiàn)代集成電路技術(shù)結(jié)合嵌入式技術(shù)、半導(dǎo)體制冷技術(shù),設(shè)計了嵌入式APD微弱光信號探測系統(tǒng)。文中首先研究了APD反向偏置電壓和工作環(huán)境溫度對APD參數(shù)的影響,搭建了偏壓電路、放大電路、濾波電路和恒溫控制電路等硬件單元;并完成了嵌入式Linux系統(tǒng)的移植、驅(qū)動程序的編寫與移植以及Qt圖形界面程序的編寫與移植。最終研制了嵌入式APD微弱光信號探測系統(tǒng)。其次,利用正常且穩(wěn)定運行的嵌入式APD微弱光信號探測系統(tǒng)在不同的反向偏置電壓和不同的工作環(huán)境溫度下分別對APD輸出的暗電流大小和APD倍增因子的大小進行了測量。然后,利用Qt圖形界面程序分別描繪出了APD的暗電流和倍增因子與其兩端所加的反向偏置電壓和工作環(huán)境溫度的關(guān)系曲線。最后,對得到的曲線進行分析,得到了APD的最佳工作點,設(shè)置APD工作在最佳工作點,并顯示了測試的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式 APD 偏置電壓 恒溫 Qt
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況8-13
• 1.2.1 高壓發(fā)生電路研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 恒溫控制技術(shù)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 APD放大電路發(fā)展情況11-13
• 1.3 論文內(nèi)容安排13-15
• 第二章 總體方案15-20
• 2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計15-16
• 2.2 功能模塊簡介16-20
• 2.2.1 具有溫度補償?shù)钠珘弘娐饭δ苣K16-17
• 2.2.2 放大電路功能模塊17
• 2.2.3 APD恒溫控制功能模塊17-18
• 2.2.4 溫度、偏壓設(shè)定及顯示功能模塊18
• 2.2.5 嵌入式硬件平臺功能模塊18-19
• 2.2.6 軟件功能模塊劃分19-20
• 第三章 微弱光信號探測器的選擇20-33
• 3.1 光電倍增管（PMT）20-21
• 3.2 真空雪崩光電二極管（vAPD）21-22
• 3.3 雪崩光電二極管（APD）22-25
• 3.4 APD相關(guān)參數(shù)特性25-32
• 3.4.1 雪崩電壓25
• 3.4.2 量子效率η25-26
• 3.4.3 倍增因子26-27
• 3.4.4 暗電流27-29
• 3.4.5 噪聲29-30
• 3.4.6 靈敏度30-31
• 3.4.7 信噪比31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 嵌入式APD探測系統(tǒng)硬件設(shè)計33-51
• 4.1 偏壓電路設(shè)計33-41
• 4.1.1 數(shù)控偏壓模塊的組成34-35
• 4.1.2 直流高壓電路的設(shè)計35-38
• 4.1.3 溫度補償電路的設(shè)計38-41
• 4.2 放大電路設(shè)計41-43
• 4.3 濾波電路設(shè)計43-45
• 4.4 恒溫控制單元設(shè)計45-49
• 4.4.1 半導(dǎo)體加熱制冷原理45-46
• 4.4.2 水冷型恒溫腔設(shè)計46-47
• 4.4.3 溫度信息采集47-48
• 4.4.4 溫度控制單元的硬件實現(xiàn)48-49
• 4.5 嵌入式系統(tǒng)硬件平臺49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 嵌入式APD探測系統(tǒng)軟件實現(xiàn)51-61
• 5.1 嵌入式操作系統(tǒng)移植51-58
• 5.1.1 安裝交叉編譯器53-54
• 5.1.2 uboot移植54
• 5.1.3 制作嵌入式Linux內(nèi)核54-55
• 5.1.4 制作根文件系統(tǒng)55-57
• 5.1.5 掛載根文件系統(tǒng)57-58
• 5.2 驅(qū)動程序編寫與移植58-59
• 5.3 Qt圖形界面程序編寫與移植59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析61-64
• 總結(jié)64-65
• 參考文獻65-67
• 致謝67

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本文編號：699132