وحدة تحكم سيرفو سريعة من نوع Moglabs PID
تحديد
- النموذج: MOGLabs FSC
- النوع: وحدة تحكم المؤازرة
- Intended Use: Laser frequency stabilisation and linewidth narrowing
- Primary Application: High-bandwidth low-latency servo control
تعليمات استخدام المنتج
مقدمة
The MOGLabs FSC is designed to provide high-bandwidth low-latency servo control for laser frequency stabilisation and linewidth narrowing.
Basic Feedback Control Theory
Feedback frequency stabilisation of lasers can be complex. It is recommended to review control theory textbooks and literature on laser frequency stabilisation for a better understanding.
التوصيلات والضوابط
عناصر التحكم في اللوحة الأمامية
The front panel controls are used for immediate adjustments and monitoring. These controls are essential for real-time adjustments during operation.
عناصر التحكم والاتصالات في اللوحة الخلفية
The rear panel controls and connections provide interfaces for external devices and peripherals. Properly connecting these ensures smooth operation and compatibility with external systems.
مفاتيح DIP الداخلية
The internal DIP switches offer additional configuration options. Understanding and correctly setting these switches are crucial for customizing the controller’s behavior.
التعليمات
شركة سانتيك
وحدة تحكم سيرفو سريعة
الإصدار 1.0.9، الإصدار 2 من الأجهزة
حدود المسؤولية
لا تتحمل MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) أي مسؤولية تنشأ عن استخدام المعلومات الواردة في هذا الدليل. قد يحتوي هذا المستند على أو يشير إلى معلومات ومنتجات محمية بموجب حقوق الطبع والنشر أو براءات الاختراع ولا ينقل أي ترخيص بموجب حقوق براءات الاختراع الخاصة بـ MOGLabs، ولا حقوق الآخرين. لن تكون MOGLabs مسؤولة عن أي خلل في الأجهزة أو البرامج أو فقدان أو عدم كفاية البيانات من أي نوع، أو عن أي أضرار مباشرة أو غير مباشرة أو عرضية أو تبعية فيما يتعلق أو تنشأ عن أداء أو استخدام أي من منتجاتها . يجب أن ينطبق تحديد المسؤولية السابق بالمثل على أي خدمة تقدمها MOGLabs.
حقوق الطبع والنشر
حقوق الطبع والنشر © MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) 2017 2025. لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء من هذا المنشور أو تخزينه في نظام استرجاع أو نقله بأي شكل أو بأي وسيلة إلكترونية أو ميكانيكية أو تصويرية أو غير ذلك، دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة إذن من MOGLabs.
اتصال
لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بـ:
مختبرات MOG P/L 49 University St Carlton VIC 3053 أستراليا +61 3 9939 0677 info@moglabs.com www.moglabs.com
Santec LIS Corporation 5823 Ohkusa-Nenjozaka، Komaki Aichi 485-0802 اليابان +81 568 79 3535 www.santec.com
مقدمة
يوفر FSC من MOGLabs العناصر الأساسية لوحدة تحكم سيرفو عالية النطاق الترددي ومنخفضة زمن الوصول، والمخصصة أساسًا لتثبيت تردد الليزر وتضييق عرض الخط. كما يمكن استخدام FSC لـ ampالتحكم في خط العرض، على سبيل المثالampمن الممكن أن يكون الهدف من هذا الدليل هو إنشاء "مزيل للضوضاء" يعمل على تثبيت الطاقة الضوئية لليزر، ولكننا في هذا الدليل نفترض التطبيق الأكثر شيوعًا وهو تثبيت التردد.
1.1 نظرية التحكم بالتغذية الراجعة الأساسية
قد يكون تثبيت ترددات الليزر بالتغذية الراجعة معقدًا. نشجع القراء على إعادة قراءةview كتب نظرية التحكم [1، 2] والأدبيات حول تثبيت تردد الليزر [3].
يوضح الشكل 1.1 مفهوم التحكم بالتغذية الراجعة تخطيطيًا. يُقاس تردد الليزر باستخدام مُميِّز تردد يُولِّد إشارة خطأ تتناسب طرديًا مع الفرق بين تردد الليزر اللحظي والتردد المطلوب أو المُعيَّن. تشمل المُميِّزات الشائعة التجاويف البصرية وكشف باوند-دريفر-هول (PDH) [4] أو هانش-كويلود [5]؛ وقفل الإزاحة [6]؛ أو العديد من أشكال مطيافية الامتصاص الذري [7].
0
+
إشارة الخطأ
سيرفو
إشارة التحكم
الليزر
مُمَيِّز التردد dV/df
الشكل 1.1: مخطط كتلي مبسط لحلقة التحكم بالتغذية الراجعة.
1
2
الفصل الأول. المقدمة
1.1.1 إشارات الخطأ
الميزة المشتركة الرئيسية للتحكم بالتغذية الراجعة هي أن إشارة الخطأ المستخدمة للتحكم يجب أن تنعكس مع تغير تردد الليزر فوق أو تحت نقطة الضبط، كما هو موضح في الشكل 1.2. من إشارة الخطأ، يُولّد مُؤازِر تغذية راجعة أو مُعوِّض إشارة تحكم لمُحوِّل طاقة في الليزر، بحيث يتم توجيه تردد الليزر نحو نقطة الضبط المطلوبة. والأهم من ذلك، أن إشارة التحكم هذه ستتغير مع تغير إشارة الخطأ، مما يضمن دفع تردد الليزر دائمًا نحو نقطة الضبط، بدلًا من الابتعاد عنها.
خطأ
خطأ
f
0
التردد و
تردد f
إزاحة الخطأ
الشكل ١.٢: إشارة خطأ تشتت نظرية، متناسبة مع الفرق بين تردد الليزر وتردد نقطة الضبط. يُغيّر إزاحة إشارة الخطأ نقطة القفل (يمين).
لاحظ الفرق بين إشارة الخطأ وإشارة التحكم. إشارة الخطأ هي مقياس للفرق بين تردد الليزر الفعلي والمطلوب، وهو مبدئيًا فوري وخالٍ من الضوضاء. تُولّد إشارة التحكم من إشارة الخطأ بواسطة سيرفو تغذية راجعة أو مُعوِّض. تُشغّل إشارة التحكم مُشغِّلًا، مثل مُحوِّل الطاقة الكهروضغطي، أو تيار حقن صمام ثنائي ليزري، أو مُعدّل صوتي بصري أو كهروضوئي، بحيث يعود تردد الليزر إلى نقطة الضبط. للمُشغِّلات وظائف استجابة مُعقّدة، مع تأخر طور محدود، وكسب مُعتمد على التردد، ورنينات. يجب أن يُحسِّن المُعوِّض استجابة التحكم لتقليل الخطأ إلى أدنى حد ممكن.
1.1 نظرية التحكم بالتغذية الراجعة الأساسية
3
1.1.2 استجابة التردد لمحركات التغذية الراجعة
عادةً ما يُوصف تشغيل سيرفو التغذية الراجعة من حيث استجابة فورييه للتردد؛ أي كسب التغذية الراجعة كدالة لتردد الاضطراب. على سبيل المثالampمن الاضطرابات الشائعة تردد التيار الكهربائي، أي ٥٠ هرتز أو ٦٠ هرتز. سيؤثر هذا الاضطراب على تردد الليزر بمقدار معين، بمعدل ٥٠ أو ٦٠ هرتز. قد يكون تأثير الاضطراب على الليزر ضئيلاً (مثلاً = ٠ ± ١ كيلو هرتز، حيث ٠ هو تردد الليزر غير المضطرب) أو كبيراً (= ٠ ± ١ ميجا هرتز). وبغض النظر عن حجم هذا الاضطراب، يكون تردد فورييه للاضطراب إما ٥٠ أو ٦٠ هرتز. ولكبح هذا الاضطراب، يجب أن يتمتع سيرفو التغذية الراجعة بكسب عالٍ عند ٥٠ و٦٠ هرتز ليتمكن من التعويض.
عادةً ما يكون لمكسب وحدة تحكم المؤازرة حد تردد منخفض، والذي يتم تحديده عادةً من خلال حد النطاق الترددي للمكسب الخاص بالتشغيلampتُستخدم وحدات التحكم المؤازرة (s) في وحدة تحكم السيرفو. يجب أن يكون الكسب أقل من الكسب الواحد (0 ديسيبل) عند الترددات العالية لتجنب إحداث تذبذبات في خرج التحكم، مثل الصرير عالي النبرة المألوف لأنظمة الصوت (يُسمى عادةً "التغذية الراجعة الصوتية"). تحدث هذه التذبذبات عند ترددات أعلى من مقلوب الحد الأدنى لتأخير الانتشار لنظام الليزر، ومميز التردد، والمؤازرة، والمشغل. عادةً ما يُسيطر على هذا الحد زمن استجابة المشغل. بالنسبة للبيزو المستخدمة في ليزرات الصمام الثنائي ذات التجويف الخارجي، يكون الحد عادةً بضعة كيلوهرتز، وبالنسبة لاستجابة تعديل التيار للصمام الثنائي الليزري، يتراوح الحد بين 100 و300 كيلوهرتز.
الشكل 1.3 هو رسم تخطيطي مفاهيمي للكسب مقابل تردد فورييه لـ FSC. لتقليل خطأ تردد الليزر، يجب تعظيم المساحة الواقعة أسفل رسم الكسب. تُعدّ وحدات تحكم السيرفو PID (التكاملية والتفاضلية النسبية) نهجًا شائعًا، حيث تكون إشارة التحكم عبارة عن مجموع ثلاثة مكونات مشتقة من إشارة خطأ الإدخال الواحدة. تسعى التغذية الراجعة التناسبية (P) إلى التعويض الفوري عن الاضطرابات، بينما توفر التغذية الراجعة المتكاملة (I) كسبًا عاليًا للإزاحات والانحرافات البطيئة، بينما تضيف التغذية الراجعة التفاضلية (D) كسبًا إضافيًا للتغيرات المفاجئة.
4
الفصل الأول. المقدمة
كسب (ديسيبل)
قطع التردد العالي، مُكامل مزدوج
60
ذكاء سريع مكسب سريع
مكسب تفاضلي سريع (حد)
40
20
مدمج
0
مكسب LF السريع (الحد)
مدمج
متناسب
المميز
فلتر
بطيء الذكاء
20101
102
103
104
105
106
107
108
تردد فورييه [هرتز]
الشكل 1.3: مخطط بود المفاهيمي الذي يوضح عمل وحدتي التحكم السريعة (الحمراء) والبطيئة (الزرقاء). وحدة التحكم البطيئة إما أن تكون مُدمجة أحادية أو مزدوجة مع تردد زاوية قابل للتعديل. أما وحدة التحكم السريعة فهي مُدمجة تفاضلية تكاملية (PID) مع ترددات زاوية قابلة للتعديل وحدود كسب عند الترددات المنخفضة والعالية. يمكن اختياريًا تعطيل المُميز واستبداله بمرشح تمرير منخفض.
التوصيلات والضوابط
2.1 عناصر التحكم في اللوحة الأمامية
تحتوي اللوحة الأمامية لـ FSC على عدد كبير من خيارات التكوين التي تسمح بضبط سلوك المؤازرة وتحسينه.
يرجى ملاحظة أن المفاتيح والخيارات قد تختلف بين إصدارات الأجهزة، لذا يرجى مراجعة الدليل الخاص بجهازك المحدد كما هو موضح بالرقم التسلسلي.
وحدة تحكم سيرفو سريعة
تيار متردد تيار مستمر
مدخل
PD 0
مرجع
CHB
+
علامة سريعة
+
علامة بطيئة
انتل
75 100 250
50k 100k 200k
10م 5م 2.5م
50
500
20 ألف
خصم 500 آلاف
1M
25
750 10ك
1 مليون و200 ألف
750 ألف
عن
خصم 1 آلاف
2 مليون و100 ألف
500 ألف
خارجي
50 ألف
250 ألف
25 ألف
100 ألف
فترة
معدل
بطيء الذكاء
ذكاء سريع
التفاضل السريع/الفلتر
12
6
18
0
24
BIAS
إزاحة التردد
مكسب بطيء
مكسب سريع
كسب الفرق
30 20 10
0
40
50
متداخلة
60
مسح ضوئي
قفل ماكس
بطيئ
حد الكسب
مسح ضوئي مسح ضوئي+P
قفل
سريع
إزاحة الخطأ
حالة
بطء الخطأ
RAMP
خطأ سريع
BIAS
CHB
سريع
تشا
بطيئ
MON1
بطء الخطأ
RAMP
خطأ سريع
BIAS
CHB
سريع
تشا
بطيئ
MON2
2.1.1 Configuration INPUT Selects error signal coupling mode; see figure 3.2. AC Fast error signal is AC-coupled, slow error is DC coupled. DC Both fast and slow error signals are DC-coupled. Signals are DC-coupled, and the front-panel ERROR OFFSET is applied for control of the lock point. CHB Selects input for channel B: photodetector, ground, or a variable 0 to 2.5 V reference set with the adjacent trimpot.
علامة سريعة علامة رد الفعل السريع. علامة بطيئة علامة رد الفعل البطيء.
5
6
التوصيلات والضوابط
2.1.2 رamp يتحكم
الداخليةamp يوفر المولد وظيفة مسح لمسح تردد الليزر، عادةً عبر مُشغِّل بيزو، أو تيار حقن ثنائي، أو كليهما. يتم مزامنة خرج الزناد معamp يتم توفيره على اللوحة الخلفية (TRIG، 1M).
INT/EXT داخلي أو خارجيamp للمسح الترددي.
RATE Trimpot لضبط معدل المسح الداخلي.
عند تفعيل DIP3، يُضاف الناتج البطيء، المُقاس بواسطة هذا التقسيم، إلى الناتج السريع. عادةً ما يكون هذا التغذية الأمامية للانحياز مطلوبًا عند ضبط مُشغِّل البيزو في وحدة ECDL لمنع التنقل بين الأوضاع. مع ذلك، تُوفّر بعض وحدات تحكم الليزر هذه الوظيفة بالفعل (مثل MOGLabs DLC)، ويجب استخدامها فقط عند عدم توفرها في أي مكان آخر.
SPAN يضبط ramp الارتفاع، وبالتالي مدى مسح التردد.
ضبط إزاحة التيار المستمر على الإخراج البطيء، مما يوفر تحولاً ثابتًا لتردد الليزر بشكل فعال.
2.1.3 متغيرات الحلقة
تسمح متغيرات الحلقة بكسب المتناسب والمتكامل والمشتقtagيجب تعديلها. بالنسبة للمتكامل والمفاضل،tagوبالتالي، يتم تقديم المكسب من حيث تردد المكسب الوحدوي، والذي يشار إليه أحيانًا باسم تردد الزاوية.
بطيء INT تردد الزاوية للمتكامل المؤازر البطيء؛ يمكن تعطيله أو تعديله من 25 هرتز إلى 1 كيلو هرتز.
كسب بطيء كسب سيرفو بطيء بدورة واحدة؛ من -20 ديسيبل إلى +20 ديسيبل.
FAST INT تردد الزاوية لمُدمِج المؤازرة السريع؛ متوقف أو قابل للتعديل من 10 كيلو هرتز إلى 2 ميجا هرتز.
2.1 عناصر التحكم في اللوحة الأمامية
7
مكسب سريع مكسب نسبي سريع بعشر دورات؛ من -10 ديسيبل إلى +50 ديسيبل.
التفاضل السريع/الفلتر: يتحكم في استجابة السيرفو عالية التردد. عند ضبطه على "إيقاف"، تبقى استجابة السيرفو متناسبة. عند تدويره مع عقارب الساعة، يتم تفعيل المُميز بتردد الزاوية المرتبط به. يُرجى ملاحظة أن تقليل تردد الزاوية يزيد من فعالية المُميز. عند ضبطه على قيمة مسطرة، يتم تعطيل المُميز، ويُطبق بدلاً منه مرشح تمرير منخفض على خرج السيرفو. يؤدي هذا إلى انخفاض الاستجابة فوق التردد المحدد.
DIFF GAIN: حدّ لكسب التردد العالي على المؤازر السريع؛ كل زيادة تُغيّر أقصى كسب بمقدار 6 ديسيبل. لا يُؤثّر هذا إلا في حالة تفعيل المُميّز، أي ما لم يتم ضبط FAST DIFF على قيمة غير مُسطّرة.
2.1.4 عناصر التحكم في القفل
حد الكسب حد الكسب للتردد المنخفض على المحرك المؤازر السريع، بوحدة ديسيبل. يمثل MAX أقصى كسب متاح.
إزاحة الخطأ: إزاحة تيار مستمر تُطبّق على إشارات الخطأ عند ضبط وضع الإدخال على . تُستخدم لضبط نقطة القفل بدقة أو تعويض انحراف إشارة الخطأ. يُستخدم مقياس الضبط المجاور لضبط إزاحة الخطأ للسيرفو البطيء مقارنةً بالسيرفو السريع، ويمكن تعديله لضمان اتجاه السيرفو السريع والبطيء نحو نفس التردد.
بطيء: يُفعّل المؤازر البطيء بتغيير وضع المسح الضوئي إلى القفل. عند ضبطه على الوضع المتداخل، ينخفض مستوى التحكم البطيء.tagيتم إدخال e في إشارة الخطأ السريعة للحصول على مكسب مرتفع للغاية عند الترددات المنخفضة في حالة عدم وجود محرك متصل بالمخرج البطيء.
FAST يتحكم في المؤازر السريع. عند ضبطه على SCAN+P، تُغذّى التغذية الراجعة التناسبية إلى المخرج السريع أثناء مسح الليزر، مما يسمح بمعايرة التغذية الراجعة. يؤدي تغيير الوضع إلى LOCK إلى إيقاف المسح وتفعيل التحكم الكامل في PID.
8
الفصل الثاني. التوصيلات والضوابط
الحالة مؤشر متعدد الألوان يعرض حالة القفل.
أخضر - الطاقة مُشغّلة، القفل مُعطّل. برتقالي - القفل مُفعّل، لكن إشارة الخطأ خارج النطاق، مما يُشير إلى القفل.
لقد فشل. تم تفعيل القفل الأزرق وإشارة الخطأ ضمن الحدود.
2.1.5 مراقبة الإشارة
يحدد مُرمِّزا الدوران أي الإشارات المُحدَّدة تُوجَّه إلى مخرجي MONITOR 1 وMONITOR 2 في اللوحة الخلفية. مخرج TRIG هو مخرج متوافق مع TTL (1M)، وينتقل من منخفض إلى مرتفع في مركز المسح. يُحدِّد الجدول أدناه الإشارات.
CHA CHB FAST ERR SLOW ERR RAMP تحيز سريع بطيء
مدخل القناة أ مدخل القناة ب إشارة الخطأ المستخدمة بواسطة المؤازر السريع إشارة الخطأ المستخدمة بواسطة المؤازر البطيء رamp كما هو مطبق على SLOW OUT Ramp كما هو مطبق على FAST OUT عند تمكين DIP3 إشارة التحكم في FAST OUT إشارة التحكم في SLOW OUT
2.2 عناصر التحكم والاتصالات في اللوحة الخلفية
9
2.2 عناصر التحكم والاتصالات في اللوحة الخلفية
شاشة 2 قفل
شاشة 1
اكتسح
كسب في
ب في
في
مسلسل:
علم حساب المثلثات
سريع خارج، بطيء خارج
وزارة الدفاع في
القوة ب
القوة أ
جميع الموصلات SMA، باستثناء ما هو مذكور. جميع المدخلات ذات جهد زائد.tagمحمي إلى ±15 فولت.
يجب ضبط الطاقة في الوحدة مسبقًا على مستوى الصوت المناسبtagلبلدك. يُرجى مراجعة الملحق د للاطلاع على تعليمات تغيير مستوى مصدر الطاقة.tagالبريد إذا لزم الأمر.
مدخلات إشارة خطأ للقناتين A وB، عادةً ما تكون كاشفات ضوئية. مقاومة عالية، نطاق اسمي ±2 فولت. القناة B غير مستخدمة إلا إذا كان مفتاح CHB في اللوحة الأمامية مضبوطًا على PD.
مصدر الطاقة أ، ب: تيار مستمر منخفض الضوضاء لكاشفات الضوء؛ ±١٢ فولت، ١٢٥ مللي أمبير، مُزوَّد عبر موصل M12 (رقم قطعة TE Connectivity: ٢-٢١٧٢٠٦٧-٢، Digikey A١٢١٩٣٩-ND، موصل ذكر ثلاثي الاتجاهات). متوافق مع أجهزة المساعد الرقمي الشخصي MOGLabs وكاشفات الضوء Thorlabs. يُستخدم مع كابلات M125 القياسية، على سبيل المثال.ampتأكد من إيقاف تشغيل أجهزة الكشف الضوئية عند توصيلها بمصادر الطاقة لمنع تعطل مخرجاتها.
زيادة في الحجمtagكسب تناسبي مُتحكم به إلكترونيًا للسيرفو السريع، ±1 فولت، يتوافق مع النطاق الكامل لمقبض اللوحة الأمامية. يحل محل تحكم الكسب السريع في اللوحة الأمامية عند تفعيل DIP1.
مسح خارجيamp يسمح الإدخال بمسح تردد عشوائي، من 0 إلى 2.5 فولت. يجب أن تعبر الإشارة 1.25 فولت، وهو ما يحدد مركز المسح ونقطة القفل التقريبية.
10
الفصل الثاني. التوصيلات والضوابط
3 4
1 +12 فولت
1
شنومكس -3 V
4 0 فولت
الشكل 2.1: توصيلات موصل M8 للطاقة A، B.
مدخل تعديل عالي النطاق الترددي، يُضاف مباشرةً إلى المخرج السريع، ±1 فولت إذا كان DIP4 قيد التشغيل. يُرجى العلم أنه في حال كان DIP4 قيد التشغيل، يجب توصيل مدخل التعديل بمصدر طاقة أو فصله بشكل صحيح.
إبطاء الإخراج إشارة تحكم بطيئة، من 0 فولت إلى 2.5 فولت. متصل عادةً بمحرك بيزو أو مشغل بطيء آخر.
خرج سريع إشارة تحكم سريعة الإخراج، ±2 5 فولت. متصل عادة بتيار حقن الصمام الثنائي، أو معدل صوتي أو كهروضوئي، أو مشغل سريع آخر.
MONITOR 1, 2 مخرج إشارة محدد للمراقبة.
TRIG إخراج TTL منخفض إلى مرتفع في مركز المسح، 1M.
التحكم في المسح/القفل TTL؛ موصل ستيريو 3.5 مم، يسار/يمين (الدبابيس 2، 3) للقفل البطيء/السريع؛ منخفض (أرضي) نشط (تفعيل القفل). يجب أن يكون مفتاح المسح/القفل في اللوحة الأمامية في وضع المسح الضوئي (SCAN) لتفعيل القفل. يوفر كابل Digikey CP-2207-ND قابسًا 3.5 مم بأطراف سلكية؛ أحمر للقفل البطيء، أسود رفيع للقفل السريع، وأسود سميك للتأريض.
321
1 أرضي 2 قفل سريع 3 قفل بطيء
الشكل 2.2: توصيلات موصل ستيريو مقاس 3.5 ملم للتحكم في المسح/القفل TTL.
2.3 مفاتيح DIP الداخلية
11
2.3 مفاتيح DIP الداخلية
يوجد العديد من مفاتيح DIP الداخلية التي توفر خيارات إضافية، وكلها مضبوطة على وضع إيقاف التشغيل بشكل افتراضي.
تحذير: هناك احتمال التعرض لمستويات عالية من الإشعاع.tagداخل FSC، وخاصة حول مصدر الطاقة.
عن
1 مكسب سريع
مقبض اللوحة الأمامية
2 ردود فعل بطيئة متكامل واحد
3 التحيز
Ramp للإبطاء فقط
4 تم تعطيل MOD الخارجي
5 أوفست
طبيعي
6 كنس
إيجابي
7 توصيل سريع للتيار المستمر
8 إزاحة سريعة
0
تشغيل الإشارة الخارجية مُدمِج مزدوج Ramp سريع وبطيء ممكّن ثابت في نقطة المنتصف سالب تيار متردد -1 فولت
DIP 1 إذا كان قيد التشغيل، يتم تحديد مكسب المؤازرة السريع من خلال الإمكانات المطبقة على موصل GAIN IN الموجود في اللوحة الخلفية بدلاً من مقبض FAST GAIN الموجود في اللوحة الأمامية.
DIP 2 Slow Servo هو مُدمج أحادي (إيقاف) أو مزدوج (تشغيل). يجب إيقاف تشغيله عند استخدام وضعي تشغيل مُدمجين: البطيء والسريع.
DIP 3: في حالة التشغيل، يُولّد تيار انحياز متناسب مع خرج المؤازرة البطيء لمنع قفزات الوضع. يُفعّل فقط إذا لم يكن مُزوّدًا مسبقًا من قِبل وحدة تحكم الليزر. يجب إيقاف تشغيله عند استخدام FSC مع MOGLabs DLC.
DIP 4 في حالة التشغيل، يُفعّل التعديل الخارجي عبر موصل MOD IN في اللوحة الخلفية. يُضاف التعديل مباشرةً إلى FAST OUT. عند تفعيله دون استخدامه، يجب فصل مدخل MOD IN لمنع أي سلوك غير مرغوب فيه.
DIP 5 في حالة التشغيل، يُعطّل مقبض إزاحة اللوحة الأمامية ويُثبّت الإزاحة عند نقطة المنتصف. مفيد في وضع المسح الخارجي لتجنب
12
الفصل الثاني. التوصيلات والضوابط
تغيير تردد الليزر عن طريق تحريك مقبض الإزاحة.
DIP 6 يعكس اتجاه المسح.
DIP 7 تيار متردد سريع. يجب أن يكون في وضع التشغيل عادةً، بحيث تكون إشارة الخطأ السريعة متصلة بأجهزة التحكم بالتغذية الراجعة، بثابت زمني قدره 40 مللي ثانية (25 هرتز).
DIP 8 في حالة التشغيل، يُضاف إزاحة -1 فولت إلى المخرج السريع. يجب إيقاف تشغيل DIP8 عند استخدام FSC مع ليزرات MOGLabs.
Feedback control loops
يحتوي FSC على قناتين تغذية راجعة متوازيتين يُمكنهما تشغيل مُشغلين في آنٍ واحد: مُشغل "بطيء"، يُستخدم عادةً لتغيير تردد الليزر بمقدار كبير على فترات زمنية بطيئة، ومُشغل ثانٍ "سريع". يوفر FSC تحكمًا دقيقًا في كلٍّ منtagهـ من حلقة المؤازرة، بالإضافة إلى المسح (رamp) مولد ومراقبة إشارة مريحة.
مدخل
مدخل
+
AC
إزاحة الخطأ
DC
في
A
0v
+
B
ب في
0 فولت +
VREF
0v
CHB
علامة سريعة تيار متردد سريع [7] كتلة تيار مستمر
علامة بطيئة
التعديل والمسح
معدل
Ramp
في النص
المنحدر [6] اكتساح للداخل
فترة
0v
+
الإزاحة
وزارة الدفاع في
0v
تعديل [4]
0v
الإزاحة الثابتة [5]
0v
علم حساب المثلثات
0 فولت 0 فولت
+
BIAS
0 فولت 0 فولت
التحيز [3]
قفل (سريع) قفل (بطيء) سريع = قفل بطيء = قفل
مسح LF
سريع خارج +
سيرفو سريع
مكسب في مكسب سريع
مكسب خارجي [1] P
+
I
+
0v
متداخلة
سريع = قفل قفل (سريع)
D
0v
سيرفو بطيء
خطأ بطيء في الكسب بطيء في الكسب
بطيء الذكاء
#1
مسح LF
بطيء الذكاء
+
#2
0v
مُدمِج مزدوج [2]
تباطؤ
الشكل 3.1: مخطط للوحة التحكم FSC من MOGLabs. تشير العلامات الخضراء إلى عناصر التحكم في اللوحة الأمامية والمدخلات في اللوحة الخلفية، بينما يشير اللون البني إلى مفاتيح DIP الداخلية، بينما يشير اللون الأرجواني إلى المخرجات في اللوحة الخلفية.
13
14
الفصل 3. حلقات التحكم في التغذية الراجعة
3.1 المدخلاتtage
المدخلات stagيُولّد e لـ FSC (الشكل 3.2) إشارة خطأ كالتالي: VERR = VA – VB – VOFFSET. يُؤخذ VA من موصل SMA "A IN"، ويُضبط VB باستخدام مفتاح اختيار CHB، الذي يختار بين موصل SMA "B IN"، أو VB = 0 أو VB = VREF كما هو مُحدد بواسطة المقياس المجاور.
يعمل جهاز التحكم على توجيه إشارة الخطأ نحو الصفر، مما يُحدد نقطة التثبيت. قد تستفيد بعض التطبيقات من تعديلات طفيفة على مستوى التيار المستمر لضبط نقطة التثبيت هذه، والتي يمكن تحقيقها باستخدام مقبض ERR OFFSET ذي العشر دورات لإزاحة تصل إلى ±10 فولت، بشرط ضبط محدد الإدخال على وضع "الإزاحة" (). يمكن تحقيق إزاحات أكبر باستخدام مقياس REF.
مدخل
مدخل
+ تيار متردد
إزاحة الخطأ
DC
في
A
0v
+
B
ب في
علامة سريعة AC سريعة [7] FE FAST ERR
كتلة التيار المستمر
خطأ سريع
0 فولت +
VREF
0v
CHB
علامة بطيئة
خطأ بطيء SE SLOW ERR
الشكل 3.2: مخطط مدخلات FSCtagتُظهر الصورة هـ عناصر التحكم في الاقتران والإزاحة والاستقطاب. تُعدّ السداسيات إشارات مراقبة متاحة عبر مفاتيح اختيار الشاشة الأمامية.
3.2 حلقة سيرفو بطيئة
يوضح الشكل 3.3 تكوين التغذية الراجعة البطيئة لـ FSC. مكسب متغيرtagيتم التحكم في e باستخدام مقبض الكسب البطيء في اللوحة الأمامية. يعمل جهاز التحكم إما كمُدمِج واحد أو مزدوج.
3.2 حلقة سيرفو بطيئة
15
يعتمد ذلك على تفعيل DIP2. يتم التحكم في ثابت زمن المُدمِج البطيء من خلال مقبض SLOW INT في اللوحة الأمامية، والذي يُحدَّد تبعًا لتردد الزاوية المرتبط به.
سيرفو بطيء
خطأ بطيء في الكسب بطيء في الكسب
المُتكاملون
بطيء الذكاء
#1
مسح LF
بطيء الذكاء
+
#2
0v
مُدمِج مزدوج [2]
تباطؤ
LF بطيء
الشكل 3.3: مخطط لمُحرك سيرفو I/I2 بطيء التغذية الراجعة. السداسيات هي إشارات مُراقبة متاحة عبر مفاتيح الاختيار في اللوحة الأمامية.
باستخدام مُدمِج واحد، يزداد الكسب مع انخفاض تردد فورييه، بميل قدره 20 ديسيبل لكل عشرية. إضافة مُدمِج ثانٍ يزيد الميل إلى 40 ديسيبل لكل عشرية، مما يُقلل من الفارق طويل المدى بين الترددات الفعلية والترددات المُحددة. زيادة الكسب بشكل مفرط تُؤدي إلى تذبذب، حيث يُبالغ المُتحكم في رد فعله تجاه التغيرات في إشارة الخطأ. لهذا السبب، يُنصح أحيانًا بتقييد كسب حلقة التحكم عند الترددات المنخفضة، حيث يُمكن أن تُسبب الاستجابة الكبيرة قفزة بين أنماط الليزر.
يوفر السيرفو البطيء نطاقًا واسعًا للتعويض عن الانجرافات طويلة المدى والاضطرابات الصوتية، بينما يتميز المشغل السريع بنطاق ترددي ضيق ونطاق ترددي واسع للتعويض عن الاضطرابات السريعة. يضمن استخدام مُدمِج مزدوج الاستجابة المهيمنة للسيرفو البطيء عند التردد المنخفض.
في التطبيقات التي لا تتضمن مُشغِّل بطيء مُنفصلاً، يُمكن إضافة إشارة التحكم البطيئة (خطأ تكامل مفرد أو مزدوج) إلى إشارة التحكم السريع بضبط مفتاح SLOW على "NESTED". في هذا الوضع، يُوصى بتعطيل المُدمج المزدوج في قناة التباطؤ باستخدام DIP2 لمنع التكامل الثلاثي.
16
الفصل 3. حلقات التحكم في التغذية الراجعة
3.2.1 قياس استجابة المؤازرة البطيئة
صُممت حلقة المؤازرة البطيئة لتعويض الانجراف البطيء. لمراقبة استجابة الحلقة البطيئة:
1. اضبط MONITOR 1 على SLOW ERR وقم بتوصيل المخرج بجهاز رسم الذبذبات.
2. اضبط MONITOR 2 على الوضع SLOW وقم بتوصيل المخرج بجهاز رسم الذبذبات.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
4. اضبط مقبض ERR OFFSET حتى يصبح مستوى التيار المستمر الموضح على شاشة SLOW ERR قريبًا من الصفر.
5. اضبط مقبض FREQ OFFSET حتى يصبح مستوى التيار المستمر الموضح على شاشة SLOW قريبًا من الصفر.
6. اضبط الفولتات لكل قسم على الذبذبات إلى 10 مللي فولت لكل قسم لكلا القناتين.
7. قم بتشغيل حلقة المؤازرة البطيئة عن طريق ضبط الوضع البطيء على القفل.
8. اضبط مقبض ERR OFFSET ببطء بحيث يتحرك مستوى التيار المستمر الموضح على شاشة SLOW ERR فوق وتحت الصفر بمقدار 10 مللي فولت.
9. مع تغير إشارة الخطأ المتكاملة، ستلاحظ تغيرًا في الإخراج البطيء بمقدار 250 مللي فولت.
لاحظ أن زمن الاستجابة للمحرك المؤازر البطيء للانجراف إلى حده يعتمد على عدد من العوامل بما في ذلك المكسب البطيء، وثابت زمن التكامل البطيء، والتكامل الفردي أو المزدوج، وحجم إشارة الخطأ.
3.2 حلقة سيرفو بطيئة
17
3.2.2 حجم الإخراج البطيءtage swing (فقط للأرقام التسلسلية FSC A04… وما دونها)
تم ضبط خرج حلقة التحكم في السيرفو البطيء لنطاق يتراوح بين ٠ و٢٫٥ فولت للتوافق مع وحدة تحكم MOGLabs DLC. يحتوي مدخل التحكم الكهرضغطي SWEEP من وحدة تحكم DLC على مستوى صوتtagكسب قدره 48 فولت، بحيث ينتج عن أقصى دخل قدره 2.5 فولت 120 فولت على البيزو. عند تفعيل حلقة المؤازرة البطيئة، سيتأرجح الخرج البطيء بمقدار ±25 مللي فولت فقط مقارنةً بقيمته قبل التفعيل. هذا القيد مقصود لتجنب قفزات وضع الليزر. عند استخدام الخرج البطيء لـ FSC مع وحدة تحكم MOGLabs DLC، فإن تأرجحًا قدره 50 مللي فولت في خرج القناة البطيئة لـ FSC يقابل تأرجحًا قدره 2.4 فولت في جهد البيزو.tagوهو ما يتوافق مع تغيير في تردد الليزر يتراوح بين 0.5 إلى 1 جيجاهرتز، وهو ما يضاهي النطاق الطيفي الحر لتجويف مرجعي نموذجي.
للاستخدام مع وحدات تحكم ليزر مختلفة، يمكن تحقيق تغيير أكبر في خرج التردد البطيء المقفل لـ FSC من خلال تغيير بسيط في المقاوم. يُحدد الكسب على خرج حلقة التغذية الراجعة البطيئة بواسطة R82/R87، وهي نسبة المقاومات R82 (500) وR87 (100 كيلو أوم). لزيادة الخرج البطيء، يُزاد R82/R87، ويمكن تحقيق ذلك بسهولة عن طريق تقليل R87 عن طريق توصيل مقاوم آخر على التوازي (حزمة SMD، حجم 0402). على سبيل المثالampإذا أضفنا مقاومة ٣٠ أوم على التوازي مع المقاومة ١٠٠ أوم الموجودة، فسينتج عن ذلك مقاومة فعّالة قدرها ٢٣ أوم، مما يزيد من تذبذب الخرج البطيء من ±٢٥ مللي فولت إلى ±١٢٥ مللي فولت. يوضح الشكل ٣.٤ تصميم لوحة الدوائر المطبوعة FSC حولamp U16.
ر329
تحت 16
سي36
سي362 ر85 ر331 سي44 ر87
سي71
سي35
ر81 ر82
الشكل 3.4: تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة FSC حول عملية الكسب البطيء النهائيةamp U16، مع مقاومات ضبط المكسب R82 وR87 (محاطة بدائرة)؛ الحجم 0402.
18
الفصل 3. حلقات التحكم في التغذية الراجعة
3.3 حلقة سيرفو سريعة
سيرفو التغذية الراجعة السريعة (الشكل 3.5) عبارة عن حلقة PID توفر تحكمًا دقيقًا في كلٍّ من مكونات التغذية الراجعة التناسبية (P)، والتكاملية (I)، والتفاضلية (D)، بالإضافة إلى الكسب الكلي للنظام بأكمله. يمكن أن يتأرجح خرج FSC السريع من -2.5 فولت إلى 2.5 فولت، وعند تهيئته باستخدام ليزر ثنائي تجويف خارجي من MOGLabs، يمكن أن يوفر تأرجحًا في التيار بمقدار ±2.5 مللي أمبير.
سيرفو سريع
كسب في
مكسب خارجي [1]
مكسب سريع
خطأ سريع
التحكم البطيء
0v
+ متداخلة
سريع = قفل قفل (سريع)
بي
D
0v
+
تحكم سريع
الشكل 3.5: مخطط لوحدة التحكم PID ذات التغذية الراجعة السريعة.
يوضح الشكل 3.6 رسمًا تخطيطيًا لآلية عمل حلقتي السيرفو السريع والبطيء. عند الترددات المنخفضة، تسود حلقة التكامل السريع (I). ولمنع تفاعل حلقة السيرفو السريع المفرط مع الاضطرابات الخارجية منخفضة التردد (الصوتية)، يُطبّق حد كسب التردد المنخفض، ويتم التحكم فيه بواسطة مقبض حد الكسب.
عند الترددات المتوسطة (١٠ كيلوهرتز/١ ميجاهرتز)، تهيمن التغذية الراجعة التناسبية (P). يتم التحكم في تردد زاوية الكسب الواحد، الذي تتجاوز عنده التغذية الراجعة التناسبية الاستجابة المتكاملة، بواسطة مقبض FAST INT. يتم ضبط الكسب الكلي لحلقة P بواسطة مقياس الكسب السريع، أو عبر إشارة تحكم خارجية عبر موصل GAIN IN في اللوحة الخلفية.
3.3 حلقة سيرفو سريعة
19
60
كسب (ديسيبل)
قطع التردد العالي، مُكامل مزدوج
ذكاء سريع مكسب سريع
مكسب تفاضلي سريع (حد)
40
20
مدمج
0
مكسب LF السريع (الحد)
مدمج
متناسب
المميز
فلتر
بطيء الذكاء
20101
102
103
104
105
106
107
108
تردد فورييه [هرتز]
الشكل 3.6: رسم بودي مفاهيمي يوضح عمل وحدتي التحكم السريعة (الحمراء) والبطيئة (الزرقاء). وحدة التحكم البطيئة إما أن تكون مُدمِجة أحادية أو مزدوجة بتردد زاوية قابل للتعديل. أما وحدة التحكم السريعة فهي مُعاوض PID بترددات زاوية قابلة للتعديل وحدود كسب عند الترددات المنخفضة والعالية. اختياريًا، يمكن تعطيل المُمَيِّز واستبداله بمرشح ترددات منخفضة.
تتطلب الترددات العالية (1 ميجاهرتز) عادةً سيطرة حلقة التفاضل لتحسين القفل. يوفر التفاضل تعويضًا لتقدم الطور لزمن الاستجابة المحدود للنظام، ويزداد كسبه بمعدل 20 ديسيبل لكل عقد. يمكن ضبط التردد الزاوي للحلقة التفاضلية عبر مقبض FAST DIFF/FILTER للتحكم في التردد الذي تسيطر عليه التغذية الراجعة التفاضلية. عند ضبط FAST DIFF/FILTER على وضع الإيقاف، تُعطّل الحلقة التفاضلية ويبقى الارتداد متناسبًا عند الترددات الأعلى. لمنع التذبذب والحد من تأثير الضوضاء عالية التردد عند تفعيل حلقة التغذية الراجعة التفاضلية، يوجد حد كسب قابل للتعديل، DIFF GAIN، يُقيّد عمل التفاضل عند الترددات العالية.
غالبًا ما لا يكون هناك حاجة لمُميّز، وقد يستفيد المُعوض من ترشيح الترددات المنخفضة لاستجابة المُؤازرة السريعة لتقليل تأثير الضوضاء بشكل أكبر. أدر مُميّز/مُرشّح الترددات المنخفضة السريع.
20
الفصل 3. حلقات التحكم في التغذية الراجعة
قم بتحريك المقبض عكس اتجاه عقارب الساعة من وضع إيقاف التشغيل لتعيين تردد التدحرج لوضع التصفية.
يعمل السيرفو السريع بثلاثة أوضاع تشغيل: المسح الضوئي (SCAN)، والمسح الضوئي + P، والقفل (LOCK). عند ضبطه على وضع المسح الضوئي، تُعطّل التغذية الراجعة ويُطبّق الانحياز فقط على المخرج السريع. أما عند ضبطه على وضع المسح الضوئي + P، فيُطبّق التغذية الراجعة التناسبية، مما يسمح بتحديد إشارة السيرفو السريع وكسبه أثناء استمرار مسح تردد الليزر، مما يُبسّط عملية القفل والضبط (انظر الفقرة 4.2). في وضع القفل، يتوقف المسح الضوئي وتُفعّل التغذية الراجعة الكاملة لمُعرّف التفاضل والتكامل (PID).
3.3.1 قياس استجابة المؤازرة السريعة
يصف القسمان التاليان قياس التغذية الراجعة التناسبية والتفاضلية لتغيرات إشارة الخطأ. استخدم مُولّد دوال لمحاكاة إشارة خطأ، ومنظار ذبذبات لقياس الاستجابة.
1. قم بتوصيل MONITOR 1 و2 بجهاز رسم الذبذبات، ثم اضبط المحددات على FAST ERR وFAST.
2. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
3. قم بتوصيل مولد الوظيفة بمدخل CHA.
4. قم بتكوين مولد الوظيفة لإنتاج موجة جيبية بتردد 100 هرتز وجهد 20 مللي فولت من الذروة إلى الذروة.
5. اضبط مقبض ERR OFFSET بحيث تكون إشارة الخطأ الجيبية، كما هو موضح على شاشة مراقبة FAST ERR، متمركزة حول الصفر.
3.3.2 قياس الاستجابة التناسبية · قم بتقليل المدى إلى الصفر عن طريق تدوير مقبض SPAN بالكامل عكس اتجاه عقارب الساعة.
· اضبط FAST على SCAN+P لتشغيل حلقة التغذية الراجعة المتناسبة.
3.3 حلقة سيرفو سريعة
21
· على الذبذبات، يجب أن يظهر خرج FAST الخاص بـ FSC موجة جيبية بتردد 100 هرتز.
· اضبط مقبض FAST GAIN لتغيير المكسب النسبي للمحرك السريع حتى يصبح الناتج هو نفسه ampالعرض كمدخل.
· لقياس استجابة التردد المتناسبة للتغذية الراجعة، اضبط تردد مولد الوظيفة وراقب ampعرض استجابة خرج FAST. على سبيل المثالample، زيادة التردد حتى ampيتم تقسيم خط العرض إلى النصف، لإيجاد تردد الكسب -3 ديسيبل.
3.3.3 قياس الاستجابة التفاضلية
1. اضبط FAST INT على OFF لإيقاف تشغيل حلقة التكامل.
2. اضبط FAST GAIN على الوحدة باستخدام الخطوات الموضحة في القسم أعلاه.
3. اضبط DIFF GAIN على 0 ديسيبل.
4. اضبط FAST DIFF/FILTER على 100 كيلو هرتز.
5. قم بتغير تردد مولد الوظيفة من 100 كيلو هرتز إلى 3 ميجا هرتز وراقب خرج FAST.
6. أثناء مسح تردد إشارة الخطأ، يجب أن ترى مكسب الوحدة في جميع الترددات.
7. اضبط DIFF GAIN على 24 ديسيبل.
8. الآن، أثناء مسح تردد إشارة الخطأ، يجب أن تلاحظ زيادة في المنحدر بمقدار 20 ديسيبل لكل عقد بعد 100 كيلوهرتز والتي ستبدأ في التناقص عند 1 ميجاهرتز، مما يوضح التشغيلamp حدود النطاق الترددي.
يمكن تعديل مكسب الخرج السريع بتغيير قيم المقاومات، إلا أن الدائرة أكثر تعقيدًا من دائرة التغذية الراجعة البطيئة (§3.2.2). لمزيد من المعلومات، يُرجى التواصل مع MOGLabs.
22
الفصل 3. حلقات التحكم في التغذية الراجعة
3.4 التعديل والمسح
يتم التحكم في المسح بالليزر إما بواسطة مولد مسح داخلي أو إشارة مسح خارجية. المسح الداخلي عبارة عن سن منشار ذي فترة زمنية متغيرة، يُضبط بواسطة مفتاح نطاق داخلي رباعي المواضع (الملحق ج)، ومؤشر تقليم RATE أحادي الدورة على اللوحة الأمامية.
يمكن تفعيل حلقتي المؤازرة السريعة والبطيئة بشكل فردي عبر إشارات TTL إلى مفاتيح اللوحة الأمامية المرتبطة باللوحة الخلفية. يؤدي ضبط أيٍّ من الحلقتين على وضع القفل إلى إيقاف المسح وتفعيل التثبيت.
التعديل والمسح
في النص
علم حساب المثلثات
معدل
Ramp
المنحدر [6] اكتساح للداخل
فترة
0v
+
الإزاحة
0v
0v
الإزاحة الثابتة [5]
التحكم السريع MOD IN
تعديل [4]
0v
0 فولت 0 فولت
+
BIAS
0 فولت 0 فولت
التحيز [3]
قفل (سريع)
قفل (بطيء)
سريع = قفل بطيء = قفل
RAMP RA
مسح LF
تحيز BS
سريع خارج +
HF سريع
الشكل 3.7: التحيز في الكنس والتعديل الخارجي وتيار التغذية الأمامية.
ال رamp يمكن أيضًا إضافته إلى الإخراج السريع عن طريق تمكين DIP3 وضبط BIAS trimpot، ولكن العديد من وحدات التحكم بالليزر (مثل MOGLabs DLC) ستولد تيار التحيز الضروري بناءً على إشارة المؤازرة البطيئة، وفي هذه الحالة ليس من الضروري أيضًا توليدها داخل FSC.
4 التطبيق السابقample: قفل باوند-دريفر هول
من التطبيقات النموذجية لجهاز FSC ربط الليزر بتجويف بصري بتردد معين باستخدام تقنية PDH (الشكل 4.1). يعمل التجويف كمميز تردد، ويحافظ جهاز FSC على رنين الليزر مع التجويف من خلال التحكم في بيزو الليزر والتيار عبر مخرجاته البطيئة والسريعة على التوالي، مما يقلل من عرض خط الليزر. تتوفر ملاحظة تطبيقية منفصلة (AN002) تقدم نصائح عملية مفصلة حول استخدام جهاز PDH.
منظار الذبذبات
علم حساب المثلثات
CH1
CH2
الليزر
الوضع الحالي Piezo SMA
نهاية الخدمة
بي بي إس
PD
وحدة تحكم DLC
PZT وزارة الدفاع
AC
تجويف مرشح الضغط المنخفض
شاشة 2 شاشة 1 قفل
اكتساح في كسب في
ب في
في
مسلسل:
علم حساب المثلثات
خروج سريع وتباطؤ في الوضع الداخلي
القوة ب القوة أ
الشكل 4.1: مخطط مبسط لقفل تجويف PDH باستخدام FSC. يُولّد مُعدّل كهروضوئي (EOM) نطاقات جانبية تتفاعل مع التجويف، مُولّدةً انعكاسات تُقاس على الكاشف الضوئي (PD). يُنتج فك تشفير إشارة الكاشف الضوئي إشارة خطأ PDH.
يمكن استخدام طرق أخرى متنوعة لتوليد إشارات الخطأ، والتي لن نناقشها هنا. يشرح باقي هذا الفصل كيفية تحقيق القفل بعد توليد إشارة الخطأ.
23
24
الفصل الرابع. تطبيقample: قفل باوند-دريفر هول
4.1 تكوين الليزر ووحدة التحكم
يتوافق جهاز FSC مع مجموعة متنوعة من الليزرات ووحدات التحكم، شريطة ضبطها بشكل صحيح لنمط التشغيل المطلوب. عند تشغيل جهاز ECDL (مثل ليزر MOGLabs CEL أو LDL)، تكون متطلبات الليزر ووحدة التحكم كما يلي:
· تعديل النطاق الترددي العالي مباشرة في لوحة رأس الليزر أو معدل الطور داخل التجويف.
· عالية المجلدtagالتحكم الكهرضغطي من إشارة تحكم خارجية.
توليد تيار تغذية أمامي ("تيار انحياز") لأجهزة الليزر التي تتطلب انحيازًا قدره 1 مللي أمبير عبر نطاق المسح. يستطيع جهاز FSC توليد تيار انحياز داخليًا، ولكن قد يكون النطاق محدودًا بسبب إلكترونيات اللوحة الأمامية أو تشبع مُعدّل الطور، لذا قد يكون من الضروري استخدام تيار انحياز يوفره جهاز التحكم بالليزر.
يمكن تكوين وحدات التحكم بالليزر ولوحات الرأس الخاصة بـ MOGLabs بسهولة لتحقيق السلوك المطلوب، كما هو موضح أدناه.
4.1.1 تكوين اللوح الأمامي
تتضمن ليزرات MOGLabs لوحة رأس داخلية تربط المكونات بوحدة التحكم. يتطلب التشغيل مع FSC لوحة رأس مزودة بتعديل سريع للتيار عبر موصل SMA. يجب توصيل اللوحة الرأسية مباشرةً بمنفذ FSC FAST OUT.
يُنصح بشدة باستخدام لوحة رأس B1240 لتحقيق أقصى عرض نطاق تعديل، مع أن B1040 وB1047 بديلان مقبولان لأجهزة الليزر غير المتوافقة مع B1240. تحتوي لوحة الرأس على عدد من مفاتيح التوصيل، والتي يجب تهيئتها لمدخل التيار المستمر المقترن والمؤقت (BUF)، عند الاقتضاء.
4.2 تحقيق القفل الأولي
25
4.1.2 تكوين DLC
على الرغم من أنه يمكن تكوين FSC إما للمسح الداخلي أو الخارجي، فمن الأسهل بكثير استخدام وضع المسح الداخلي وتعيين DLC كجهاز تابع على النحو التالي:
1. قم بتوصيل SLOW OUT بـ SWEEP / PZT MOD في DLC.
2. فعّل DIP9 (المسح الخارجي) على وحدة التخزين القابلة للتنزيل (DLC). تأكد من إيقاف تشغيل DIP13 وDIP14.
٣. تعطيل DIP3 (توليد الانحياز) في FSC. يُولّد DLC تلقائيًا انحياز التغذية الأمامية الحالي من مدخل المسح، لذا ليس من الضروري توليد انحياز داخل FSC.
4. اضبط SPAN على DLC على الحد الأقصى (في اتجاه عقارب الساعة بالكامل).
5. اضبط التردد على DLC إلى الصفر باستخدام شاشة LCD لإظهار التردد.
6. تأكد من أن SWEEP على FSC هو INT.
7. اضبط FREQ OFFSET على النطاق المتوسط و SPAN على النطاق الكامل على FSC وراقب المسح بالليزر.
8. إذا كان المسح في الاتجاه الخاطئ، فقم بعكس DIP4 من FSC أو DIP11 من DLC.
من المهم عدم ضبط مقبض SPAN في وحدة التحكم الرقمية (DLC) بعد ضبطه كما هو مذكور أعلاه، إذ سيؤثر ذلك على حلقة التغذية الراجعة وقد يمنع قفل وحدة التحكم في نظام التحكم في نظام التحكم (FSC). يجب استخدام عناصر تحكم وحدة التحكم في نظام التحكم (FSC) لضبط المسح.
4.2 تحقيق القفل الأولي
يمكن استخدام عناصر التحكم SPAN وOFFSET في FSC لضبط الليزر ليمسح نقطة القفل المطلوبة (مثل رنين التجويف) وللتكبير إلى مسح أصغر حول الرنين. فيما يلي
26
الفصل الرابع. تطبيقample: قفل باوند-دريفر هول
الخطوات المذكورة توضح العملية المطلوبة لتحقيق قفل مستقر. القيم المذكورة إرشادية، وقد تحتاج إلى تعديل لتطبيقات محددة. للمزيد من النصائح حول تحسين القفل، يُرجى مراجعة الفقرة 4.3.
4.2.1 القفل مع ردود الفعل السريعة
1. قم بتوصيل إشارة الخطأ بمدخل A IN الموجود على اللوحة الخلفية.
2. تأكد من أن إشارة الخطأ هي من الدرجة 10 mVpp.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
٤. اضبط MONITOR 4 على FAST ERR وراقب على راسم الذبذبات. اضبط مفتاح ERR OFFSET حتى يصبح مستوى التيار المستمر المعروض صفرًا. إذا لم تكن هناك حاجة لاستخدام مفتاح ERROR OFFSET لضبط مستوى التيار المستمر لإشارة الخطأ، يمكن ضبط مفتاح INPUT على DC ولن يكون لمقبض ERROR OFFSET أي تأثير، مما يمنع أي تعديل غير مقصود.
5. قم بخفض FAST GAIN إلى الصفر.
6. اضبط FAST على SCAN+P، واضبط SLOW على SCAN، وحدد موقع الرنين باستخدام عناصر التحكم في المسح.
٧. زد قيمة FAST GAIN حتى تظهر إشارة الخطأ "ممتدة" كما هو موضح في الشكل ٤.٢. إذا لم تلاحظ ذلك، فاعكس مفتاح FAST SIGN وحاول مرة أخرى.
8. اضبط FAST DIFF على OFF وGAIN LIMIT على 40. قم بخفض FAST INT إلى 100 كيلو هرتز.
٩. اضبط وضع FAST على LOCK، وسيُثبّت جهاز التحكم عند تجاوز إشارة الخطأ للصفر. قد يلزم إجراء تعديلات طفيفة على FREQ OFFSET لثبّت الليزر.
١٠. حسّن القفل بضبط FAST GAIN وFAST INT مع ملاحظة إشارة الخطأ. قد يلزم إعادة قفل المؤازر بعد ضبط المُدمِج.
4.2 تحقيق القفل الأولي
27
الشكل 4.2: مسح الليزر بتغذية راجعة P-only على المخرج السريع، مع مسح المخرج البطيء، يؤدي إلى امتداد إشارة الخطأ (البرتقالية) عندما تكون الإشارة والمكسب صحيحين (يمين). في تطبيق PDH، يتمدد أيضًا انتقال التجويف (الأزرق).
11. قد تستفيد بعض التطبيقات من زيادة FAST DIFF لتحسين استجابة الحلقة، ولكن هذا ليس ضروريًا عادةً لتحقيق قفل أولي.
4.2.2 القفل مع ردود الفعل البطيئة
بمجرد تحقيق القفل باستخدام ردود الفعل السريعة المتناسبة والمتكاملة، يجب بعد ذلك إشراك ردود الفعل البطيئة لمراعاة الانجرافات البطيئة والحساسية للاضطرابات الصوتية ذات التردد المنخفض.
1. اضبط SLOW GAIN على النطاق المتوسط وSLOW INT على 100 هرتز.
2. اضبط وضع FAST على SCAN+P لفتح قفل الليزر، واضبط SPAN وOFFSET حتى تتمكن من رؤية تقاطع الصفر.
٣. اضبط MONITOR 3 على SLOW ERR وراقب على راسم الذبذبات. اضبط معامل التذبذب بجوار ERR OFFSET لإرجاع إشارة الخطأ البطيئة إلى الصفر. سيؤثر ضبط معامل التذبذب هذا فقط على مستوى التيار المستمر لإشارة الخطأ البطيئة، وليس إشارة الخطأ السريعة.
4. أعد قفل الليزر عن طريق ضبط وضع FAST على LOCK وإجراء أي تعديلات صغيرة ضرورية على FREQ OFFSET لقفل الليزر.
28
الفصل الرابع. تطبيقample: قفل باوند-دريفر هول
٥. اضبط وضع SLOW على LOCK وراقب إشارة خطأ التباطؤ. إذا تم قفل سيرفو التباطؤ، فقد يتغير مستوى التيار المستمر لخطأ التباطؤ. في هذه الحالة، لاحظ القيمة الجديدة لإشارة الخطأ، ثم أعد ضبط وضع SLOW على SCAN، واستخدم مقياس إزاحة الخطأ لتقريب إشارة خطأ التباطؤ غير المقفلة من قيمة القفل، وحاول إعادة قفل قفل التباطؤ.
6. كرر الخطوة السابقة المتمثلة في القفل البطيء لليزر، مع ملاحظة التغيير في التيار المستمر في الخطأ البطيء، وضبط مقياس إزاحة الخطأ حتى لا يؤدي تشغيل القفل البطيء إلى إحداث تغيير قابل للقياس في قيمة إشارة خطأ القفل البطيء مقابل القفل السريع.
يضبط مُعدّل إزاحة الخطأ الفروقات الصغيرة (ملي فولت) بين إزاحات إشارات الخطأ السريعة والبطيئة. ويضمن ضبط مُعدّل الإزاحة تثبيت دارتي مُعاوضة الخطأ السريعة والبطيئة لليزر على نفس التردد.
7. إذا تم فتح المؤازرة فورًا عند تشغيل القفل البطيء، فحاول عكس علامة الإبطاء.
8. إذا تم فتح المؤازرة البطيئة على الفور، قم بتقليل المكسب البطيء وحاول مرة أخرى.
9. بمجرد تحقيق قفل بطيء مستقر مع ضبط مقياس ERR OFFSET بشكل صحيح، اضبط SLOW GAIN وSLOW INT لتحسين استقرار القفل.
4.3 التحسين
الغرض من المؤازرة هو تثبيت الليزر على نقطة عبور إشارة الخطأ الصفرية، والتي من الأفضل أن تكون صفرية تمامًا عند التثبيت. لذا، يُعدّ وجود ضوضاء في إشارة الخطأ مقياسًا لجودة التثبيت. يُعدّ تحليل طيف إشارة الخطأ أداة فعّالة لفهم التغذية الراجعة وتحسينها. يمكن استخدام أجهزة تحليل طيف الترددات الراديوية، ولكنها باهظة الثمن نسبيًا ونطاقها الديناميكي محدود. بطاقة صوت جيدة (24 بت، 192 كيلوهرتز، مثل Lynx L22).
4.3 التحسين
29
يوفر تحليل الضوضاء حتى تردد فورييه 96 كيلو هرتز مع نطاق ديناميكي 140 ديسيبل.
يُفضّل استخدام مُحلِّل الطيف مع مُميِّز تردد مستقل غير حساس لتقلبات طاقة الليزر [11]. يمكن تحقيق نتائج جيدة بمراقبة إشارة الخطأ داخل الحلقة، ولكن يُفضَّل إجراء قياس خارج الحلقة، مثل قياس انتقال التجويف في تطبيق PDH. لتحليل إشارة الخطأ، يُوصَل مُحلِّل الطيف بأحد مُخرَجات MONITOR المُعيَّنة على FAST ERR.
عادةً ما يتضمن قفل النطاق الترددي العالي تحقيق قفل مستقر باستخدام السيرفو السريع فقط، ثم استخدام السيرفو البطيء لتحسين استقرار القفل على المدى الطويل. يُستخدم السيرفو البطيء لتعويض الانجراف الحراري والاضطرابات الصوتية، والتي قد تؤدي إلى قفزة نمطية إذا عُوِّضت بالتيار وحده. في المقابل، عادةً ما تُحقق تقنيات قفل بسيطة، مثل مطيافية الامتصاص المشبع، من خلال تحقيق قفل مستقر باستخدام السيرفو البطيء أولاً، ثم استخدام السيرفو السريع لتعويض تقلبات التردد الأعلى فقط. قد يكون من المفيد الرجوع إلى مخطط بود (الشكل 4.3) عند تفسير طيف إشارة الخطأ.
عند تحسين FSC، يُنصح أولاً بتحسين المؤازر السريع من خلال تحليل إشارة الخطأ (أو نقلها عبر التجويف)، ثم المؤازر البطيء لتقليل الحساسية للاضطرابات الخارجية. وبشكل خاص، يوفر وضع SCAN+P طريقة سهلة للحصول على إشارة التغذية الراجعة وكسب دقيقين تقريبًا.
تجدر الإشارة إلى أن تحقيق قفل التردد الأكثر استقرارًا يتطلب تحسينًا دقيقًا للعديد من جوانب الجهاز، وليس فقط معلمات FSC. على سبيل المثالample, residual ampيؤدي تعديل العرض (RAM) في جهاز PDH إلى انحراف إشارة الخطأ، وهو ما يعجز عنه المؤازر. وبالمثل، فإن ضعف نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) سيُدخل الضوضاء مباشرةً إلى الليزر.
على وجه الخصوص، فإن المكسب العالي للمتكاملات يعني أن القفل يمكن أن يكون حساسًا لحلقات الأرض في سلسلة معالجة الإشارة، و
30
الفصل الرابع. تطبيقample: قفل باوند-دريفر هول
ينبغي توخي الحذر لإزالة هذه الأخطاء أو التخفيف منها. يجب أن يكون طرف تأريض جهاز التحكم بالليزر (FSC) قريبًا قدر الإمكان من وحدة التحكم بالليزر وأي أجهزة إلكترونية أخرى تُولّد إشارة الخطأ.
إحدى طرق تحسين المؤازر السريع هي إيقاف تشغيل FAST DIFF وضبط FAST GAIN وFAST INT وGAIN LIMIT لتقليل مستوى الضوضاء قدر الإمكان. بعد ذلك، حسّن FAST DIFF وDIFF GAIN لتقليل مكونات الضوضاء عالية التردد كما هو موضح في محلل الطيف. يُرجى ملاحظة أنه قد يلزم إجراء تغييرات على FAST GAIN وFAST INT لتحسين القفل بعد إدخال المُميز.
في بعض التطبيقات، تكون إشارة الخطأ محدودة النطاق الترددي، وتحتوي فقط على ضوضاء غير مترابطة عند الترددات العالية. في مثل هذه الحالات، يُنصح بتقييد عمل المؤازر عند الترددات العالية لمنع اقتران هذه الضوضاء بإشارة التحكم. يتوفر خيار ترشيح لتقليل استجابة المؤازر السريعة فوق تردد معين. هذا الخيار غير متوافق مع المُميز، ويجب تجربته إذا لوحظ أن تفعيل المُميز يزيد من فعالية المُميز.
60
كسب (ديسيبل)
قطع التردد العالي، مُكامل مزدوج
ذكاء سريع مكسب سريع
مكسب تفاضلي سريع (حد)
40
20
مدمج
0
مكسب LF السريع (الحد)
مدمج
متناسب
المميز
فلتر
بطيء الذكاء
20101
102
103
104
105
106
107
108
تردد فورييه [هرتز]
الشكل 4.3: مخطط بود المفاهيمي الذي يوضح عمل وحدات التحكم السريعة (الحمراء) والبطيئة (الزرقاء). يتم ضبط ترددات الزوايا وحدود الكسب باستخدام أزرار التحكم في اللوحة الأمامية كما هو موضح.
4.3 التحسين
31
الضوضاء المقاسة.
يمكن بعد ذلك تحسين المؤازر البطيء لتقليل الاستجابة المفرطة للاضطرابات الخارجية. فبدون حلقة المؤازر البطيء، يعني حد الكسب المرتفع أن المؤازر السريع سيستجيب للاضطرابات الخارجية (مثل الاقتران الصوتي)، ويمكن أن يُؤدي التغير الناتج في التيار إلى قفزات نمطية في الليزر. لذلك، يُفضل تعويض هذه التقلبات (منخفضة التردد) في البيزو.
لن يؤدي ضبط SLOW GAIN وSLOW INT بالضرورة إلى إحداث تحسن في طيف إشارة الخطأ، ولكن عند تحسينهما، سيؤدي ذلك إلى تقليل الحساسية للاضطرابات الصوتية وإطالة عمر القفل.
وبالمثل، قد يُحسّن تفعيل المُدمِج المزدوج (DIP2) الاستقرار من خلال ضمان أن يكون الكسب الإجمالي لنظام المؤازرة البطيئة أعلى من المؤازرة السريعة عند هذه الترددات المنخفضة. ومع ذلك، قد يُسبب هذا رد فعل مُفرطًا من المؤازرة البطيئة تجاه اضطرابات الترددات المنخفضة، ويُنصح باستخدام المُدمِج المزدوج فقط إذا كانت الانجرافات طويلة الأمد في التيار تُزعزع استقرار القفل.
32
الفصل الرابع. تطبيقample: قفل باوند-دريفر هول
المواصفات
المعلمة
مواصفة
نطاق كسب التوقيت (-3 ديسيبل) تأخير الانتشار نطاق التعديل الخارجي (-3 ديسيبل)
> 35 ميجا هرتز < 40 نانوثانية
> 35 ميجا هرتز
إدخال A IN، B IN SWEEP IN GAIN IN MOD IN LOCK IN
SMA، 1 م، ±2 5 فولت SMA، 1 م، من 0 إلى +2 5 فولت SMA، 1 م، ±2 5 فولت SMA، 1 م، ±2 5 فولت موصل صوت أنثى 3.5 مم، TTL
المدخلات التناظرية ذات مستوى صوت مرتفع للغايةtagمحمي حتى ±10 فولت. مدخلات TTL تأخذ أقل من 1 فولت، وأعلى من 0 فولت. مدخلات LOCK IN هي من -2 فولت إلى 0 فولت، نشطة منخفضة، تستهلك ±0 ميكرو أمبير.
33
34
الملحق أ. المواصفات
المعلمة
مخرج بطيء مخرج سريع شاشة 1، 2 طاقة التتابع A، B
مواصفة
SMA، 50، 0 إلى +2 5 فولت، عرض النطاق الترددي 20 كيلوهرتز SMA، 50، ±2 5 فولت، عرض النطاق الترددي > 20 ميجاهرتز SMA، 50، عرض النطاق الترددي > 20 ميجاهرتز SMA، 1 ميجاهرتز، 0 إلى +5 فولت موصل أنثى M8، ±12 فولت، 125 مللي أمبير
All outputs are limited to ±5 V. 50 outputs 50 mA max (125 mW, +21 dBm).
الطاقة الميكانيكية
مدخلات IEC
110 إلى 130 فولت عند 60 هرتز أو 220 إلى 260 فولت عند 50 هرتز
فتيل
5x20 مم سيراميك مضاد للاندفاع 230 فولت/0.25 أمبير أو 115 فولت/0.63 أمبير
أبعاد
العرض × الارتفاع × العمق = 250 × 79 × 292 مم
وزن
2 كجم
استخدام الطاقة
< 10 وات
استكشاف الأخطاء وإصلاحها
ب.1 تردد الليزر غير قابل للمسح
يتطلب برنامج MOGLabs DLC المزود بإشارة تحكم بيزو خارجية أن تتجاوز الإشارة الخارجية 1.25 فولت. إذا كنت متأكدًا من أن إشارة التحكم الخارجية تتجاوز 1.25 فولت، فتأكد مما يلي:
· نطاق DLC في اتجاه عقارب الساعة بالكامل. · التردد على DLC هو صفر (باستخدام شاشة LCD لضبط
التردد). · DIP9 (المسح الخارجي) لوحدة التحكم الرقمية (DLC) مُفعّل. · DIP13 وDIP14 لوحدة التحكم الرقمية (DLC) مُطفأتان. · مفتاح تبديل القفل في وحدة التحكم الرقمية (DLC) مُضبوط على وضع المسح الضوئي (SCAN). · مخرج SLOW OUT من وحدة التحكم في نظام التحكم (FSC) مُتصل بوحدة التحكم SWEEP / PZT MOD.
مدخل DLC. · المسح الضوئي على FSC هو INT. · امتداد FSC مع عقارب الساعة تمامًا. · وصّل شاشة FSC MONITOR 1 بمنظار الذبذبات، واضبط MONI-
مقبض TOR 1 إلى RAMP وضبط إزاحة التردد حتى تصل إلى ramp يتركز حول 1.25 فولت.
إذا لم تُحل مشكلتك بالفحوصات المذكورة أعلاه، فافصل وحدة التحكم في نظام التحكم عن وحدة التحكم الرقمية (DLC) وتأكد من أن الليزر يمسح ضوئيًا عند التحكم به باستخدام وحدة التحكم الرقمية. اتصل بـ MOGLabs للحصول على المساعدة في حال عدم نجاح العملية.
35
36
الملحق ب. استكشاف الأخطاء وإصلاحها
ب.2 عند استخدام إدخال التعديل، يطفو الإخراج السريع إلى مستوى صوت كبيرtage
عند استخدام وظيفة MOD IN في FSC (تمكين DIP 4)، عادةً ما يطفو الإخراج السريع إلى مستوى الصوت الموجبtagسكة كهربائية، حوالي ٤ فولت. تأكد من توصيل MOD IN بدائرة قصر عند عدم الاستخدام.
ب.3 إشارات الخطأ الإيجابية الكبيرة
في بعض التطبيقات، قد تكون إشارة الخطأ الناتجة عن التطبيق موجبة (أو سالبة) تمامًا وكبيرة. في هذه الحالة، قد لا يوفر كلٌّ من معامل تقليم REF وإزاحة ERR تحويلًا كافيًا للتيار المستمر لضمان تطابق نقطة القفل المطلوبة مع 0 فولت. في هذه الحالة، يمكن استخدام كلٍّ من CH A وCH B مع ضبط مفتاح تبديل INPUT على، وCH B على PD، ومستوى تيار مستمر.tagيُطبَّق هذا على CH B لتوليد الإزاحة اللازمة لمركز نقطة القفل. كمثال سابقampعلى سبيل المثال، إذا كانت إشارة الخطأ بين 0 فولت و5 فولت وكانت نقطة القفل 2.5 فولت، فقم بتوصيل إشارة الخطأ إلى القناة A وقم بتطبيق 2.5 فولت على القناة B. باستخدام الإعداد المناسب، ستكون إشارة الخطأ بعد ذلك بين -2 5 فولت إلى +2 5 فولت.
ب.4 قضبان الإخراج السريعة عند ±0.625 فولت
بالنسبة لمعظم شهادات ECDL من MOGLabs، يوجد مجلدtagتأرجح قدره ±0.625 فولت على المخرج السريع (ما يعادل ±0.625 مللي أمبير مُحقن في ثنائي الليزر) أكبر من اللازم للتثبيت في تجويف بصري. في بعض التطبيقات، يلزم نطاق أوسع على المخرج السريع. يمكن زيادة هذا الحد بتغيير بسيط في المقاوم. يُرجى التواصل مع MOGLabs لمزيد من المعلومات عند الحاجة.
ب.5 ردود الفعل تحتاج إلى تغيير الإشارة
إذا تغيرت قطبية التغذية الراجعة السريعة، فذلك عادةً بسبب تحول الليزر إلى وضع متعدد الأوضاع (وضعا تجويف خارجيان يتذبذبان في وقت واحد). اضبط تيار الليزر للحصول على وضع تشغيل أحادي، بدلاً من عكس قطبية التغذية الراجعة.
ب.6 شاشة تخرج إشارة خاطئة
37
ب.6 شاشة تخرج إشارة خاطئة
أثناء اختبار المصنع، يتم التحقق من أداء كلٍّ من أزرار MONITOR. مع ذلك، مع مرور الوقت، قد ترتخي براغي الضبط التي تُثبّت المقبض في مكانه، مما قد يؤدي إلى انزلاقه، مما يُعطي إشارة خاطئة. للتحقق:
· قم بتوصيل مخرج MONITOR بجهاز رسم الذبذبات.
· قم بتدوير مقبض SPAN بالكامل باتجاه عقارب الساعة.
· قم بتحويل الشاشة إلى اليمينAMP. يجب عليك الآن مراقبةampإشارة الإدخال في حدود 1 فولت؛ إذا لم تقم بذلك، فإن موضع المقبض غير صحيح.
· حتى لو كنت تلاحظ ذلكampفي حالة استمرار وجود إشارة ing، فقد يظل موضع المقبض خاطئًا، لذا قم بتدوير المقبض بمقدار موضع واحد آخر في اتجاه عقارب الساعة.
· يجب أن يكون لديك الآن إشارة صغيرة بالقرب من 0 فولت، وربما يمكنك رؤية إشارة صغيرةamp على راسم الذبذبات بترتيب عشرات الملي فولت. اضبط مقياس BIAS، وسترى ampعرض هذه الزاويةamp يتغير.
· إذا تغيرت الإشارة الموجودة على الذبذبات أثناء ضبط مقياس BIAS، فإن موضع مقبض MONITOR صحيح؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، فيجب تعديل موضع مقبض MONITOR.
لتصحيح موضع مقبض MONITOR، يجب أولاً تحديد إشارات الخرج باستخدام إجراء مماثل لما سبق، ومن الممكن بعد ذلك تدوير موضع المقبض عن طريق فك برغيي التثبيت اللذين يثبتان المقبض في مكانه، باستخدام مفتاح ألين مقاس 1.5 مم أو مفك كروي.
B.7 الليزر يخضع لقفزات الوضع البطيء
يمكن أن تحدث قفزات الوضع البطيء بسبب ردود الفعل البصرية من العناصر البصرية بين الليزر والتجويف، على سبيل المثالampمن مُقارنات الألياف، أو من التجويف البصري نفسه. تشمل الأعراض التردد
38
الملحق ب. استكشاف الأخطاء وإصلاحها
قفزات الليزر الحرّ على فترات زمنية بطيئة، في حدود 30 ثانية، حيث يقفز تردد الليزر بمقدار 10 إلى 100 ميجاهرتز. تأكد من أن الليزر يتمتع بعزل بصري كافٍ، مع تركيب عازل آخر إذا لزم الأمر، وسد أي مسارات شعاعية غير مستخدمة.
ج. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة
سي39
سي59
ر30
سي76
سي116
سي166
C3
C2
P1
P2
C1
C9
C7
C6
C4
C5
P3
R1 C8 C10
R2
ر338 د1
سي378
ر24
ر337
ر27
سي15
R7
ر28
R8
ر66 ر34
R340 C379
ر33
ر10
D4
ر11 ج60 ر35
ر342
ر37
ر343 د6
سي380
ر3 ج16 ر12
R4
سي366 ر58 ر59 سي31 ر336
P4
ر5 د8
C365 آر 347 آر 345
ر49
ر77 ر40
ر50 د3
C368 آر 344 آر 346
ر75
C29 R15 R38 R47 R48
C62 R36 R46 C28
ج11 ج26
ر339
R31 C23
سي25
ج54 ج22 ج24 ر9
R74 C57
سي33
ج66 ج40
تحت 13
U3
U9
تحت 10
تحت 14
U4
U5
U6
تحت 15
آر 80 آر 70 سي 27
سي 55 R42
سي 65 R32
ر29 ر65
R57 R78 R69
ر71 ر72
ر79 ر84
سي67
ر73
سي68
سي56
ر76
ر333
ج42 ج69
سي 367 R6
R334 C369
سي13
ر335
C43 C372 R14 R13
ج373 ج17
U1
R60 R17 R329
تحت 16
ر81 ر82
سي35
سي362 ر85 ر331 سي44 ر87
سي70
U25 C124
R180 C131
سي 140 R145
تحت 42
R197 R184 C186 C185
إم إتش 2
C165 C194 C167 R186 R187 C183 C195 R200
C126 آر 325 آر 324
R168 C162 C184
C157 آر 148 آر 147
ج163 ج168
سي 158 R170
ر95 سي 85 ر166 ر99 سي 84
سي86
C75 R97 R96 C87
R83 C83
تحت 26
U27 C92
R100 R101 R102 R106
ر104 ر105
C88 آر 98 آر 86
ر341 سي95 ر107 سي94
تحت 38
سي 90 R109
آر103 يو28
ج128 ج89
سي141
ر140 ر143
ر108
تحت 48
R146 C127
ر185
يو 50 آر 326
تحت 49
ر332
ر201
ر191
R199 C202
ر198 ر190
سي216
P8
تحت 57
سي221
سي234
C222 R210 C217
C169 آر 192 آر 202
R195 C170
ر171
تحت 51
ر203
ر211
تحت 58
سي257
ر213 ج223 ر212
R214 C203 C204 C205
C172 R194 C199
R327 C171 C160 R188 R172 R173
C93 R111 C96 C102 R144 R117
ر110 ر112
ج98 ج91
ر115 ر114
تحت 31
سي101
اف بي 1
سي148
اف بي 2
سي159
ج109 ج129
سي149
سي130
تحت 29
سي138
تحت 32
سي150
سي 112 R113
سي100
ج105 ج99 ج103 ج152 ج110
تحت 33
سي 104 سي 111 سي 153
سي133
ر118 ر124
ر119 ر122
ر123
U34 R130 R120 R121
سي161
سي134
آر169 يو43
سي132
C182 R157 C197
C189 R155 C201
سي 181 R156
سي173
تحت 56
سي 198 R193
سي206
ر189
سي174
سي196
تحت 52
R196 R154 R151 R152 R153
R204 C187 C176 C179
تحت 53
سي 180 سي 188 سي 190
سي178
سي200
سي207
تحت 54
سي209
U55 C191
سي192
سي 208 R205
U62 C210
R217 C177
C227 C241 C243 C242 R221
R223 C263
سي232
سي231
سي225
تحت 59
سي226
سي259
سي237
سي238
ج240 ج239
ر206
تحت 60
سي261
ر207 ج260 ر215
ر218
ر216
U61 C262
يو 66 آر 219
يو 68 آر 222
يو 67 آر 220
سي 258 سي 235 سي 236
سي273
س.و1
ر225 ر224
سي266
سي265
ر228
تحت 69
سي269
ر231 ر229
تحت 70
سي270
تحت 71
ر234
سي272
ر226
تحت 72
سي71
سي36
ر16 ر18
سي14
سي114
ر131
سي115
سي 58 R93
سي46
سي371
سي370
R43 C45
ر44
تحت 11
ر330 ر92
R90 R89 R88 R91
ر20
U7
ر19
R39 C34
سي72
ر61
سي73
سي19
R45 C47
ج41 ج78
P5
ر23
U8
ر22
سي375
C374 آر 41 آر 21
سي37
سي38
سي30
سي20
ر52 ج48 ر51
سي49
U2
سي50
تحت 17
تحت 18
R55 R53 R62 R54
سي63
ر63 ج52 ر26
يو 12 آر 25
P6
ج377 ج376
آر 64 آر 56 سي 51
إم إتش 1
سي53
سي79
سي74
سي18
C113 R174 R175 R176 R177
سي120
ر128
R126 C106
ر127 ر125
U35 R132 U39
ر141 ج117 ر129 ر158
ر142
C136 R134 R133 R138 R137
سي135
C139 آر 161 آر 162 آر 163
سي118
سي 119 R159
سي121
U41 C137
R160 C147
سي164
U40 C146
سي193
R164 C123
سي122
ر139 ر165
تحت 44
سي107
تحت 45
سي142
C144 R135 C145
ر182
ر178 ر167
ر181
ار تي 1
سي 155 R149
ج21 ج12
تحت 47
تحت 46
U30 C108
U21 C77 U23 C82
U24 C64 U22 C81
U19 C61
R68 R67 U20 C32
P7
سي 97 R116
سي 80 R94
U36 C143
سي151
ر179
R150 C156
ر183
R136 C154
سي175
سي252
سي220
سي 228 سي 229 سي 230
تحت 63
سي248
سي247
سي211
سي 212 سي 213 سي 214
تحت 64
سي251
سي250
سي215
سي219
آر 208 آر 209 سي 224
ج218 ج253
تحت 65
سي256
ج255 ج254
ج249 ج233
ج246 ج245
سي274
سي244
سي264
سي 268 R230
سي276
سي271
سي267
سي275
آر 238 آر 237 آر 236 آر 235 آر 240 آر 239
ر328
المرجع 1 R257
سي 285 R246
ج286 ج284
ر242
تحت 73
ر247
سي 281 R243
سي280
تحت 74
سي287
ر248
C289 آر 251 آر 252
R233 R227 R232
C282 آر 244 آر 245
تحت 75
ر269
C288 آر 250 آر 249
ر253 ر255
سي290
ر241
ر254
تحت 76
ر272
سي291
ر256
تحت 77
ج294 ج296
سي283
سي277
إم إتش 5
سي292
سي293
ج279 ج278
U37 C125
إم إتش 3
سي295
سي 307 R265
Q1
سي309
C303 آر 267 آر 268
سي305
سي301
إم إتش 6
ر282
سي312
R274 R283 R284
سي322
سي298
سي300
ر264 ج297 ر262
تحت 78
R273 C311
سي299
ر263
سي302
R261 R258 R259 R260
تحت 79
سي306
تحت 80
سي315
سي313
ر266
تحت 81
R278 R275 R276
سي304
ر277
سي316
R271 C308
ر270
تحت 82
سي314
سي318
تحت 83
آر 280 آر 279 سي 321
سي310
تحت 84
R285 C317
سي320
ر281
سي319
ر290 ر291
د11
د12
د13
د14
ر287 ر286
س.و2
ر297 ر296
ر289 ر288
سي 334 سي 328 سي 364
R299 C330
ر293 ر292
سي324
سي331
ر300
R298 C329
ج333 ج332
تحت 85
سي335
سي323
سي325
د15
ر303
د16
سي336
R301 R302 C342 C341
سي337
تحت 86
سي343
سي339
سي346
ر310 ر307
ر309
ر308
إم إتش 8
C347 آر 305 آر 306
ر315
ر321
سي345
ص10
ج344 ج348
إم إتش 9
C349 R318 C350 R319 R317 R316
سي352
ص11
سي351
سي354
تحت 87
إم إتش 10
سي353
تحت 88
سي338
سي340
ر294
سي363
الرحلة رقم 4 ب9
XF1
سي358
ر295
سي326
سي327
د17
ر304
د18
تحت 89
ج355 ج356
تحت 91
تحت 90
سي 361 R323
سي357
سي359
ص12
سي360
إم إتش 7
آر 313 آر 314 آر 320 آر 311 آر 312 آر 322
39
40
الملحق ج. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة
د. تحويل 115/230 فولت
د.1 فتيل
المصهر عبارة عن سيراميك مضاد للاندفاع، 0.25 أمبير (230 فولت) أو 0.63 أمبير (115 فولت)، 5 × 20 مم، على سبيل المثالampليتل فيوز 0215.250MXP أو 0215.630MXP. حامل الفيوز عبارة عن خرطوشة حمراء أعلى مدخل الطاقة IEC والمفتاح الرئيسي في الجزء الخلفي من الوحدة (الشكل د.1).
الشكل D.1: خرطوشة الصمامات، توضح وضع الصمامات للعمل عند 230 فولت.
د.2 تحويل 120/240 فولت
يمكن تشغيل وحدة التحكم من تيار متردد بتردد 50 إلى 60 هرتز، أو 110 إلى 120 فولت (100 فولت في اليابان)، أو 220 إلى 240 فولت. لتحويل الجهد بين 115 فولت و230 فولت، يجب إزالة خرطوشة المصهر وإعادة إدخالها بحيث يكون مستوى الصوت الصحيحtagيظهر ذلك من خلال نافذة الغطاء ويتم تثبيت المصهر الصحيح (كما هو موضح أعلاه).
41
42
الملحق د. تحويل 115/230 فولت
الشكل د.2: لتغيير المصهر أو مستوى الصوتtagهـ، افتح غطاء خرطوشة المصهر باستخدام مفك براغي يتم إدخاله في فتحة صغيرة على الحافة اليسرى للغطاء، على يسار المجلد الأحمر مباشرةًtagالمؤشر الإلكتروني.
عند إزالة خرطوشة المصهر، أدخل مفك براغي في التجويف الموجود على الجانب الأيسر من الخرطوشة؛ لا تحاول استخراجها باستخدام مفك براغي على جانبي حامل المصهر (انظر الأشكال).
خطأ!
صحيح
الشكل D.3: لاستخراج خرطوشة المصهر، أدخل مفك براغي في تجويف على الجانب الأيسر من الخرطوشة.
عند تغيير المجلدtagهـ، يجب تبديل المصهر ومشبك الجسر من جانب إلى آخر، بحيث يكون مشبك الجسر دائمًا في الأسفل والمصهر دائمًا في الأعلى؛ انظر الأشكال أدناه.
د.2 تحويل 120/240 فولت
43
الشكل د.٤: جسر ٢٣٠ فولت (يسار) ومصهر (يمين). بدّل الجسر والمصهر عند تغيير الجهد.tagهـ، بحيث يظل المصهر في الأعلى عند إدخاله.
الشكل D.5: جسر 115 فولت (يسار) والفيوز (يمين).
44
الملحق د. تحويل 115/230 فولت
فهرس
[1] أليكس أبراموفيتشي وجيك تشابسكي. أنظمة التحكم بالتغذية الراجعة: دليل سريع للعلماء والمهندسين. سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا، 2012. 1
[2] بوريس لوري وبول إنرايت. التحكم بالتغذية الراجعة الكلاسيكية: باستخدام MATLAB® وSimulink®. مطبعة CRC، 2011. 1
[3] ريتشارد دبليو. فوكس، كريس دبليو. أوتس، وليو دبليو. هولبيرج. تثبيت ليزرات الثنائيات في تجاويف عالية الدقة. الطرق التجريبية في العلوم الفيزيائية، 40:1، 46. 2003
[4] RWP Drever، JL Hall، FV Kowalski، J. Hough، GM Ford، AJ Munley، وH. Ward. تثبيت طور وتردد الليزر باستخدام مرنان بصري. Appl. Phys. B، 31:97 105، 1983. 1
[5] TW Ha¨nsch وB. Couillaud. تثبيت تردد الليزر باستخدام مطيافية الاستقطاب لتجويف مرجعي عاكس. اتصالات البصريات، 35(3):441-444، 1980. 1
[6] م. تشو وجيه إل هول. تثبيت الطور/التردد الضوئي لنظام ليزر: تطبيق على ليزر صبغي تجاري مزود بمثبت خارجي. مجلة البصريات الأمريكية، 10:802، 1993. 1
[7] جي سي بيوركلوند. مطيافية التعديل الترددي: طريقة جديدة لقياس الامتصاصات والتشتتات الضعيفة. مجلة Opt. Lett.، 5:15، 1980. 1
[8] جوشوا إس تورانس، بن إم سباركس، لينكولن دي تيرنر، وروبرت إي شولتن. تضييق عرض خط الليزر دون الكيلوهرتز باستخدام مطيافية الاستقطاب. مجلة أوبتيكس إكسبريس، 24(11):11396-11406، 2016. 1
45
[10] دبليو. ديمترودر. مطيافية الليزر: المفاهيم الأساسية والأجهزة. سبرينغر، برلين، الطبعة الثانية، 2. 1996
[11] LD Turner, KP Weber، CJ Hawthorn، وRE Scholten. توصيف ضوضاء التردد لليزرات الصمامية ذات الخطوط الضيقة. Opt. Communic.، 201:391، 2002. 29
46
MOG Laboratories Pty Ltd 49 University St, Carlton VIC 3053, Australia Tel: +61 3 9939 0677 info@moglabs.com
© 2017 2025 مواصفات المنتج والأوصاف الواردة في هذه الوثيقة قد تخضع للتغيير دون إشعار.
المستندات / الموارد
 |
وحدة تحكم سيرفو سريعة من نوع Moglabs PID [بي دي اف] دليل التعليمات وحدة تحكم سيرفو سريعة PID، وحدة تحكم سيرفو سريعة PID، وحدة تحكم سيرفو |