一种用于APD器件的驱动测试装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及一种用于APD器件的驱动测试装置及方法，该装置包括：输入模块，用于接收测试参数信号并传输至控制模块；控制模块，用于将测试参数信号数模转换后并进行传输；光源模块，用于接收光源波长参数的模拟信号以输出光源至待测APD器件；第一驱动检测模块，用于接收APD测试电压/电流的模拟信号以输出至待测APD器件，并采集APD雪崩电压和APD暗电流以传输至控制模块；第二驱动检测模块，用于接收电源电压的模拟信号以传输至待测APD器件，并采集TIA电压/电流以传输至控制模块；控制模块，还用于根据采集的APD雪崩电压、APD暗电流、TIA电压/电流，确定待测APD器件的质量。本申请能够高效、快捷地检测出待测APD器件的质量，降低检测难度。难度。难度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于APD器件的驱动测试装置及方法


[0001]本申请涉及光电器件测试
，尤其是涉及一种用于APD器件的驱动测试装置及方法。

技术介绍

[0002]随着光通信行业的发展，光器件测试需求也越来越大。针对高速APD器件的耦合与测试，需要测试APD探测器的雪崩电压、暗电流、响应度、TIA电流，同时还需要在耦合时，监控输出信号幅度等指标。传统的测试采用keithley2400系列通用源表（PMU）、可编程稳压电源、稳定调制光源、示波器等多台设备组合的形式来构建整个耦合和测试。同时还需要开发一套测试软件来协调设备联动。面对整个庞大的测试系统，会给各光器件生产厂商带来生产成本大、占地面积大、可维护性低、生产效率低等问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种用于APD器件的驱动测试装置及方法，用以解决现有APD器件测试设备复杂，从而导致测试成本较高的技术问题。
[0004]为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种用于APD器件的驱动测试装置，所述装置包括：输入模块、控制模块、第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块；所述输入模块、所述第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块分别与所述控制模块电连接；输入模块，用于接收测试参数信号并传输至控制模块，所述测试参数信号至少包括APD测试电压/电流信号、电源电压信号以及光源波长参数信号；控制模块，用于将所述测试参数信号从数字信号转换成模拟信号，并将所述测试参数模拟信号分别对应传输至第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块；光源模块，用于接收光源波长参数的模拟信号，以输出对应光源波长的光至待测APD器件；第一驱动检测模块，用于接收APD测试电压/电流的模拟信号，以输出至所述待测APD器件的APD雪崩二极管，并采集APD雪崩电压和APD暗电流以传输至控制模块；第二驱动检测模块，用于接收电源电压的模拟信号以传输至待测APD器件的TIA前置放大器，并采集TIA电压和TIA电流以传输至控制模块；所述控制模块，还用于将APD雪崩电压、APD暗电流、TIA电压和TIA电流，分别与对应预设参考范围进行比较，根据比较结果确定所述待测APD器件的质量。
[0005]可选的，所述装置还包括光强接收检测模块，所述光强接收检测模块分别与待测APD器件和控制模块电连接；所述光强接收检测模块，用于检测待测APD器件进行光耦合时输出信号强度并传输至控制模块。
[0006]可选的，所述第一驱动检测模块包括高压恒压驱动检测电路、高压恒流驱动检测
电路以及开关切换单元；所述高压恒压驱动检测电路与所述开关切换单元电连接；所述高压恒流驱动检测电路与所述开关切换单元电连接；所述高压恒压驱动检测电路，用于接收所述控制模块传输的APD测试电压模拟信号，生成可调电压信号并通过所述开关切换单元传输至待测APD器件的APD雪崩二极管，以获取第一APD雪崩电压和第一APD暗电流；所述高压恒流驱动检测电路，用于接收所述控制模块传输的APD测试电流模拟信号，生成可调电流信号并通过所述开关切换单元传输至待测APD器件的APD雪崩二极管，以获取第二APD雪崩电压和第二APD暗电流；所述开关切换单元，用于在所述高压恒压驱动检测电路，与高压恒流驱动检测电路之间进行切换。
[0007]可选的，所述高压恒压驱动检测电路包括恒压反馈电路和的差分电流检测电路；所述恒压反馈电路包括运放器U1和MOS管Q1；所述运放器U1的正相端与所述控制模块的DAC1端连接，负相端接地，输出端与MOS管Q1的栅极连接；所述MOS管Q1的源极与差分电流检测电路连接，所述MOS管Q1的漏极连接VCC电源；所述差分电流检测电路包括多个电流采样电阻R7/电阻R8/电阻R9、辅助电阻R4/电阻R5/电阻R6以及运放器U3组成；所述电阻R7、电阻R8和电阻R9并联连接，并在电阻R8、电阻R9上分别设置有开关K1、开关K2；所述运放器U3的正相输入端通过电阻R4与电阻R7的一端连接，反相输入端通过电阻R5与电阻R7的另一端连接；电阻R6的一端于运放器U3的反相输入端连接，另一端与运放器U3的输出端连接，运放器U3的输出端还与控制模块的ADC3端口连接；所述高压恒压驱动检测电路还包括电压采样电路，所述电压采样电路包括运放器U6和电阻R11；所述运放器U6的正相输入端与开关单元连接，还与待测试APD器件连接；运放器U6的反相输入端与输出端连接，运放器U6的输出端通过电阻R11连接于控制模块的ADC1端口；所述高压恒流驱动检测电路包括恒流反馈电路和电流检测电路；所述恒流反馈电路包括运放器U2和反馈电阻R10，运放器U2的正相输入端与控制模块的DAC2端口连接，输出端与所述待测APD器件的APD镜像电流芯片连接，所述反馈电阻R10的一端与所述APD镜像电流芯片连接，另一端接地；所述电流检测电路采用运放器U4，所述运放器U4接入电阻R10和所述APD镜像电流芯片之间的结点。
[0008]可选的，所述高压恒压驱动检测电路还包括第一程控钳压单元，所述第一程控钳压单元与所述恒压反馈电路连接；所述第一程控钳压单元，用于输出第一异常电压门限信号至所述恒压反馈电路；所述高压恒流驱动检测电路还包括第二程控钳压单元，所述第二程控钳压单元与所述恒流反馈电路连接；所述第二程控钳压单元，用于输出第二异常电压门限信号至所述恒流反馈电路连接。
[0009]可选的，所述第一程控钳压单元和第二程控钳压单元采用相同的模块电路，该模块电路包括运放器U20、电阻R30、电阻R31以及三极管Q10；所述运放器U20的正相输入端连
接控制模块的ADC5端口，反相输入端接地，输出端通过电阻R30连接于三极管Q10的基极，三极管Q10的集电极连接于运放器U1/运放器U2的VCC正电源端，三极管Q10的发射极连接于运放器U1/运放器U2的VCC负电源端；电阻R31的一端接地，另一端与三极管Q10的发射极连接。
[0010]可选的，所述第二驱动测试模块包括程控限流单元、可调恒压电路以及差分检测电路；所述程控限流单元包括运放器U21、电阻R33、限流电阻以及三极管Q11；所述运放器U21的正相输入端连接于控制模块的DAC3端口，输出端通过电阻R33与三极管Q11的基极连接，三极管Q11的集电极与限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端接VCC电源，所述三极管Q1的发射极为程控限流单元的输出端；运放器U21的反相输入端接入限流电阻和三极管Q11的集电极之间的结点；所述可调恒压电路包括运放器U7、电阻R10、电阻R11、电阻R13以及三极管Q1；所述运放器U7的正相输入端连接于控制模块的DAC2端口，反相输入端接地，输出端通过电阻R10与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与程控限流单元的输出端连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与待测试APD器件的TIA电路电源输入端连接；电阻R11的一端接地，另一端接入电阻R13与待测试APD器件之间的结点；所述差分检测电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述装置包括：输入模块、控制模块、第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块；所述输入模块、所述第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块分别与所述控制模块电连接；输入模块，用于接收测试参数信号并传输至控制模块，所述测试参数信号至少包括APD测试电压/电流信号、电源电压信号以及光源波长参数信号；控制模块，用于将所述测试参数信号从数字信号转换成模拟信号，并将所述测试参数模拟信号分别对应传输至第一驱动检测模块、第二驱动检测模块以及光源模块；光源模块，用于接收光源波长参数的模拟信号，以输出对应光源波长的光至待测APD器件；第一驱动检测模块，用于接收APD测试电压/电流的模拟信号，以输出至所述待测APD器件的APD雪崩二极管，并采集APD雪崩电压和APD暗电流以传输至控制模块；第二驱动检测模块，用于接收电源电压的模拟信号以传输至待测APD器件的TIA前置放大器，并采集TIA电压和TIA电流以传输至控制模块；所述控制模块，还用于将APD雪崩电压、APD暗电流、TIA电压和TIA电流，分别与对应预设参考范围进行比较，根据比较结果确定所述待测APD器件的质量。2.根据权利要求1所述的用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述装置还包括光强接收检测模块，所述光强接收检测模块分别与待测APD器件和控制模块电连接；所述光强接收检测模块，用于检测待测APD器件进行光耦合时输出信号强度并传输至控制模块。3.根据权利要求1所述的用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述第一驱动检测模块包括高压恒压驱动检测电路、高压恒流驱动检测电路以及开关切换单元；所述高压恒压驱动检测电路与所述开关切换单元电连接；所述高压恒流驱动检测电路与所述开关切换单元电连接；所述高压恒压驱动检测电路，用于接收所述控制模块传输的APD测试电压模拟信号，生成可调电压信号并通过所述开关切换单元传输至待测APD器件的APD雪崩二极管，以获取第一APD雪崩电压和第一APD暗电流；所述高压恒流驱动检测电路，用于接收所述控制模块传输的APD测试电流模拟信号，生成可调电流信号并通过所述开关切换单元传输至待测APD器件的APD雪崩二极管，以获取第二APD雪崩电压和第二APD暗电流；所述开关切换单元，用于在所述高压恒压驱动检测电路，与高压恒流驱动检测电路之间进行切换。4.根据权利要求3所述的用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述高压恒压驱动检测电路包括恒压反馈电路和的差分电流检测电路；所述恒压反馈电路包括运放器U1和MOS管Q1；所述运放器U1的正相端与所述控制模块的DAC1端连接，负相端接地，输出端与MOS管Q1的栅极连接；所述MOS管Q1的源极与差分电流检测电路连接，所述MOS管Q1的漏极连接VCC电源；所述差分电流检测电路包括多个电流采样电阻R7/电阻R8/电阻R9、辅助电阻R4/电阻R5/电阻R6以及运放器U3组成；所述电阻R7、电阻R8和电阻R9并联连接，并在电阻R8、电阻R9上分别设置有开关K1、开关K2；所述运放器U3的正相输入端通过电阻R4与电阻R7的一端连
接，反相输入端通过电阻R5与电阻R7的另一端连接；电阻R6的一端于运放器U3的反相输入端连接，另一端与运放器U3的输出端连接，运放器U3的输出端还与控制模块的ADC3端口连接；所述高压恒压驱动检测电路还包括电压采样电路，所述电压采样电路包括运放器U6和电阻R11；所述运放器U6的正相输入端与开关单元连接，还与待测试APD器件连接；运放器U6的反相输入端与输出端连接，运放器U6的输出端通过电阻R11连接于控制模块的ADC1端口；所述高压恒流驱动检测电路包括恒流反馈电路和电流检测电路；所述恒流反馈电路包括运放器U2和反馈电阻R10，运放器U2的正相输入端与控制模块的DAC2端口连接，输出端与所述待测APD器件的APD镜像电流芯片连接，所述反馈电阻R10的一端与所述APD镜像电流芯片连接，另一端接地；所述电流检测电路采用运放器U4，所述运放器U4接入电阻R10和所述APD镜像电流芯片之间的结点。5.根据权利要求4所述的用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述高压恒压驱动检测电路还包括第一程控钳压单元，所述第一程控钳压单元与所述恒压反馈电路连接；所述第一程控钳压单元，用于输出第一异常电压门限信号至所述恒压反馈电路；所述高压恒流驱动检测电路还包括第二程控钳压单元，所述第二程控钳压单元与所述恒流反馈电路连接；所述第二程控钳压单元，用于输出第二异常电压门限信号至所述恒流反馈电路连接。6.根据权利要求5所述的用于APD器件的驱动测试装置，其特征在于，所述第一程控钳压单元和第二程控钳压单元采用相同的模块电路，该模块电路包括运放器U20、电阻R30、电阻R31以及三极管Q10；所述运放器U20的正相输入端连接控制模块的ADC5端口，反相输入端接地，输出端通过电阻R30连接于三极管Q10的基极，三极管Q10的集电极连接于运放器U1/运放器U2的VCC正电源端，三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，李金金，黄秋元，周鹏，
申请(专利权)人：武汉普赛斯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：