CN110658866A - 基于fpga芯片的电流式闭环随温调节系统 - Google Patents

基于fpga芯片的电流式闭环随温调节系统 Download PDF

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CN110658866A CN201911002298.9A CN201911002298A CN110658866A CN 110658866 A CN110658866 A CN 110658866A CN 201911002298 A CN201911002298 A CN 201911002298A CN 110658866 A CN110658866 A CN 110658866A
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，对激光雷达的APD进行随温调节，该系统包括FPGA芯片处理器、温度采集模块、电流调节模块、DC‑DC升压电路和电压采集模块；温度采集模块采集APD的温度并传输至处理器；电流调节模块输出能够调节的电流IDAC；DC‑DC升压电路根据电流IDAC调节输出电压V‑PAD，DC‑DC升压电路的输出电压V‑PAD用于给APD提供偏置电压；电压采集模块采集输出电压V‑PAD并传输至处理器；处理器根据温度信号产生电流调节信号；芯片处理器还根据输出电压V‑PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压的比较结果修正所述电流调节信号，使得DC‑DC升压电路的输出电压V‑PAD等于APD在温度补偿下需要的偏置电压。本发明通过随温调节来提高激光雷达的测量精度，降低激光雷达测量精度对温度的敏感性。

Description

基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，用于对激光雷达的APD进行温度补偿。
背景技术
雪崩光电二极管(APD)是一种p-n结型光检测二极管，其应用在激光雷达的激光接收电路中时，利用了APD在击穿电压下载流子的雪崩倍增效应来增益、放大光电信号以提高检测的灵敏度。实际应用中环境温度的变化对APD的特性影响很大，当温度升高时，APD的击穿电压也随着上升，如果APD的工作电压(即高压)不变，APD的光电检测性能会变弱，灵敏度降低。
目前，通常通过控制激光雷达内部温度来实现产品的测量精度要求(即实现APD工作于恒定增益)，如，公告号为CN201853143U的中国专利，公开一种激光雷达温度控制装置，包括雷达、望远镜主镜筒、传感器和温度控制装置，该温度控制装置包括半导体制冷器和温度控制电路板，温度控制电路板通过引线端子与半导体制冷器电连接。该温度控制装置的使用拓展了激光雷达的使用温度范围，完全保证在内外温差达到60℃的情况下不至于影响温控精度。这种方式存在居多弊端：激光雷达内部温度易受外界干扰、温度调节具有一定的时延、内部温度调节需要消耗大量的能量(相对于激光雷达主要工作能量来说甚至超过几倍)。
另，公开号为CN109541569A的中国专利，公开一种激光雷达PAD温度补偿系统，通过温度采集模块实时采集APD的温度，由电压反馈模块测量APD的实时电压，处理器比较实时电压与预存的与实时温度对应的理论电压进行比较，根据比较结果调整用于控制升压模块输出电压的PWM信号，以此实现激光雷达APD温度补偿。该方案中，通过处理器输出PWM信号调节MOS管输出占空比的方式调节输出电压，调节速度慢、调节过程中震荡大、电压输出纹波大。另，由分立元件搭建的升压模块，电路结构非常不稳定。
发明内容
本发明实施例提供一种基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，用于对激光雷达的APD进行温度补偿，通过随温调节来提高激光雷达的测量精度，降低激光雷达测量精度对温度的敏感性。其中，各个模块均由配合集成芯片的低压、数字化电路组成，电压随温调节稳定、调节精度高，调节电压纹波小，调节过程震荡小，为激光雷达APD的随温调节拓宽实现方案。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，用于对激光雷达的APD进行温度补偿，其特征在于：该系统包括FPGA芯片处理器、温度采集模块、电流调节模块、DC-DC升压电路和电压采集模块；
所述温度采集模块用于实时采集APD的温度，且传输至FPGA芯片处理器；
所述电流调节模块受控于FPGA芯片处理器，其根据FPGA芯片处理器的电流调节信号输出调节电流IDAC；
所述DC-DC升压电路受控于电流调节模块，其根据电流调节模块输出的调节电流IDAC调节输出电压V-PAD，所述DC-DC升压电路的输出电压V-PAD用作APD的偏置电压；
所述电压采集模块用于采集DC-DC升压电路的输出电压V-PAD，且传输至FPGA芯片处理器；
所述FPGA芯片处理器接收温度采集模块上传的温度信号，根据该温度信号产生所述电流调节信号；所述FPGA芯片处理器还接收电压采集模块上传的电压信号，根据输出电压V-PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压的比较结果修正所述电流调节信号，使得DC-DC升压电路的输出电压V-PAD等于APD在温度补偿下需要的偏置电压；
所述FPGA芯片处理器基于内部的可编程逻辑电路实现逻辑运算和数据处理。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述FPGA芯片处理器包括温控模块、电流控制模块、电压比较模块和数据处理模块；
所述温控模块用于控制温度采集模块运行，获取温度采集模块上传的温度信息，并传输给数据处理模块；
所述数据处理模块根据温度信息计算当前温度下的电流调节量ΔIDAC和APD在当前温度下温度补偿需要的偏置电压Vbias；
所述电流控制模块用于控制电流调节模块运行，将所述电流调节量ΔIDAC传输至电流调节模块；
所述电压比较模块用于比较输出电压V-PAD和偏置电压Vbias的差值，并将两者的差值输出给数据处理模块；所述数据处理模块根据该差值修正所述电流调节量ΔIDAC。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述DC-DC升压电路包括DC-DC Boost升压电路，所述DC-DC Boost升压电路包括DC-DC Boost升压芯片和与之匹配的外围电路；所述外围电路包括电感L、二极管一D1、电阻一RFB1、电阻二RFB2和电容一C1；所述电感的一端连接DC-DC Boost升压芯片的输入端，其另一端连接二极管一的正极；电容一与电阻一和电阻二串联后的整体并联、且连接在二极管一的负极和地之间；二极管一的负极连接APD。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述DC-DC Boost升压芯片型号为为LT8331。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述DC-DC升压电路还包括一次倍压电路，所述一次倍压电路用于提高DC-DC Boost升压电路的输出电压，其包括二极管二D2、二极管三D3和电容二C2，电容二的一端与二极管二的正极均连接DC-DC Boost升压芯片的开关控制引脚SW，二极管二的负极连接二极管三的正极，二极管三的负极和电容二的另一端均连接DC-DC Boost升压芯片的外围电路。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电压采集模块包括运算放大器、模数转换芯片、电阻三R3和电阻四R4，电阻三和电阻四串联后的整体连接在DC-DC升压电路的输出端和地之间，运算放大器的正相输入端连接电阻三和电阻四的串联节点A，其负相输入端连接其输出端，运算放大器的输出端连接模数转换芯片的输入端，模数转换芯片的输出端连接处理器。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电流调节模块包括电流DAC芯片，所述电流DAC芯片的控制端通过I2C总线或者PMbus总线连接FPGA芯片处理器，其输出端连接DC-DC Boost升压芯片的使能端EN，其电流输出端连接DC-DC Boost升压芯片的反馈端FB。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电流DAC芯片的型号为LTC7106。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述温度采集模块包括贴合APD安装的温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的控制端通过I2C总线或者SMbus总线连接FPGA芯片处理器。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述温度传感器芯片的型号为TMP117。
本发明的有益效果：
其一、本发明实施例的激光雷达APD电流式闭环随温调节系统，通过随温调节来提高激光雷达的测量精度，降低激光雷达测量精度对温度的敏感性：温度采集模块实时采集APD的温度并反馈给FPGA芯片处理器，处理器根据该温度值输出电流调节信号，电流调节模块根据该电流调节信号产生调节电流IDAC，DC-DC升压电路根据该调节电流IDAC产生用作APD偏置电压的输出电压V-PAD，以此实现根据APD的温度实时调节APD的偏置电压，使得APD工作于恒定增益。
其二、在DC-DC升压电路根据调节电流IDAC产生用作APD偏置电压的输出电压V-PAD对APD进行温度补偿的同时，电压采集模块实时采集DC-DC升压电路的输出电压V-PAD(即APD的实时偏置电压)，根据该输出电压V-PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压的结果修正电流调节信号，使得DC-DC升压电路的输出电压V-PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压相等，实现根据APD的温度闭环调节APD的偏置电压，相较于开环调节能够更稳定的提高调节精度、调节的精确性和实时性。
其三、FPGA芯片处理器、温度采集模块、电流调节模块、和DC-DC升压电路均由配合集成芯片的低压、数字化电路组成，能量损耗小(低于产品能耗的1.5％)，电压随温调节稳定、调节精度高、响应快，调节电压纹波小，调节过程震荡小。
附图说明
图1是本发明实施例中基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统的电路框图；
图2是本发明实施例中FPGA芯片处理器的内部结构框图；
图3是FPGA芯片处理器的算法实现流程图一；
图4是FPGA芯片处理器的算法实现流程图续图；
图5是TMP117的写字节命令时序图；
图6是TMP117的读字节命令时序图；
图7是系统管理总线警戒时序图；
图8是TMP117广播呼叫复位命令时序图；
图9是LTC7106时序图；
图10是FPGA芯片处理器与各芯片之间通过I2C接口通信时的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
此处需要说明的有：雪崩光电二极管(APD)是一种p-n结型光检测二极管，其应用在激光雷达的激光接收电路中时，利用了APD在击穿电压VBR下载流子的雪崩倍增效应来增益、放大光电信号以提高检测的灵敏度。实际应用中，环境温度的变化对APD的特性影响很大，当温度升高时，APD的击穿电压VBR也随着上升，如果APD的工作电压(或称“偏置电压”)不变，APD的光电检测性能会变弱，灵敏度降低。
本实施例技术方案中，设计60米激光雷达的激光接收电路中采用型号为APD500-9的光电二极管(即“APD”)，其对温度较为敏感，其性能与测量精度密切相关。
APD500-9的参数如下表1所示：
表1 APD500-9参数
E|ectro-optical characteristics@23℃
由表1所示，APD的击穿电压VBR随着温度升高而升高，偏置电压Vbias会提高，例如：若在23℃时，APD的击穿电压VBR为200V，温度系数为1.5情况下，温度每提高1℃，击穿电压VBR升高1.5V；反之温度降低1℃，击穿电压VBR降低1.5V。
APD500-9的增益GAIN和偏置电压Vbias、击穿电压VBR的关系如下所示：
GAIN＝100时，Vbias＝0.92*VBR(设计时使用增益为100)；
GAIN＝50时，Vbias＝0.8*VBR；
GAIN＝30时，Vbias＝0.7*VBR。
基于此，当温度变化时，为保证APD稳定在固定的增益值(例如100)，设计激光雷达的激光接收电路时需要对APD的偏置电压进行控制和调节，APD在温度补偿下需要的偏置电压即为在保证其固定增益时所需要的偏置电压。
为了随温调节APD的偏置电压，本实施例公开一种激光雷达APD电流式闭环随温调节系统，参照图1所示，该系统包括FPGA芯片处理器、温度采集模块、电流调节模块、DC-DC升压电路和电压采集模块。
上述温度采集模块用于实时采集APD的温度，且传输至FPGA芯片处理器；
上述电流调节模块受控于FPGA芯片处理器，其根据FPGA芯片处理器的电流调节信号输出调节电流IDAC；
上述DC-DC升压电路受控于电流调节模块，其根据电流调节模块输出的调节电流IDAC调节输出电压V-PAD，上述DC-DC升压电路的输出电压V-PAD用作APD的偏置电压；
上述电压采集模块用于采集DC-DC升压电路的输出电压V-PAD，且传输至FPGA芯片处理器；
上述FPGA芯片处理器接收温度采集模块上传的温度信号，根据该温度信号产生上述电流调节信号；上述FPGA芯片处理器还接收电压采集模块上传的电压信号，根据输出电压V-PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压的比较结果修正上述电流调节信号，使得DC-DC升压电路的输出电压V-PAD等于APD在温度补偿下需要的偏置电压。此处，APD在温度补偿下需要的偏置电压即为在保证其固定增益时所需要的偏置电压。
具体的，上述FPGA芯片处理器基于内部的可编程逻辑电路实现逻辑运算和数据处理，其包括温控模块、电流控制模块、电压比较模块和数据处理模块；
上述温控模块用于控制温度采集模块运行，获取温度采集模块上传的温度信息，并传输给数据处理模块；
上述数据处理模块根据温度信息计算当前温度下的电流调节量ΔIDAC和APD在当前温度下温度补偿需要的偏置电压Vbias；
上述电流控制模块用于控制电流调节模块运行，将上述电流调节量ΔIDAC传输至电流调节模块；
上述电压比较模块用于比较输出电压V-PAD和偏置电压Vbias的差值，并将两者的差值输出给数据处理模块；上述数据处理模块根据该差值修正上述电流调节量ΔIDAC。
上述温度采集模块包括贴合APD安装的温度传感器芯片，本实施例技术方案，选用TI公司型号为TMP117的温度传感器芯片，其精度如下：
20℃至+50℃范围内为±0.1℃(最大值)
40℃至+70℃范围内为±0.15℃(最大值)
40℃至+100℃范围内为±0.2℃(最大值)
55℃至+125℃范围内为±0.25℃(最大值)
55℃至+150℃范围内为±0.3℃(最大值)。
上述温度传感器芯片在结构上尽可能靠近APD安装，以便更准确探测APD的温度。上述温度传感器芯片采用I2C总线或者PMbus总线连接FPGA芯片处理器，将检测到的APD的温度传输给FPGA芯片处理器。
上述DC-DC升压电路包括DC-DC Boost升压电路和一次倍压电路，DC-DC Boost升压电路为典型Boost升压电路，产生高于其输入电压的输出电压；一次倍压电路对DC-DCBoost升压电路的输出电压做一次倍压。
上述DC-DC Boost升压电路包括DC-DC Boost升压芯片和与之匹配的外围电路。本实施例技术方案中，DC-DC Boost升压芯片优选使用LT8331型号芯片，该芯片最大支持140V电压输出，升压后的电压再做一次倍压，输出电压V-APD最大可达到280V。
上述外围电路包括电感L、二极管一D1、电阻一RFB1、电阻二RFB2和电容一C1；上述电感的一端连接DC-DC Boost升压芯片的输入端，其另一端连接二极管一的正极；电容一与电阻一和电阻二串联后的整体并联、且连接在二极管一的负极和地之间；二极管一的负极连接APD。上述一次倍压电路用于提高DC-DC Boost升压电路的输出电压，其包括二极管二D2、二极管三D3和电容二C2，电容二的一端与二极管二的正极均连接DC-DC Boost升压芯片的开关控制引脚SW，二极管二的负极连接二极管三的正极，二极管三的负极和电容二的另一端均连接二极管一的正极。
本实施例技术方案中，电感L优选使用TDK公司CLF7045NIT-331M-D，330uH，0.6A；二极管D1，D2，D3采用Diodes肖特基二极管BAV21WQ-7-F；电容一C1优选使用muRataGRM55DR72E105KW01L，100nF，250V；电容二C2优选使用TDK公司C5750X7T2W105K250KA，1uF，450V；电阻一RFB1，RFB2分别为1.5MΩ和14.7KΩ，封装使用0603以上尺寸，V-APD默认输出电压为165V。
上述电流调节模块包括电流DAC芯片，本实施例技术方案中，DAC芯片优选使用ADI公司LTC7106型号芯片，该芯片通过输出电流IDAC来改变DC-DC Boost升压芯片输出反馈电压VREF，从而达到控制输出电压V-APD的目的。
图1中，电流DAC芯片的GPO为输出脚，连接到DC-DC Boost升压芯片的使能脚EN，用于控制DC-DC Boost升压芯片打开和关闭。
电流DAC芯片的电流输出引脚IDAC连接DC-DC Boost升压芯片的反馈引脚FB，用来改变DC-DC Boost升压芯片的输出反馈电压VREF，从而调节DC-DC Boost升压芯片的输出电压。
电流DAC芯片的控制部分通过I2C总线或者PMbus总线连接FPGA芯片处理器。
LTC7106是一个7bit电流DAC，电流调节有三种模式，分别为Nominal，Range High，Range Low模式，三种模式下的电流调节范围如下表2所示：
表2 LTC7106的输出电流IDAC调节范围
Range LSB(μA) IMIN(μA) IMAX(μA)
Nominal 1 –64 63
RangeHigh 4 –256 252
RangeLow 0.25 –16 15.75
从表2看，最小调节台阶Nominal模式为1μA，Range High模式为4μA，Range Low模式为0.25μA。
电压采集模块包括运算放大器、模数转换芯片、电阻三R3和电阻四R4，电阻三和电阻四串联后的整体连接在DC-DC升压电路的输出端和地之间，运算放大器的正相输入端连接电阻三和电阻四的串联节点A，其负相输入端连接其输出端，运算放大器的输出端连接模数转换芯片的输入端，模数转换芯片的输出端连接FPGA芯片处理器。
DC-DC Boost升压芯片的输出电压经过一次倍压电路提高一倍后，由电阻三R3、电阻四R4分压得到一个较低的电压(0～5V)，并将该分压输入给运算放大器，本实施例技术方案中，运算放大器优选使用型号为AD8613的运算放大器，电阻三R3和电阻四R4分别选用590K、10K，精度为1％，运算放大器对提取的分压放大一倍。运算放大器输出的电压信号进入模数转换芯片，将模拟信号转换成FPGA芯片处理器能够识别的数字信号。本实施例技术方案中，模数转换芯片优选使用ADI公司LTC2451型号。
参照图1所示，输出电压V-APD和调节电流IDAC的关系如下：
Figure BDA0002241707400000111
其中，VREF为DC-DC Boost升压芯片的输出反馈电压；IDAC为电流DAC芯片输出的调节电流，RFB1、RFB2分别为电阻一和电阻二的阻值。
电压V-APD输出给APD用作APD的偏置电压Vbias。
以下详述FPGA芯片处理器的算法实现模块：
公式(1)中
Figure BDA0002241707400000121
RFB1均为固定值，V-APD的变化只与IDAC有关，即
ΔV-APD＝ΔIDAC*RFB1 (公式2)。
本实施例技术方案中，APD优选型号为AD500-9的光电二极管，AD500-9的温度系数为1.5，设计增益GAIN＝100的情况下，由AD500-9的固有特性，其偏置电压Vbias与击穿电压VBR的关系如下：
Vbias＝0.92*[VBR+(T-23)]*1.5 (公式3)；
其中，T的温度范围为工业级温度范围，即-40℃～+85℃。
公式(3)中表征的偏置电压Vbias即为APD在当前温度T下进行温度补偿时所需要的偏置电压。
激光雷达工作环境温度为-40℃～+85℃，ΔT为125，根据公式(3)计算获得APD偏置电压Vbias的波动范围为：
ΔVbias＝ΔT*1.5*0.92 (公式4)；
APD在温度补偿下所需要的偏置电压Vbias的变化与输出电压V-APD的变化相同，即：
ΔVbias＝ΔT*1.5*0.92＝ΔIDAC*RFB1 (公式5)。
电流DAC LTC7106的电流调节范围见表2所示，由表2知，将电流DAC芯片的工作模式设置为Nominal，ΔVbias＝ΔIDAC*RFB1＝1.5V，电压调节最小单位为1.5V。
FPGA芯片处理器在设定APD偏置电压Vbias的范围时：
若APD工作环境温度为-40℃～85℃，温度系数为1.5，VBR＝200V时，根据公式(3)计算APD偏置电压Vbias的范围为：
偏置电压Vbias最小值VL＝0.92*[200+(-40-23)*1.5]＝97.06V；
偏置电压Vbias最小值VH＝0.92*[200+(85-23)*1.5]＝269.56V。
例如：激光雷达工作在23℃环境下下，APD的击穿电压VBR为180V。
激光雷达在室外工作状态下，温度传感器采集到APD的温度为40℃，FPGA芯片处理器计算APD为40℃时APD的偏置电压和电流调节模块输出的调节电流IDAC如下：
由公式(3)计算，Vbias(40℃)＝0.92*[180+(40-23)*1.5]＝180.06V；
Vbias(23℃)＝0.92*[180+(23-23)*1.5]＝165.6V；
ΔVbias＝Vbias(40℃)-Vbias(23℃)＝189.06-165.6＝23.46V。
根据公式公式(5)计算，
Figure BDA0002241707400000131
根据上述计算，如果要将APD的偏置电压调到189.06V，只需要将电流DAC芯片输出的调节电流IDAC调节到-16uA即可。
实际调节过程中，经过调节电流IDAC调节后的DC-DC升压电路的输出电压V-APD不一定等于APD在温度补偿下所需要的偏置电压，此时为了形成闭环调节，通过电压采集模块采集DC-DC升压电路的输出电压V-APD，FPGA芯片处理器将采集到的该输出电压V-APD与内部预存的APD在当前温度下为了达到温度补偿所需要的偏置电压进行比较，并根据比较结果重新修正电流调节信号，使得在修正后的电流调节信号的控制下DC-DC升压电路输出与APD在当前温度下为了达到温度补偿所需要的偏置电压相等的输出电压V-APD，此处，APD在当前温度下为了达到温度补偿所需要的偏置电压所指为：在当前温度下APD工作在设计的恒定增益下所需要的偏置电压。
本发明实施例技术方案中，FPGA芯片处理器的开发过程包含以下内容：
(1)对I2C的典型配置；
(2)基准时钟设置或确认；
(3)数据分析；
(4)基本状态判读；
(5)逻辑公式的实现方式。
FPGA芯片处理器具体实现流程图如图4-5所示。
需要特别说明的内容如下：
1、TMP117是2线接口，兼容I2C，时钟线SCL，数据线SDA，可加一个中断信号作为报警使用，时钟支持1～400kHz，越高越好。FPGA可以以基准时钟进行计数采样，实现I2C接口的400kHz的速率。LTC7106类似。
2、TMP117内置一个EEPROM，厂家在生产时已经在里面写入了出厂值。常规应用下不需要进行重新配置。如果有需要，按照EEPROM编程流程进行操作，上电后，温度测量上下限、转换周期等参数会从EEPROM中读取，加载入寄存器中。
3、TMP117中温度值以二进制补码方式存储，精度为0.0078125摄氏度，下图为一些对应的参数值。
根据公式Vbias＝0.92*[VBR+(T-23)]*1.5，可见T的值已经扩大了27倍，考虑到FPGA芯片处理器浮点数时的不方便，因此在根据公式进行计算的时候，将23也扩大27倍，1.5扩大2倍，VBR扩大28倍，0.92扩大212倍。总结果Vbias扩大了220倍。
计算ΔVbias＝Vbias-165时，将165也扩大220倍，计算
Figure BDA0002241707400000141
时，将1.5扩大2倍，则ΔIDAC实际扩大了219倍。转换为LTC7106中的值时对应再缩小219倍即可。数值都以2进制补码形式存储。
表3 16位温度数据初始化
4、电压值的计算
FPGA通过I2C获取模数转换芯片采集到的电压值，电源单端供电5V，16位模数转换芯片的分辨率为5V/65536＝0.076294(mV)，模数转换芯片采集的电压和APD的偏置电压分压倍数为60，则实际APD的偏置电压值＝模数转换芯片采样值。这里的乘法计算我们调用FPGA中的乘法IP核进行，其中整数乘法调用LPM_MULT，浮点数调用ALTFP_MULT。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，用于对激光雷达的APD进行温度补偿，其特征在于：该系统包括FPGA芯片处理器、温度采集模块、电流调节模块、DC-DC升压电路和电压采集模块；
所述温度采集模块用于实时采集APD的温度，且传输至FPGA芯片处理器；
所述电流调节模块受控于FPGA芯片处理器，其根据FPGA芯片处理器的电流调节信号输出调节电流IDAC；
所述DC-DC升压电路受控于电流调节模块，其根据电流调节模块输出的调节电流IDAC调节输出电压V-PAD，所述DC-DC升压电路的输出电压V-PAD用作APD的偏置电压；
所述电压采集模块用于采集DC-DC升压电路的输出电压V-PAD，且传输至FPGA芯片处理器；
所述FPGA芯片处理器接收温度采集模块上传的温度信号，根据该温度信号产生所述电流调节信号；所述FPGA芯片处理器还接收电压采集模块上传的电压信号，根据输出电压V-PAD与APD在温度补偿下需要的偏置电压的比较结果修正所述电流调节信号，使得DC-DC升压电路的输出电压V-PAD等于APD在温度补偿下需要的偏置电压；
所述FPGA芯片处理器基于内部的可编程逻辑电路实现逻辑运算和数据处理。
2.如权利要求1所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述FPGA芯片处理器包括温控模块、电流控制模块、电压比较模块和数据处理模块；
所述温控模块用于控制温度采集模块运行，获取温度采集模块上传的温度信息，并传输给数据处理模块；
所述数据处理模块根据温度信息计算当前温度下的电流调节量ΔIDAC和APD在当前温度下温度补偿需要的偏置电压Vbias；
所述电流控制模块用于控制电流调节模块运行，将所述电流调节量ΔIDAC传输至电流调节模块；
所述电压比较模块用于比较输出电压V-PAD和偏置电压Vbias的差值，并将两者的差值输出给数据处理模块；所述数据处理模块根据该差值修正所述电流调节量ΔIDAC。
3.如权利要求1或2所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述DC-DC升压电路包括DC-DC Boost升压电路，所述DC-DC Boost升压电路包括DC-DC Boost升压芯片和与之匹配的外围电路；所述外围电路包括电感(L)、二极管一(D1)、电阻一(RFB1)、电阻二(RFB2)和电容一(C1)；所述电感的一端连接DC-DC Boost升压芯片的输入端，其另一端连接二极管一的正极；电容一与电阻一和电阻二串联后的整体并联、且连接在二极管一的负极和地之间；二极管一的负极连接APD。
4.如权利要求3所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述DC-DC Boost升压芯片型号为为LT8331。
5.如权利要求3所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述DC-DC升压电路还包括一次倍压电路，所述一次倍压电路用于提高DC-DC Boost升压电路的输出电压，其包括二极管二(D2)、二极管三(D3)和电容二(C2)，电容二的一端与二极管二的正极均连接DC-DC Boost升压芯片的开关控制引脚(SW)，二极管二的负极连接二极管三的正极，二极管三的负极和电容二的另一端均连接DC-DC Boost升压芯片的外围电路。
6.如权利要求1或2所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述电压采集模块包括运算放大器、模数转换芯片、电阻三(R3)和电阻四(R4)，电阻三和电阻四串联后的整体连接在DC-DC升压电路的输出端和地之间，运算放大器的正相输入端连接电阻三和电阻四的串联节点A，其负相输入端连接其输出端，运算放大器的输出端连接模数转换芯片的输入端，模数转换芯片的输出端连接处理器。
7.如权利要求1或2所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述电流调节模块包括电流DAC芯片，所述电流DAC芯片的控制端通过I2C总线或者PMbus总线连接FPGA芯片处理器，其输出端连接DC-DC Boost升压芯片的使能端(EN)，其电流输出端连接DC-DC Boost升压芯片的反馈端(FB)。
8.如权利要求7所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述电流DAC芯片的型号为LTC7106。
9.如权利要求1或2所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述温度采集模块包括贴合APD安装的温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的控制端通过I2C总线或者SMbus总线连接FPGA芯片处理器。
10.如权利要求9所述的基于FPGA芯片的电流式闭环随温调节系统，其特征在于：所述温度传感器芯片的型号为TMP117。
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