引用本文：
胡锐，芮忠，董兴法，等. 基于APD的弱光无线检测系统设计与研究[J]. 光通信技术，2020，44（5）：48-52.
胡 锐1，芮 忠1*，董兴法2，彭丽丽3
（1.苏州科技大学 信息化建设与管理中心，江苏 苏州 215009； 2.苏州科技大学 电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009；3.苏州科技大学 外国语学院，江苏 苏州 215009）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对复杂环境下的弱光信号检测和温度影响的问题，提出一种以MSP430为核心控制器、雪崩二极管（APD）为传感器、远距离无线电（LoRa）技术为数据传输的设计方案。该方案采用偏压自适应温度补偿电路，使偏置电压随温度而变化，从而使APD增益达到稳定。实验表明：通过温度补偿电路，APD增压受温度影响较小，且增益稳定在100±5 dB，同时该方案对弱光信号检测误差小于3.92%，且能够在某厂区10 km以内实时远程无线监测弱光强度变化。
关键词：弱光检测；远距离无线电；自适应温度补偿；增益稳定
中图分类号：TN29 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2020）05-0048-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.05.012
0 引言
随着科技的发展，微弱光信号检测技术的研究越来越受到人们的重视，已被广泛应用于现代通信、工业、医疗和科研等领域[1]。目前，国内外市场上主要应用基于光电倍增管设计的手持式设备检测弱光信号，但这需要现场进行检测，对于一些复杂以及危险环境无法检测，且光电倍增管有受温度影响较大的缺陷[2]。雪崩二极管（APD）的工作偏置电压较低，具有较高的响应度和内部增益，从而提高了器件的信噪比，使测量的信号更准确[3]，其在弱光探测技术研究领域得到了人们的关注。对此，国内的一些研究者，如桂林电子科技大学的张良等人提出了一种基于ADL5317和LM35的偏压温度补偿电路[4]，但该电路主要依赖芯片和电阻的精度大小，且无法在复杂环境下实时检测弱光变化。因此，本文提出一种基于APD的弱光无线检测方法，该方法不仅能通过温度自适应偏压补偿电路使增益恒定，而且还能通过远距离无线电（LoRa）技术进行数据远程传输，便于实时检测光强度和温度变化。
5 结束语
本文基于APD设计了一套弱光无线检测系统，该系统在测量方式、偏置电压和精度等方面都有很大的改进。本文中APD偏置电压电路和温度补偿电路设计简单，并采用高精度模/数转换器差分采集电路提高弱光检测的精度，主控制器通过LoRa传输方式代替传统的数据线传输方式。LoRa模块具有抗干扰性强、数据传输稳定可靠的优点，传输距离达10 km（测量点至监控中心最远距离）。另外，该模块能将弱光信号实时传输至监控中心便于观测弱光变化。因此，本文的设计可应用于工业弱光检测领域。