一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路制造技術(shù)

本技術(shù)公開了一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，包括依次連接差動電橋電路、差分電路和反相求和電路，反相求和電路的輸入端還連接有基準(zhǔn)電壓電路；所述差動電橋電路包括差動全橋電路、第一同相電壓跟隨器和第二同相電壓跟隨器。本技術(shù)差動電橋電路采用差動全橋的方式作為輸入級，差動全橋靈敏度高、并且沒有非線性誤差，差動電橋的輸出端連接的同相電壓跟隨器可很好的隔離前后級電路，避免前級差動電橋電路的等效阻抗對后級電路產(chǎn)生影響，利用熱敏電阻的溫度特性改變差動全橋的電阻值來得到不同的壓差，并通過差分求和可得到一定溫度系數(shù)的偏置電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對SiPM的溫度補(bǔ)償。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于sipm溫度補(bǔ)償，具體涉及一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路。

技術(shù)介紹

1、如今硅光電倍增管(silicon?photomultiplier，簡稱sipm)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，但是因?yàn)槠秒妷阂欢ǖ那闆r下其增益隨溫度上升而下降這一特性，所以在使用sipm時，我們需要采用一些方法來對其進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

2、目前，國內(nèi)外的sipm溫度補(bǔ)償大多采用微控制器加溫度傳感器、以及集成運(yùn)放和ptc熱敏電阻組成的同相比例放大電路來實(shí)現(xiàn)sipm的溫度補(bǔ)償。但上述方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，微控制器加溫度傳感器通過程控的方式可以很精確的控制變化的電壓范圍來實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，但是此方法需要的外圍器件較多，并且若需要更換不同溫度系數(shù)的sipm則需要重新對微控制器進(jìn)行編程。而采用集成運(yùn)放加ptc熱敏電阻組成的同相比例放大電路從理論上來說，也可很好的實(shí)現(xiàn)對sipm的溫度補(bǔ)償，但是實(shí)際上因?yàn)闊崦綦娮璧臏囟忍匦酝际欠蔷€性，而sipm的溫度特性為線性。所以根據(jù)上述問題，我們需要一種能夠滿足方便更換且線性度好的溫度補(bǔ)償方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其設(shè)計(jì)新穎合理，差動電橋電路采用差動全橋的方式作為輸入級，差動全橋靈敏度高、并且沒有非線性誤差，差動電橋的輸出端連接的同相電壓跟隨器可很好的隔離前后級電路，避免前級差動電橋電路的等效阻抗對后級電路產(chǎn)生影響，利用熱敏電阻的溫度特性改變差動全橋的電阻值來得到不同的壓差，并通過差分求和可得到一定溫度系數(shù)的偏置電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對sipm的溫度補(bǔ)償，便于推廣使用。

2、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：包括依次連接差動電橋電路、差分電路和反相求和電路，反相求和電路的輸入端還連接有基準(zhǔn)電壓電路；

3、所述差動電橋電路包括差動全橋電路、第一同相電壓跟隨器和第二同相電壓跟隨器，所述差動全橋電路包括全橋連接的四個橋臂，其中，第一橋臂包括串聯(lián)連接的電阻r1和電阻r2，第二橋臂包括串聯(lián)連接的電阻r3和電阻r4，第三橋臂包括串聯(lián)連接的電阻r5和電阻r6，第四橋臂包括串聯(lián)連接的電阻r7和電阻r8，5v電源的正極輸出端與電阻r1和電阻r5的連接端連接，5v電源的負(fù)極輸出端與電阻r4和電阻r8的連接端連接，電阻r2和電阻r3的連接端為差動全橋電路的第一輸出端，電阻r6和電阻r7的連接端為差動全橋電路的第二輸出端；第一同相電壓跟隨器包括型號為lm358a的運(yùn)放u1，運(yùn)放u1的同相輸入端經(jīng)電阻r9與差動全橋電路的第一輸出端連接，運(yùn)放u1的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻r10與運(yùn)放u1的反相輸入端連接，另一路為差動電橋電路的第一輸出端v1；第二同相電壓跟隨器包括型號為lm358a的運(yùn)放u2，運(yùn)放u2的同相輸入端經(jīng)電阻r11與差動全橋電路的第二輸出端連接，運(yùn)放u2的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻r12與運(yùn)放u2的反相輸入端連接，另一路為差動電橋電路的第二輸出端v2；

4、差分電路包括型號為lm358a的運(yùn)放u3，運(yùn)放u3的同相輸入端經(jīng)電阻r13與差動電橋電路的第一輸出端v1連接，運(yùn)放u3的同相輸入端和電阻r13的連接端經(jīng)電阻r14接地，運(yùn)放u3的反相輸入端經(jīng)電阻r15與差動電橋電路的第二輸出端v2連接，運(yùn)放u3的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻r16與運(yùn)放u3的反相輸入端連接，另一路為差分電路的輸出端v3；

5、反相求和電路包括型號均為opa206的運(yùn)放u4和運(yùn)放u5，運(yùn)放u4的反相輸入端經(jīng)電阻r19與差分電路的輸出端v3連接，運(yùn)放u4的同相輸入端經(jīng)電阻r20接地，運(yùn)放u4的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻r18和電阻r17與基準(zhǔn)電壓電路連接，另一路經(jīng)電阻r21與運(yùn)放u5的反相輸入端連接，運(yùn)放u4的反相輸入端和電阻r19的連接端與電阻r18和電阻r17的連接端連接，運(yùn)放u5的同相輸入端經(jīng)電阻r23接地，運(yùn)放u5的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻r22與運(yùn)放u5的反相輸入端連接，另一路為sipm溫度補(bǔ)償電路輸出；

6、電阻r1和電阻r7為ptc熱敏電阻，電阻r3和電阻r5為ntc熱敏電阻。

7、上述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放u1和運(yùn)放u2均采用5v單端電源供電，運(yùn)放u3采用±5v雙端電源供電。

8、上述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放u4和運(yùn)放u5均采用36v單端電源供電。

9、上述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述5v電源通過boost升壓電路升至36v電源，所述boost升壓電路包括型號為tps55340的芯片u6。

10、上述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述基準(zhǔn)電壓電路為30v電壓輸出電路，所述30v電壓輸出電路包括36v電源轉(zhuǎn)30v電源電路，所述36v電源轉(zhuǎn)30v電源電路包括型號為tl431的芯片u7。

11、上述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述ptc熱敏電阻和ntc熱敏電阻的標(biāo)稱值均為1kω，所述ptc熱敏電阻的溫度系數(shù)為4100ppm/k，所述ntc熱敏電阻的溫度系數(shù)為3600ppm/k。

12、本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

13、1、本技術(shù)的差動電橋電路采用差動全橋的方式作為輸入級，差動全橋靈敏度高、并且沒有非線性誤差，差動電橋的輸出端連接的同相電壓跟隨器可很好的隔離前后級電路，避免前級差動電橋電路的等效阻抗對后級電路產(chǎn)生影響。

14、2、本技術(shù)的差動電橋電路可改變阻值對溫度系數(shù)為20mv/℃以下的sipm進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

15、綜上所述，本技術(shù)設(shè)計(jì)新穎合理，差動電橋電路采用差動全橋的方式作為輸入級，差動全橋靈敏度高、并且沒有非線性誤差，差動電橋的輸出端連接的同相電壓跟隨器可很好的隔離前后級電路，避免前級差動電橋電路的等效阻抗對后級電路產(chǎn)生影響，利用熱敏電阻的溫度特性改變差動全橋的電阻值來得到不同的壓差，并通過差分求和可得到一定溫度系數(shù)的偏置電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對sipm的溫度補(bǔ)償，便于推廣使用。

16、下面通過附圖和實(shí)施例，對本技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：包括依次連接差動電橋電路(1)、差分電路(2)和反相求和電路(3)，反相求和電路(3)的輸入端還連接有基準(zhǔn)電壓電路(4)；

2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放U1和運(yùn)放U2均采用5V單端電源供電，運(yùn)放U3采用±5V雙端電源供電。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放U4和運(yùn)放U5均采用36V單端電源供電。

4.按照權(quán)利要求3所述的一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述5V電源通過Boost升壓電路升至36V電源，所述Boost升壓電路包括型號為TPS55340的芯片U6。

5.按照權(quán)利要求4所述的一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述基準(zhǔn)電壓電路(4)為30V電壓輸出電路，所述30V電壓輸出電路包括36V電源轉(zhuǎn)30V電源電路，所述36V電源轉(zhuǎn)30V電源電路包括型號為TL431的芯片U7。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種基于差動電橋的SiPM溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述PTC熱敏電阻和NTC熱敏電阻的標(biāo)稱值均為1KΩ，所述PTC熱敏電阻的溫度系數(shù)為4100PPM/K，所述NTC熱敏電阻的溫度系數(shù)為3600PPM/K。

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【技術(shù)特征摘要】

1.一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：包括依次連接差動電橋電路(1)、差分電路(2)和反相求和電路(3)，反相求和電路(3)的輸入端還連接有基準(zhǔn)電壓電路(4)；

2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放u1和運(yùn)放u2均采用5v單端電源供電，運(yùn)放u3采用±5v雙端電源供電。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述運(yùn)放u4和運(yùn)放u5均采用36v單端電源供電。

4.按照權(quán)利要求3所述的一種基于差動電橋的sipm溫度補(bǔ)償電路，其特征在于：所述5v電源通過...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黎建偉，段毅林，白瀚成，
申請(專利權(quán))人：西安中核核儀器股份有限公司，
類型：新型
國別省市：