原创 三代SiPM测试板对偏置电压源的考虑

2024-9-7 18:19 372 1 1 分类: 医疗电子 文集: SiPM(MPPC)测试

概述


SiPM需要外部提供高压偏置电源,根据测试系统选用的型号,需要的是正偏置电压。为所有16个通道提供单独一个偏置电压,一代与二代测试板硬件采用的都是滨松的电源C14156,为了追求更高的电源质量,第三代测试板使用了C11204-2电源,当然成本也增加了5~10倍。


如果用户电源设计能力强,其实也是可以自己设计偏压电压源的。


C14156电压源


C14156对外输出范围是0~80V,需要外部控制并调节输出电压的变化,测试系统采用DAC来控制,每1mV可以调节7mV的输出变化,所以其它精度相对C11204-02来说并不高。图1为C14156的功能框图


图1:C14156功能框图


C11204-02电压源


本来从第一代测试系统开始就应该选用C11204-02的,最终使用了C14156是因为C11204-02的电压输出范围是40~90V,而S14161-6050HS-04的Vb是38V,所以其工作电压可能位于38到40之间的,如果使用了C11204-02就无法让其在这个范围内工作,所以才舍弃没用。等到开始设计第三代的时候,发现滨松更新了C11204-02,其它输出电压范围更新为20~90V,如此完全满足了我们选用的SiPM的要求。图2则显示了电源的电路功能框图以及其温度补偿电路。


图2:C11204-02的功能电路图(左),以及温度补偿使用的温度传感器芯片电路


图3:C11204-02引脚定义


图4:功能框图


滨松推荐的偏置电压源使用框图结构


如图5所示,是MPPC输出接入放大器时,高压偏压经一由1Kohm电阻和0.1uF电容组成的低通滤波器后提供给MPPC。该低通滤波器的主要功能是滤除来自供电电源的低频噪声。同时,这个串接的1Kohm电阻还可以起到限流作用。MPPC是一个“低照度”(low-light-level)探测器,然而,某些场合下,会有大量光照进入,比如模块出现漏光的情况。这个时候,该电阻就可以起到保护作用,同时通过测量电阻两端压降,也给我们提供了一个快速检测模块是否出现了漏光。我们的测试系统正常情况下1Kohm电阻的压降应该是0.03V,有时候如果遮光不合理,会出现大于0.1V的压降,此时应该考虑模块是否出现了漏光。使用图5结构的时候,也应该注意选择合适的串接电阻,不当阻值电阻,会给MPPC的工作电压带来意外的压降。


图5:滨松推荐的电源与MPPC基本连接框图

作者: coyoo, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1010859.html

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