电源是保证每个电路启动工作的前提，特别是芯片的供电更是电路稳定工作的重点，因此我们需要根据芯片的要求来设计电源电路。并行探测处理电路的电源包括一般电路所需的低压电源和APD 高压偏置电源两部分。关于低压直流电源，我们需要根据并行探测处理电路选定的AD8353 型号放大器、LMH6609 型号放大器、LMV7219 型号高速比较器芯片(见本书5.3.3 节和5.3.4)的要求进行设计。根据数据手册和电路设计需要，AD8353 型号放大器要求电源供电为3.3V，LMH6609 型号放大器要求电源供电为正负5V，LMV7219 型号高速比较器电源供电要求为5V。正负5V 线性电源是目前市场上常用的电源，所以对于LMH6609 型号放大器和LMV7219 型号高速比较器芯片，我们采用市场上已有的正负5V 电源供电，而AD8353 型号线性放大器则通过现成的5V 电源转换成3.3V 电源来供电。结合以上供电要求，我们采用凌力尔特公司输出电流高达1.5A 的线性稳压电源芯片LT1963A 来设计所需的3.3V 电源。线性稳压电源芯片LT1963A 的输入输出端，采用LC 电路滤除电源的高频和低频噪声，以得到纯净的3.3V 直流电源，免除电源噪声带来干扰，提高APD 光电探测电路的信噪比。一个简化电路设计图如图5-4 所示。
图5-4 5V 转3.3V 电源电路
从第2 章的理论部分分析可知：APD 的高压偏置电源的大小决定雪崩增益值。雪崩增益值在一定的程度上决定探测距离，由于暗电流值也随着增益值的提高而增大，所以并非增益值越大越好。关于本书光纤阵列探测模块选用的AD500-8-TO52S2 探测器，根据其数据手册，APD 增益为100 是比较理想的取值(Pacific Silicon Sensor Inc.，2009)，此时对应的偏压范围是110～175V。这种探测器会随着探测距离、环境温度以及背景噪声的变化而有所改变，但其具体取值需要通过实验调试确定。为了适应不同条件的探测要求，且便于调试，高压偏置电路设计成为可调模式，它由外端可调电路和高压模块两部分组成。高压模块采用天津东文高压电源厂APD 专用高压模块，其输出电压最大值为400V，电流值为1mA。该高压模块给一块电路板上的5 个APD 以共阴极的形式同时提供偏置电压，其外围电路简化原理图如图5-5 所示。该电路由外端5V 电源输入高压模块，通过外围可调电路使输出的高压值在0 ～400V 范围内线性可调。根据APD 理想的工作偏压范围，这个值可以满足APD 偏压要求。类似上述5V 转为3.3V 电源电路的设计，在提供给APD 做偏置电源前，高压电源输入端接LC 滤波电路，高压电源输出端接限流电阻，再通过高耐压值的滤波电容退耦，以保证良好的电源性能。(www.xing528.com)
关于APD 阵列探测模块选用的25AA0.04-9 型号5×5APD 阵列探测器，根据其数据手册，APD 增益值为100 是比较理想的取值，这个数值对应的偏压范围是185V 左右。另外，25 个APD 单元共阳极，而跨阻放大电路的反馈电阻是连接到放大器的反相端。所以APD 阵列25 个通道的偏置电压以共阳极的形式由1 个负高压电源提供。东文高压电源厂能定制该高压模块，其输出电压范围为：0 ～-300V，输出电流为：15mA。同样，该高压模块设置为可调模式的外围电路以满足0 ～-300V 连续可调，其具体的电路设计图如图5-5 所示。
图5-5 APD 高压偏置电源电路
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