Ελεγκτής σερβομηχανισμού PID γρήγορης ροής moglabs
Προδιαγραφές
- Μοντέλο: MOGLabs FSC
- Τύπος: Σερβοελεγκτής
- Προβλεπόμενη χρήση: Σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ και στένωση πλάτους γραμμής
- Κύρια εφαρμογή: Σερβοέλεγχος υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης
Οδηγίες χρήσης προϊόντος
Εισαγωγή
Το MOGLabs FSC έχει σχεδιαστεί για να παρέχει σερβοέλεγχο υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης για σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ και στένωση πλάτους γραμμής.
Βασική Θεωρία Ελέγχου Ανάδρασης
Η σταθεροποίηση συχνότητας ανάδρασης των λέιζερ μπορεί να είναι περίπλοκη. Συνιστάται η επαναχρησιμοποίηση.view εγχειρίδια θεωρίας ελέγχου και βιβλιογραφία σχετικά με τη σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ για καλύτερη κατανόηση.
Συνδέσεις και Χειριστήρια
Χειριστήρια μπροστινού πίνακα
Τα χειριστήρια του μπροστινού πίνακα χρησιμοποιούνται για άμεσες ρυθμίσεις και παρακολούθηση. Αυτά τα χειριστήρια είναι απαραίτητα για ρυθμίσεις σε πραγματικό χρόνο κατά τη λειτουργία.
Χειριστήρια και συνδέσεις πίσω πάνελ
Τα χειριστήρια και οι συνδέσεις στο πίσω πλαίσιο παρέχουν διεπαφές για εξωτερικές συσκευές και περιφερειακά. Η σωστή σύνδεσή τους διασφαλίζει την ομαλή λειτουργία και τη συμβατότητα με εξωτερικά συστήματα.
Εσωτερικοί μικροδιακόπτες
Οι εσωτερικοί διακόπτες DIP προσφέρουν πρόσθετες επιλογές διαμόρφωσης. Η κατανόηση και η σωστή ρύθμιση αυτών των διακοπτών είναι κρίσιμης σημασίας για την προσαρμογή της συμπεριφοράς του ελεγκτή.
FAQ
μια εταιρεία santec
Γρήγορος σερβοελεγκτής
Έκδοση 1.0.9, Αναθ. 2 υλικό
Περιορισμός Ευθύνης
Η MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) δεν αναλαμβάνει καμία ευθύνη που προκύπτει από τη χρήση των πληροφοριών που περιέχονται σε αυτό το εγχειρίδιο. Αυτό το έγγραφο μπορεί να περιέχει ή να παραπέμπει σε πληροφορίες και προϊόντα που προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα ή διπλώματα ευρεσιτεχνίας και δεν παρέχει καμία άδεια βάσει των δικαιωμάτων ευρεσιτεχνίας της MOGLabs, ούτε των δικαιωμάτων άλλων. Η MOGLabs δεν θα είναι υπεύθυνη για οποιοδήποτε ελάττωμα στο υλικό ή το λογισμικό ή απώλεια ή ανεπάρκεια δεδομένων οποιουδήποτε είδους, ή για οποιεσδήποτε άμεσες, έμμεσες, τυχαίες ή αποθετικές ζημιές σε συνδέσεις με ή που προκύπτουν από την απόδοση ή τη χρήση οποιουδήποτε από τα προϊόντα της . Ο προαναφερόμενος περιορισμός ευθύνης θα ισχύει εξίσου για οποιαδήποτε υπηρεσία παρέχεται από την MOGLabs.
Πνευματική ιδιοκτησία
Πνευματικά δικαιώματα © MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) 2017 2025. Κανένα μέρος αυτής της έκδοσης δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί, να αποθηκευτεί σε σύστημα ανάκτησης ή να μεταδοθεί, με οποιαδήποτε μορφή ή με οποιοδήποτε μέσο, ηλεκτρονικό, μηχανικό, φωτοτυπικό ή άλλο, χωρίς προηγούμενη γραπτή άδεια της MOGLabs.
Επαφή
Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε με:
Εργαστήρια MOG P/L 49 University St Carlton VIC 3053 ΑΥΣΤΡΑΛΙΑ +61 3 9939 0677 info@moglabs.com www.moglabs.com
Santec LIS Corporation 5823 Ohkusa-Nenjozaka, Komaki Aichi 485-0802 ΙΑΠΩΝΙΑ +81 568 79 3535 www.santec.com
Εισαγωγή
Το MOGLabs FSC παρέχει τα κρίσιμα στοιχεία ενός σερβοελεγκτή υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης, που προορίζεται κυρίως για σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ και στένωση πλάτους γραμμής. Το FSC μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ampέλεγχος φωτισμού, για παράδειγμαample να δημιουργήσουμε ένα «θορύβδιο» που σταθεροποιεί την οπτική ισχύ ενός λέιζερ, αλλά σε αυτό το εγχειρίδιο υποθέτουμε την πιο κοινή εφαρμογή της σταθεροποίησης συχνότητας.
1.1 Βασική θεωρία ελέγχου ανάδρασης
Η σταθεροποίηση συχνότητας ανάδρασης των λέιζερ μπορεί να είναι περίπλοκη. Ενθαρρύνουμε τους αναγνώστες ναview εγχειρίδια θεωρίας ελέγχου [1, 2] και βιβλιογραφία σχετικά με τη σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ [3].
Η έννοια του ελέγχου ανάδρασης παρουσιάζεται σχηματικά στο σχήμα 1.1. Η συχνότητα του λέιζερ μετριέται με έναν διακριτική συσκευή συχνότητας που παράγει ένα σήμα σφάλματος που είναι ανάλογο με τη διαφορά μεταξύ της στιγμιαίας συχνότητας του λέιζερ και της επιθυμητής ή καθορισμένης συχνότητας. Συνήθεις διακριτικές συσκευές περιλαμβάνουν οπτικές κοιλότητες και ανίχνευση Pound-Drever-Hall (PDH) [4] ή Ha¨nsch-Couillaud [5]· κλείδωμα μετατόπισης [6]· ή πολλές παραλλαγές της φασματοσκοπίας ατομικής απορρόφησης [7].
0
+
Σήμα σφάλματος
Servo
Σήμα ελέγχου
Λέιζερ
Διακριτής συχνότητας dV/df
Σχήμα 1.1: Απλοποιημένο διάγραμμα μπλοκ ενός βρόχου ελέγχου ανάδρασης.
1
2
Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή
1.1.1 Σήματα σφάλματος
Το βασικό κοινό χαρακτηριστικό του ελέγχου ανάδρασης είναι ότι το σήμα σφάλματος που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο θα πρέπει να αντιστρέφει το πρόσημο καθώς η συχνότητα του λέιζερ μετατοπίζεται πάνω ή κάτω από το σημείο ρύθμισης, όπως στο σχήμα 1.2. Από το σήμα σφάλματος, ένας σερβοκινητήρας ανάδρασης ή αντισταθμιστής παράγει ένα σήμα ελέγχου για έναν μετατροπέα στο λέιζερ, έτσι ώστε η συχνότητα του λέιζερ να οδηγείται προς το επιθυμητό σημείο ρύθμισης. Είναι κρίσιμο να τονιστεί ότι αυτό το σήμα ελέγχου θα αλλάζει πρόσημο καθώς το σήμα σφάλματος αλλάζει πρόσημο, διασφαλίζοντας ότι η συχνότητα του λέιζερ ωθείται πάντα προς το σημείο ρύθμισης και όχι μακριά από αυτό.
Σφάλμα
Σφάλμα
f
0
Συχνότητα f
Συχνότητα f
Μετατόπιση σφάλματος
Σχήμα 1.2: Ένα θεωρητικό σήμα διασποράς σφάλματος, ανάλογο με τη διαφορά μεταξύ μιας συχνότητας λέιζερ και μιας συχνότητας σημείου ρύθμισης. Μια μετατόπιση στο σήμα σφάλματος μετατοπίζει το σημείο κλειδώματος (δεξιά).
Σημειώστε τη διάκριση μεταξύ ενός σήματος σφάλματος και ενός σήματος ελέγχου. Ένα σήμα σφάλματος είναι ένα μέτρο της διαφοράς μεταξύ της πραγματικής και της επιθυμητής συχνότητας λέιζερ, η οποία κατ' αρχήν είναι στιγμιαία και χωρίς θόρυβο. Ένα σήμα ελέγχου παράγεται από το σήμα σφάλματος από έναν σερβοκινητήρα ανάδρασης ή αντισταθμιστή. Το σήμα ελέγχου οδηγεί έναν ενεργοποιητή όπως έναν πιεζοηλεκτρικό μετατροπέα, το ρεύμα έγχυσης μιας διόδου λέιζερ ή έναν ακουστοοπτικό ή ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή, έτσι ώστε η συχνότητα λέιζερ να επιστρέφει στο σημείο ρύθμισης. Οι ενεργοποιητές έχουν περίπλοκες συναρτήσεις απόκρισης, με πεπερασμένες υστερήσεις φάσης, κέρδος που εξαρτάται από τη συχνότητα και συντονισμούς. Ένας αντισταθμιστής θα πρέπει να βελτιστοποιεί την απόκριση ελέγχου για να μειώσει το σφάλμα στο ελάχιστο δυνατό.
1.1 Βασική θεωρία ελέγχου ανάδρασης
3
1.1.2 Απόκριση συχνότητας ενός σερβοκινητήρα ανάδρασης
Η λειτουργία των σερβοκινητήρων ανάδρασης περιγράφεται συνήθως με βάση την απόκριση συχνότητας Fourier, δηλαδή το κέρδος της ανάδρασης ως συνάρτηση της συχνότητας μιας διαταραχής. Για παράδειγμαampΔηλαδή, μια συνηθισμένη διαταραχή είναι η συχνότητα δικτύου, = 50 Hz ή 60 Hz. Αυτή η διαταραχή θα μεταβάλει τη συχνότητα του λέιζερ κατά κάποιο βαθμό, με ρυθμό 50 ή 60 Hz. Η επίδραση της διαταραχής στο λέιζερ μπορεί να είναι μικρή (π.χ. = 0 ± 1 kHz όπου 0 είναι η μη διαταραγμένη συχνότητα λέιζερ) ή μεγάλη (= 0 ± 1 MHz). Ανεξάρτητα από το μέγεθος αυτής της διαταραχής, η συχνότητα Fourier της διαταραχής είναι είτε στα 50 είτε στα 60 Hz. Για να καταστείλει αυτή τη διαταραχή, ένας σερβομετατροπέας ανάδρασης θα πρέπει να έχει υψηλό κέρδος στα 50 και 60 Hz για να είναι σε θέση να αντισταθμίσει.
Το κέρδος ενός σερβοελεγκτή έχει συνήθως ένα όριο χαμηλής συχνότητας, που συνήθως ορίζεται από το όριο κέρδους-εύρους ζώνης του χειριστηρίου.amps που χρησιμοποιούνται στον σερβοελεγκτή. Το κέρδος πρέπει επίσης να πέσει κάτω από το κέρδος μονάδας (0 dB) σε υψηλότερες συχνότητες για να αποφευχθεί η πρόκληση ταλαντώσεων στην έξοδο ελέγχου, όπως το γνωστό υψίσυχνο σφύριγμα των ηχητικών συστημάτων (κοινώς αποκαλούμενο «ηχητική ανάδραση»). Αυτές οι ταλαντώσεις εμφανίζονται για συχνότητες πάνω από το αντίστροφο της ελάχιστης καθυστέρησης διάδοσης του συνδυασμένου συστήματος λέιζερ, διαχωριστή συχνότητας, σερβο και ενεργοποιητή. Συνήθως, αυτό το όριο κυριαρχείται από τον χρόνο απόκρισης του ενεργοποιητή. Για τα πιεζοηλεκτρικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε λέιζερ διόδου εξωτερικής κοιλότητας, το όριο είναι συνήθως μερικά kHz, και για την απόκριση διαμόρφωσης ρεύματος της διόδου λέιζερ, το όριο είναι περίπου 100 έως 300 kHz.
Το Σχήμα 1.3 είναι ένα εννοιολογικό διάγραμμα του κέρδους έναντι της συχνότητας Fourier για το FSC. Για την ελαχιστοποίηση του σφάλματος συχνότητας λέιζερ, η περιοχή κάτω από το διάγραμμα κέρδους θα πρέπει να μεγιστοποιηθεί. Οι σερβοελεγκτές PID (αναλογικοί ολοκληρωτικοί και διαφορικοί) είναι μια κοινή προσέγγιση, όπου το σήμα ελέγχου είναι το άθροισμα τριών συνιστωσών που προέρχονται από το ένα σήμα σφάλματος εισόδου. Η αναλογική ανάδραση (P) επιχειρεί να αντισταθμίσει άμεσα τις διαταραχές, ενώ η ανάδραση ολοκληρωτή (I) παρέχει υψηλό κέρδος για μετατοπίσεις και αργές μετατοπίσεις, και η διαφορική ανάδραση (D) προσθέτει επιπλέον κέρδος για ξαφνικές αλλαγές.
4
Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή
Κέρδος (dB)
Διπλός ολοκληρωτής υψηλής συχνότητας αποκοπής
60
ΓΡΗΓΟΡΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΚΕΡΔΟΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗΣ (όριο)
40
20
Ολοκληρωτής
0
ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΝΟ LF (όριο)
Ολοκληρωτής
Αναλογικά
Διαφοροποιητής
Φίλτρο
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
20101
102
103
104
105
106
107
108
Συχνότητα Φουριέ [Hz]
Σχήμα 1.3: Εννοιολογικό διάγραμμα Bode που δείχνει τη δράση των γρήγορων (κόκκινων) και αργών (μπλε) ελεγκτών. Ο αργός ελεγκτής είναι είτε ένας μονός είτε ένας διπλός ολοκληρωτής με ρυθμιζόμενη γωνιακή συχνότητα. Ο γρήγορος ελεγκτής είναι PID με ρυθμιζόμενες γωνιακές συχνότητες και όρια κέρδους στις χαμηλές και υψηλές συχνότητες. Προαιρετικά, ο διαφοριστής μπορεί να απενεργοποιηθεί και να αντικατασταθεί με ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης.
Συνδέσεις και χειριστήρια
2.1 Χειριστήρια μπροστινού πίνακα
Ο μπροστινός πίνακας του FSC διαθέτει μεγάλο αριθμό επιλογών διαμόρφωσης που επιτρέπουν τη ρύθμιση και τη βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς του σερβοκινητήρα.
Λάβετε υπόψη ότι οι διακόπτες και οι επιλογές ενδέχεται να διαφέρουν μεταξύ των εκδόσεων υλικού. Ανατρέξτε στο εγχειρίδιο της συγκεκριμένης συσκευής σας, όπως υποδεικνύεται από τον σειριακό αριθμό.
Γρήγορος σερβοελεγκτής
AC DC
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
PD 0
ΑΝΑΦ
CHB
+
ΓΡΗΓΟΡΗ ΣΗΜΑΝΣΗ
+
ΣΗΜΑ ΑΡΓΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ
INT
75 100 250
50k 100k 200k
10M 5M 2.5M
50
500
20 χιλ
500k OFF
1M
25
750 10 χιλ
1 Μ 200 χιλ
750 χιλ
ΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟ
1k OFF
2 Μ 100 χιλ
500 χιλ
ΕΞΩΤ
50 χιλ
250 χιλ
25 χιλ
100 χιλ
ΣΠΙΘΑΜΗ
ΤΙΜΗ
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΑ ΕΙΣ
ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΑ/ΦΙΛΤΡΟ
12
6
18
0
24
ΠΡΟΚΑΤΑΛΗΨΗ
Μετατόπιση συχνότητας
ΑΡΓΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΚΕΡΔΟΣ
30 20 10
0
40
50
ΕΝΘΕΤΟ
60
ΣΑΡΩΣΗ
ΜΕΓΙΣΤΟ ΚΛΕΙΔΩΜΑ
ΑΡΓΟΣ
ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΣ ΚΕΡΔΙΣΜΟΥ
ΣΑΡΩΣΗ ΣΑΡΩΣΗ+P
ΚΛΕΙΔΑΡΙΑ
ΓΡΗΓΟΡΑ
Μετατόπιση σφάλματος
ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ
ΑΡΓΟ ΣΦΑΛΜΑ
RAMP
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΦΑΛΜΑ
ΠΡΟΚΑΤΑΛΗΨΗ
CHB
ΓΡΗΓΟΡΑ
CHA
ΑΡΓΟΣ
MON1
ΑΡΓΟ ΣΦΑΛΜΑ
RAMP
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΦΑΛΜΑ
ΠΡΟΚΑΤΑΛΗΨΗ
CHB
ΓΡΗΓΟΡΑ
CHA
ΑΡΓΟΣ
MON2
2.1.1 Διαμόρφωση ΕΙΣΟΔΟΣ Επιλέγει τη λειτουργία σύζευξης σήματος σφάλματος· βλέπε σχήμα 3.2. AC Το γρήγορο σήμα σφάλματος είναι συνδεδεμένο με AC, το αργό σφάλμα είναι συνδεδεμένο με DC. DC Τόσο τα γρήγορα όσο και τα αργά σήματα σφάλματος είναι συνδεδεμένα με DC. Τα σήματα είναι συνδεδεμένα με DC και η OFFSET ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ του μπροστινού πίνακα εφαρμόζεται για τον έλεγχο του σημείου κλειδώματος. CHB Επιλέγει την είσοδο για το κανάλι Β: φωτοανιχνευτής, γείωση ή μια μεταβλητή αναφοράς 0 έως 2.5 V που έχει οριστεί με το γειτονικό trimpot.
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΗΜΑΔΙ Σημάδι γρήγορης ανάδρασης. ΑΡΓΟ ΣΗΜΑΔΙ Σημάδι αργής ανάδρασης.
5
6
Συνδέσεις και χειριστήρια
2.1.2 Ramp έλεγχος
Το εσωτερικό ramp Η γεννήτρια παρέχει μια λειτουργία σάρωσης για τη σάρωση της συχνότητας του λέιζερ, συνήθως μέσω ενός πιεζοηλεκτρικού ενεργοποιητή, ρεύματος έγχυσης διόδου ή και των δύο. Μια έξοδος ενεργοποίησης συγχρονισμένη με το ramp παρέχεται στο πίσω πλαίσιο (TRIG, 1M).
INT/EXT Εσωτερικό ή εξωτερικό ramp για σάρωση συχνότητας.
Ρυθμός Trimpot για ρύθμιση του εσωτερικού ρυθμού σάρωσης.
BIAS Όταν είναι ενεργοποιημένο το DIP3, η αργή έξοδος, που κλιμακώνεται από αυτό το trimpot, προστίθεται στην γρήγορη έξοδο. Αυτή η πόλωση feed-forward απαιτείται συνήθως κατά τη ρύθμιση του πιεζοηλεκτρικού ενεργοποιητή ενός ECDL για την αποφυγή αλλαγής λειτουργίας. Ωστόσο, αυτή η λειτουργικότητα παρέχεται ήδη από ορισμένους ελεγκτές λέιζερ (όπως το MOGLabs DLC) και θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο όταν δεν παρέχεται αλλού.
SPAN Ρυθμίζει το ramp ύψος και, επομένως, την έκταση της σάρωσης συχνότητας.
ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ Ρυθμίζει την μετατόπιση DC στην αργή έξοδο, παρέχοντας αποτελεσματικά μια στατική μετατόπιση της συχνότητας λέιζερ.
2.1.3 Μεταβλητές βρόχου
Οι μεταβλητές βρόχου επιτρέπουν το κέρδος του αναλογικού, ολοκληρωτή και διαφοριστή stagπρος προσαρμογή. Για τον ολοκληρωτή και τον διαφοροποιητήtages, το κέρδος παρουσιάζεται ως η συχνότητα κέρδους μονάδας, η οποία μερικές φορές αναφέρεται ως γωνιακή συχνότητα.
SLOW INT Γωνιακή συχνότητα του αργού σερβοολοκληρωτή· μπορεί να απενεργοποιηθεί ή να ρυθμιστεί από 25 Hz έως 1 kHz.
ΑΡΓΟ ΑΠΟΚΤΥΝΣΗ Αργό κέρδος σερβοκινητήρα μίας στροφής· από -20 dB έως +20 dB.
FAST INT Γωνιακή συχνότητα του γρήγορου σερβοενσωματωτή. απενεργοποιημένη ή ρυθμιζόμενη από 10 kHz έως 2 MHz.
2.1 Χειριστήρια μπροστινού πίνακα
7
ΓΡΗΓΟΡΟ ΕΝΙΣΧΥΣΗ Αναλογικό κέρδος δέκα στροφών για γρήγορο σερβοκινητήρα, από -10 dB έως +50 dB.
ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΑ/ΦΙΛΤΡΟ Ελέγχει την απόκριση του σερβοκινητήρα υψηλής συχνότητας. Όταν ρυθμιστεί σε "ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ", η απόκριση του σερβοκινητήρα παραμένει αναλογική. Όταν περιστρέφεται δεξιόστροφα, ο διαφοριστής ενεργοποιείται με τη σχετική συχνότητα γωνίας. Σημειώστε ότι η μείωση της συχνότητας γωνίας αυξάνει τη δράση του διαφοριστή. Όταν ρυθμιστεί σε μια υπογραμμισμένη τιμή, ο διαφοριστής απενεργοποιείται και αντί αυτού εφαρμόζεται ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης στην έξοδο του σερβοκινητήρα. Αυτό προκαλεί την απόκριση να κυλήσει πάνω από την καθορισμένη συχνότητα.
DIFF GAIN Όριο κέρδους υψηλής συχνότητας στον γρήγορο σερβοκινητήρα. Κάθε αύξηση αλλάζει το μέγιστο κέρδος κατά 6 dB. Δεν έχει καμία επίδραση εκτός εάν είναι ενεργοποιημένος ο διαφοριστής, δηλαδή, εκτός εάν η ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΑ έχει οριστεί σε μια τιμή που δεν είναι υπογραμμισμένη.
2.1.4 Χειριστήρια κλειδώματος
ΟΡΙΟ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ Όριο κέρδους χαμηλής συχνότητας στον γρήγορο σερβοκινητήρα, σε dB. Το MAX αντιπροσωπεύει το μέγιστο διαθέσιμο κέρδος.
ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ Μετατόπιση DC που εφαρμόζεται στα σήματα σφάλματος όταν η λειτουργία ΕΙΣΟΔΟΥ έχει οριστεί σε . Χρήσιμο για τον ακριβή συντονισμό του σημείου κλειδώματος ή την αντιστάθμιση της απόκλισης στο σήμα σφάλματος. Το παρακείμενο trimpot προορίζεται για τη ρύθμιση της μετατόπισης σφάλματος του αργού σερβο σε σχέση με τον γρήγορο σερβο και μπορεί να ρυθμιστεί για να διασφαλιστεί ότι τα γρήγορα και τα αργά σερβο κινούνται προς την ίδια ακριβή συχνότητα.
ΑΡΓΟ Ενεργοποιεί το αργό σερβο αλλάζοντας τη ΣΑΡΩΣΗ σε ΚΛΕΙΔΩΜΑ. Όταν έχει οριστεί σε NESTED, η ένταση του ελέγχου αργής λειτουργίαςtagΤο e τροφοδοτείται στο γρήγορο σήμα σφάλματος για πολύ υψηλό κέρδος σε χαμηλές συχνότητες, ελλείψει ενεργοποιητή συνδεδεμένου στην αργή έξοδο.
ΓΡΗΓΟΡΟ Ελέγχει τον γρήγορο σερβοκινητήρα. Όταν έχει οριστεί σε SCAN+P, η αναλογική ανάδραση τροφοδοτείται στην γρήγορη έξοδο ενώ το λέιζερ σαρώνει, επιτρέποντας τη βαθμονόμηση της ανάδρασης. Η αλλαγή σε LOCK διακόπτει τη σάρωση και ενεργοποιεί τον πλήρη έλεγχο PID.
8
Κεφάλαιο 2. Συνδέσεις και χειριστήρια
ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Πολύχρωμη ένδειξη που εμφανίζει την κατάσταση της κλειδαριάς.
Πράσινο Ενεργοποίηση, κλείδωμα απενεργοποιημένο. Πορτοκαλί Κλείδωμα ενεργοποιημένο αλλά σήμα σφάλματος εκτός εμβέλειας, που υποδεικνύει ότι το κλείδωμα είναι εκτός εμβέλειας.
έχει αποτύχει. Η μπλε κλειδαριά είναι ενεργοποιημένη και το σήμα σφάλματος είναι εντός ορίων.
2.1.5 Παρακολούθηση σήματος
Δύο περιστροφικοί κωδικοποιητές επιλέγουν ποιο από τα καθορισμένα σήματα δρομολογείται στις εξόδους MONITOR 1 και MONITOR 2 του πίσω πίνακα. Η έξοδος TRIG είναι μια έξοδος συμβατή με TTL (1M) που αλλάζει από χαμηλή σε υψηλή στο κέντρο της σάρωσης. Ο παρακάτω πίνακας ορίζει τα σήματα.
CHA CHB ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΦΑΛΜΑ ΑΡΓΟ ΣΦΑΛΜΑ RAMP BIAS ΓΡΗΓΟΡΟ ΑΡΓΟ
Είσοδος καναλιού Α Είσοδος καναλιού Β Σήμα σφάλματος που χρησιμοποιείται από τον γρήγορο σερβοκινητήρα Σήμα σφάλματος που χρησιμοποιείται από τον αργό σερβοκινητήρα Ramp όπως εφαρμόζεται στο SLOW OUT Ramp όπως εφαρμόζεται στο FAST OUT όταν είναι ενεργοποιημένο το DIP3 Σήμα ελέγχου FAST OUT Σήμα ελέγχου SLOW OUT
2.2 Χειριστήρια και συνδέσεις πίσω πάνελ
9
2.2 Χειριστήρια και συνδέσεις πίσω πάνελ
ΚΛΕΙΔΩΜΑ ΟΘΟΝΗΣ 2
ΟΘΟΝΗ 1
ΣΑΡΩΣΗ
ΚΕΡΔΟΣ
Β ΕΙΣΟΔΟΣ
ΕΝΑ ΕΙΣ
Σειράς:
ΚΟΜΨΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΑ ΕΞΩ ΑΡΓΑ ΕΞΩ
MOD IN
ΙΣΧΥΣ Β
ΔΥΝΑΜΗ Α
Όλες οι υποδοχές είναι SMA, εκτός από τις περιπτώσεις που αναφέρονται παρακάτω. Όλες οι είσοδοι είναι υπερβολικές.tagΠροστατεύεται από ±15 V.
Η τροφοδοσία IEC στη μονάδα θα πρέπει να είναι προρυθμισμένη στην κατάλληλη έντασηtage για τη χώρα σας. Ανατρέξτε στο παράρτημα D για οδηγίες σχετικά με την αλλαγή της έντασης του τροφοδοτικούtagε αν χρειαστεί.
A IN, B IN Είσοδοι σήματος σφάλματος για τα κανάλια A και B, συνήθως φωτοανιχνευτές. Υψηλή σύνθετη αντίσταση, ονομαστικό εύρος ±2 V. Το κανάλι B δεν χρησιμοποιείται εκτός εάν ο διακόπτης CHB στον μπροστινό πίνακα έχει ρυθμιστεί σε PD.
ΙΣΧΥΣ A, B Τροφοδοσία DC χαμηλού θορύβου για φωτοανιχνευτές· ±12 V, 125 mA, παρέχεται μέσω βύσματος M8 (κωδικός προϊόντος TE Connectivity 2-2172067-2, Digikey A121939-ND, αρσενικό 3 κατευθύνσεων). Συμβατό με φωτοανιχνευτές MOGLabs PDA και Thorlabs. Για χρήση με τυπικά καλώδια M8, π.χ.ample Digikey 277-4264-ND. Βεβαιωθείτε ότι οι φωτοανιχνευτές είναι απενεργοποιημένοι όταν συνδέονται στα τροφοδοτικά για να αποτρέψετε την απόκλιση των εξόδων τους.
ΚΕΡΔΟΣ ΣΕ ΤόμοtagΕλεγχόμενο από ηλεκτρονικά αναλογικό κέρδος του γρήγορου σερβοκινητήρα, ±1 V, που αντιστοιχεί στο πλήρες εύρος του κουμπιού του μπροστινού πίνακα. Αντικαθιστά τον έλεγχο FAST GAIN του μπροστινού πίνακα όταν είναι ενεργοποιημένο το DIP1.
Εξωτερική είσοδοςamp Η είσοδος επιτρέπει αυθαίρετη σάρωση συχνότητας, 0 έως 2.5 V. Το σήμα πρέπει να διασχίζει τα 1.25 V, τα οποία καθορίζουν το κέντρο της σάρωσης και το κατά προσέγγιση σημείο κλειδώματος.
10
Κεφάλαιο 2. Συνδέσεις και χειριστήρια
3 4
1 +12 V
1
3 -12 V
4 0 V
Σχήμα 2.1: Ακροδέκτης σύνδεσης M8 για POWER A, B.
MOD IN Είσοδος διαμόρφωσης υψηλού εύρους ζώνης, που προστίθεται απευθείας στην γρήγορη έξοδο, ±1 V εάν το DIP4 είναι ενεργοποιημένο. Σημειώστε ότι εάν το DIP4 είναι ενεργοποιημένο, το MOD IN θα πρέπει να συνδεθεί σε μια παροχή ρεύματος ή να τερματιστεί σωστά.
ΑΡΓΗ ΕΞΟΔΟΣ Έξοδος σήματος αργού ελέγχου, 0 V έως 2.5 V. Συνήθως συνδέεται σε πιεζοηλεκτρικό οδηγό ή άλλο αργό ενεργοποιητή.
ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΞΟΔΟΣ Έξοδος σήματος γρήγορου ελέγχου, ±2 V. Κανονικά συνδέεται σε ρεύμα έγχυσης διόδου, ακουστικό ή ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή ή άλλο γρήγορο ενεργοποιητή.
ΟΘΟΝΗ 1, 2 Επιλεγμένη έξοδος σήματος για παρακολούθηση.
TRIG Χαμηλή έως υψηλή έξοδος TTL στο κέντρο σάρωσης, 1M.
Έλεγχος σάρωσης/κλειδώματος TTL LOCK IN. Στερεοφωνική υποδοχή 3.5 mm, αριστερά/δεξιά (ακίδες 2, 3) για αργό/γρήγορο κλείδωμα. Η χαμηλή (γείωση) είναι ενεργή (ενεργοποίηση κλειδώματος). Ο διακόπτης σάρωσης/κλειδώματος στην πρόσοψη πρέπει να είναι στη θέση SCAN για να ενεργοποιηθεί το LOCK IN. Το καλώδιο Digikey CP-2207-ND παρέχει ένα βύσμα 3.5 mm με άκρα καλωδίων. κόκκινο για αργό κλείδωμα, λεπτό μαύρο για γρήγορο κλείδωμα και παχύ μαύρο για γείωση.
321
1 Γείωση 2 Γρήγορο κλείδωμα 3 Αργό κλείδωμα
Σχήμα 2.2: Ακροδέκτης στερεοφωνικού συνδέσμου 3.5 mm για έλεγχο σάρωσης/κλειδώματος TTL.
2.3 Εσωτερικοί διακόπτες DIP
11
2.3 Εσωτερικοί διακόπτες DIP
Υπάρχουν αρκετοί εσωτερικοί διακόπτες DIP που παρέχουν πρόσθετες επιλογές, όλοι ρυθμισμένοι στο OFF από προεπιλογή.
ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ Υπάρχει πιθανότητα έκθεσης σε υψηλές δόσειςtagμέσα στο FSC, ειδικά γύρω από το τροφοδοτικό.
ΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟ
1 Γρήγορο κέρδος
Κουμπί μπροστινού πάνελ
2 Αργή ανάδραση Μονός ολοκληρωτής
3 Μεροληψία
Ramp μόνο για να επιβραδύνει
4 Εξωτερικό MOD απενεργοποιημένο
5 Μετατοπίσεις
Κανονικός
6 Σκούπισμα
Θετικός
7 Γρήγορη σύζευξη DC
8 Γρήγορη μετατόπιση
0
ON Εξωτερικό σήμα Διπλός ολοκληρωτής Ramp σε γρήγορη και αργή λειτουργία Ενεργοποιημένο Σταθερό στο μέσο Αρνητικό AC -1 V
DIP 1 Εάν είναι ενεργοποιημένο, το κέρδος του γρήγορου σερβοκινητήρα καθορίζεται από το δυναμικό που εφαρμόζεται στην υποδοχή GAIN IN του πίσω πάνελ αντί για το κουμπί FAST GAIN του μπροστινού πάνελ.
Ο DIP 2 Slow servo είναι ένας ενιαίος (OFF) ή διπλός (ON) ολοκληρωτής. Θα πρέπει να είναι OFF εάν χρησιμοποιείται η λειτουργία αργού και γρήγορου σερβο "nested".
DIP 3 Εάν είναι ενεργοποιημένο, δημιουργεί ένα ρεύμα πόλωσης ανάλογο με την αργή έξοδο του σερβοκινητήρα για την αποφυγή μεταβολών λειτουργίας. Ενεργοποιήστε το μόνο εάν δεν παρέχεται ήδη από τον ελεγκτή λέιζερ. Θα πρέπει να είναι απενεργοποιημένο όταν το FSC χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ένα DLC MOGLabs.
DIP 4 Εάν είναι ενεργοποιημένο, ενεργοποιεί την εξωτερική διαμόρφωση μέσω της υποδοχής MOD IN στο πίσω πλαίσιο. Η διαμόρφωση προστίθεται απευθείας στο FAST OUT. Όταν είναι ενεργοποιημένη αλλά δεν χρησιμοποιείται, η είσοδος MOD IN πρέπει να τερματιστεί για να αποτραπεί ανεπιθύμητη συμπεριφορά.
DIP 5 Εάν είναι ενεργοποιημένο, απενεργοποιεί το κουμπί μετατόπισης του μπροστινού πίνακα και διορθώνει την μετατόπιση στο μέσο. Χρήσιμο σε λειτουργία εξωτερικής σάρωσης, για την αποφυγή τυχαίας
12
Κεφάλαιο 2. Συνδέσεις και χειριστήρια
αλλαγή της συχνότητας λέιζερ πατώντας το κουμπί μετατόπισης.
DIP 6 Αντιστρέφει την κατεύθυνση της σάρωσης.
DIP 7 Γρήγορο AC. Κανονικά θα πρέπει να είναι ON, έτσι ώστε το σήμα γρήγορου σφάλματος να είναι AC συνδεδεμένο με τους σερβοκινητήρες ανάδρασης, με σταθερά χρόνου 40 ms (25 Hz).
DIP 8 Εάν είναι ενεργοποιημένο, προστίθεται μετατόπιση -1 V στην γρήγορη έξοδο. Το DIP8 θα πρέπει να είναι απενεργοποιημένο όταν το FSC χρησιμοποιείται με λέιζερ MOGLabs.
Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
Το FSC διαθέτει δύο παράλληλα κανάλια ανάδρασης που μπορούν να οδηγήσουν δύο ενεργοποιητές ταυτόχρονα: έναν «αργό» ενεργοποιητή, που συνήθως χρησιμοποιείται για να αλλάξει τη συχνότητα του λέιζερ σε μεγάλο βαθμό σε αργές χρονικές κλίμακες, και έναν δεύτερο «γρήγορο» ενεργοποιητή. Το FSC παρέχει ακριβή έλεγχο κάθε s.tage του βρόχου σερβοκινητήρα, καθώς και μια σάρωση (ramp) γεννήτρια και βολική παρακολούθηση σήματος.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
+
AC
Μετατόπιση σφάλματος
DC
ΕΝΑ ΕΙΣ
A
0v
+
B
Β ΕΙΣΟΔΟΣ
0v +
VREF
0v
CHB
ΓΡΗΓΟΡΗ ΣΗΜΑΝΣΗ Γρήγορο μπλοκ AC [7] DC
ΣΗΜΑ ΑΡΓΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ & ΣΑΡΩΣΗ
ΤΙΜΗ
Ramp
ΕΣΩ/ΕΞΩΤ
Κλίση [6] Σάρωση προς τα μέσα
ΣΠΙΘΑΜΗ
0v
+
ΟΦΣΕΤ
MOD IN
0v
Τροποποίηση [4]
0v
Σταθερή μετατόπιση [5]
0v
ΚΟΜΨΟΣ
0v 0v
+
ΠΡΟΚΑΤΑΛΗΨΗ
0v 0v
Προκατάληψη [3]
ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΓΡΗΓΟΡΟ) ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΑΡΓΟ) ΓΡΗΓΟΡΟ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ ΑΡΓΟ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ
Σάρωση LF
ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΞΟΔΟΣ +
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΕΡΒΟ
ΚΕΡΔΟΣ ΣΕ ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
Εξωτερικό κέρδος [1] P
+
I
+
0v
ΕΝΘΕΤΟ
ΓΡΗΓΟΡΑ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΓΡΗΓΟΡΑ)
D
0v
ΑΡΓΟ ΣΕΡΒΟ
Αργό σφάλμα Κέρδος ΑΡΓΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
#1
Σάρωση LF
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
+
#2
0v
Διπλός ολοκληρωτής [2]
ΑΡΓΑ ΕΞΟΔΟΣ
Σχήμα 3.1: Σχηματική αναπαράσταση του MOGLabs FSC. Οι πράσινες ετικέτες αναφέρονται στα χειριστήρια στον μπροστινό πίνακα και στις εισόδους στον πίσω πίνακα, οι καφέ είναι οι εσωτερικοί διακόπτες DIP και οι μωβ είναι οι έξοδοι στον πίσω πίνακα.
13
14
Κεφάλαιο 3. Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
3.1 Είσοδος stage
Η είσοδος stagΤο e του FSC (σχήμα 3.2) παράγει ένα σήμα σφάλματος ως VERR = VA – VB – VOFFSET. Το VA λαμβάνεται από τον σύνδεσμο SMA "A IN" και το VB ορίζεται χρησιμοποιώντας τον διακόπτη επιλογής CHB, ο οποίος επιλέγει μεταξύ του συνδέσμου SMA "B IN", VB = 0 ή VB = VREF όπως ορίζεται από το παρακείμενο trimpot.
Ο ελεγκτής ενεργεί για να σερβομηχανίσει το σήμα σφάλματος προς το μηδέν, το οποίο ορίζει το σημείο κλειδώματος. Ορισμένες εφαρμογές ενδέχεται να επωφεληθούν από μικρές προσαρμογές στο επίπεδο DC για να ρυθμίσουν αυτό το σημείο κλειδώματος, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με το κουμπί 10 στροφών ERR OFFSET για μετατόπιση έως ±0 1 V, υπό την προϋπόθεση ότι ο επιλογέας INPUT έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία "offset" (). Μεγαλύτερες μετατοπίσεις μπορούν να επιτευχθούν με το trimpot REF.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
+ Κλιματιστικό
Μετατόπιση σφάλματος
DC
ΕΝΑ ΕΙΣ
A
0v
+
B
Β ΕΙΣΟΔΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΗΜΑ Γρήγορο AC [7] FE ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΦΑΛΜΑ
Μπλοκ DC
Γρήγορο σφάλμα
0v +
VREF
0v
CHB
ΣΗΜΑ ΑΡΓΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ
Αργό σφάλμα SE SLOW ERR
Σχήμα 3.2: Σχηματική αναπαράσταση των εισόδων FSC stagε που δείχνει τα χειριστήρια σύζευξης, μετατόπισης και πολικότητας. Τα εξάγωνα είναι παρακολουθούμενα σήματα που είναι διαθέσιμα μέσω των διακοπτών επιλογής οθόνης στο μπροστινό πάνελ.
3.2 Αργός βρόχος σερβοκινητήρα
Το Σχήμα 3.3 δείχνει τη διαμόρφωση αργής ανάδρασης του FSC. Ένα μεταβλητό κέρδος stagΤο e ελέγχεται με το κουμπί SLOW GAIN στο μπροστινό πάνελ. Η λειτουργία του ελεγκτή είναι είτε μονού είτε διπλού ολοκληρωτή.
3.2 Αργός βρόχος σερβοκινητήρα
15
ανάλογα με το αν είναι ενεργοποιημένο το DIP2. Η σταθερά χρόνου αργού ολοκληρωτή ελέγχεται από το κουμπί SLOW INT στο μπροστινό πάνελ, το οποίο επισημαίνεται με βάση τη συσχετισμένη συχνότητα γωνίας.
ΑΡΓΟ ΣΕΡΒΟ
Αργό σφάλμα Κέρδος ΑΡΓΟ ΚΕΡΔΟΣ
Ολοκληρωτές
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
#1
Σάρωση LF
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
+
#2
0v
Διπλός ολοκληρωτής [2]
ΑΡΓΑ ΕΞΟΔΟΣ
Χαμηλή ταχύτητα (LF SLOW)
Σχήμα 3.3: Σχηματική αναπαράσταση του σερβοκινητήρα αργής ανάδρασης I/I2. Τα εξάγωνα είναι παρακολουθούμενα σήματα που είναι διαθέσιμα μέσω των διακοπτών επιλογής στον μπροστινό πίνακα.
Με έναν μόνο ολοκληρωτή, το κέρδος αυξάνεται με χαμηλότερη συχνότητα Fourier, με κλίση 20 dB ανά δεκαετία. Η προσθήκη ενός δεύτερου ολοκληρωτή αυξάνει την κλίση στα 40 dB ανά δεκαετία, μειώνοντας τη μακροπρόθεσμη απόκλιση μεταξύ των πραγματικών και των σημείων ρύθμισης συχνοτήτων. Η υπερβολική αύξηση του κέρδους έχει ως αποτέλεσμα ταλάντωση καθώς ο ελεγκτής «υπεραντιδρά» στις αλλαγές στο σήμα σφάλματος. Για αυτόν τον λόγο, είναι μερικές φορές ωφέλιμο να περιορίζεται το κέρδος του βρόχου ελέγχου σε χαμηλές συχνότητες, όπου μια μεγάλη απόκριση μπορεί να προκαλέσει ένα άλμα λειτουργίας λέιζερ.
Ο αργός σερβοκινητήρας παρέχει μεγάλη εμβέλεια για να αντισταθμίσει τις μακροπρόθεσμες μετατοπίσεις και τις ακουστικές διαταραχές, ενώ ο γρήγορος ενεργοποιητής έχει μικρή εμβέλεια αλλά υψηλό εύρος ζώνης για να αντισταθμίσει τις γρήγορες διαταραχές. Η χρήση ενός διπλού ολοκληρωτή διασφαλίζει ότι ο αργός σερβοκινητήρα έχει την κυρίαρχη απόκριση σε χαμηλή συχνότητα.
Για εφαρμογές που δεν περιλαμβάνουν ξεχωριστό ενεργοποιητή αργής λειτουργίας, το σήμα ελέγχου αργής λειτουργίας (μονό ή διπλό ολοκληρωμένο σφάλμα) μπορεί να προστεθεί στο γρήγορο, ορίζοντας τον διακόπτη SLOW σε "NESTED". Σε αυτήν τη λειτουργία, συνιστάται η απενεργοποίηση του διπλού ολοκληρωτή στο κανάλι αργής λειτουργίας με το DIP2 για την αποφυγή τριπλής ολοκλήρωσης.
16
Κεφάλαιο 3. Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
3.2.1 Μέτρηση της αργής απόκρισης του σερβοκινητήρα
Ο βρόχος αργού σερβομηχανισμού έχει σχεδιαστεί για αντιστάθμιση αργής απόκλισης. Για να παρατηρήσετε την απόκριση του βρόχου αργού σερβομηχανισμού:
1. Ρυθμίστε την ΟΘΟΝΗ 1 σε SLOW ERR και συνδέστε την έξοδο σε έναν παλμογράφο.
2. Ρυθμίστε την ΟΘΟΝΗ 2 σε ΑΡΓΗ και συνδέστε την έξοδο σε έναν παλμογράφο.
3. Ρυθμίστε την ΕΙΣΟΔΟ σε (λειτουργία μετατόπισης) και την CHB σε 0.
4. Ρυθμίστε το κουμπί ERR OFFSET μέχρι η στάθμη DC που εμφανίζεται στην οθόνη SLOW ERR να πλησιάσει το μηδέν.
5. Ρυθμίστε το κουμπί FREQ OFFSET μέχρι η στάθμη DC που εμφανίζεται στην οθόνη SLOW να πλησιάσει στο μηδέν.
6. Ρυθμίστε τα βολτ ανά υποδιαίρεση στον παλμογράφο στα 10mV ανά υποδιαίρεση και για τα δύο κανάλια.
7. Ενεργοποιήστε τον βρόχο αργού σερβοκινητήρα ρυθμίζοντας τη λειτουργία SLOW σε LOCK.
8. Ρυθμίστε αργά το κουμπί ERR OFFSET έτσι ώστε η στάθμη DC που εμφανίζεται στην οθόνη SLOW ERR να κινείται πάνω και κάτω από το μηδέν κατά 10 mV.
9. Καθώς το ενσωματωμένο σήμα σφάλματος αλλάζει πρόσημο, θα παρατηρήσετε μια αργή αλλαγή στην έξοδο κατά 250 mV.
Σημειώστε ότι ο χρόνος απόκρισης για να μετατοπιστεί ο αργός σερβοκινητήρας στο όριό του εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως το αργό κέρδος, τη σταθερά χρόνου του αργού ολοκληρωτή, την μονή ή διπλή ολοκλήρωση και το μέγεθος του σήματος σφάλματος.
3.2 Αργός βρόχος σερβοκινητήρα
17
3.2.2 Αργή ένταση εξόδουtage swing (μόνο για τις σειρές FSC A04… και παλαιότερες)
Η έξοδος του βρόχου αργού σερβοελέγχου έχει διαμορφωθεί για εύρος από 0 έως 2.5 V για συμβατότητα με ένα DLC MOGLabs. Η είσοδος πιεζοηλεκτρικού ελέγχου DLC SWEEP έχει τάσηtagκέρδος 48 έτσι ώστε η μέγιστη είσοδος των 2.5 V να έχει ως αποτέλεσμα 120 V στο πιεζοηλεκτρικό. Όταν εμπλακεί ο αργός βρόχος σερβοκινητήρα, η αργή έξοδος θα ταλαντεύεται μόνο κατά ±25 mV σε σχέση με την τιμή της πριν από την εμπλοκή. Αυτός ο περιορισμός είναι σκόπιμος, για να αποφευχθούν οι μεταπτώσεις λειτουργίας λέιζερ. Όταν η αργή έξοδος του FSC χρησιμοποιείται με ένα MOGLabs DLC, μια ταλάντωση 50 mV στην έξοδο του αργού καναλιού του FSC αντιστοιχεί σε μια ταλάντωση 2.4 V στην πιεζοηλεκτρική ένταση.tage, το οποίο αντιστοιχεί σε μια αλλαγή στη συχνότητα του λέιζερ περίπου 0.5 έως 1 GHz, συγκρίσιμη με το ελεύθερο φασματικό εύρος μιας τυπικής κοιλότητας αναφοράς.
Για χρήση με διαφορετικούς ελεγκτές λέιζερ, μπορεί να ενεργοποιηθεί μια μεγαλύτερη αλλαγή στην κλειδωμένη αργή έξοδο του FSC μέσω μιας απλής αλλαγής αντίστασης. Το κέρδος στην έξοδο του βρόχου αργής ανάδρασης ορίζεται από την R82/R87, την αναλογία των αντιστάσεων R82 (500 k) και R87 (100 k). Για να αυξήσετε την αργή έξοδο, αυξήστε την R82/R87, κάτι που επιτυγχάνεται πιο εύκολα μειώνοντας την R87 συνδέοντας παράλληλα μια άλλη αντίσταση (συσκευασία SMD, μέγεθος 0402). Για παράδειγμαampΔηλαδή, η προσθήκη μιας αντίστασης 30 k παράλληλα με την υπάρχουσα αντίσταση 100 k θα έδινε μια αποτελεσματική αντίσταση 23 k παρέχοντας αύξηση στην αργή ταλάντωση εξόδου από ±25 mV σε ±125 mV. Το Σχήμα 3.4 δείχνει τη διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος FSC γύρω από το opamp U16.
R329
U16
C36
C362 R85 R331 C44 R87
C71
C35
R81 R82
Σχήμα 3.4: Η διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος FSC γύρω από το τελικό αργό κέρδοςamp U16, με αντιστάσεις ρύθμισης κέρδους R82 και R87 (κυκλωμένες)· μέγεθος 0402.
18
Κεφάλαιο 3. Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
3.3 Γρήγορος βρόχος σερβοκινητήρα
Ο σερβομετατροπέας γρήγορης ανάδρασης (σχήμα 3.5) είναι ένας βρόχος PID που παρέχει ακριβή έλεγχο σε κάθε ένα από τα αναλογικά (P), ολοκληρωτικά (I) και διαφορικά (D) στοιχεία ανάδρασης, καθώς και στο συνολικό κέρδος ολόκληρου του συστήματος. Η γρήγορη έξοδος του FSC μπορεί να κυμαίνεται από -2.5 V έως 2.5 V, τα οποία, όταν διαμορφώνονται με ένα λέιζερ διόδου εξωτερικής κοιλότητας MOGLabs, μπορούν να παρέχουν ένα ρεύμα ταλάντωσης ±2.5 mA.
ΓΡΗΓΟΡΟ ΣΕΡΒΟ
ΚΕΡΔΟΣ
Εξωτερικό κέρδος [1]
ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
Γρήγορο σφάλμα
Αργός έλεγχος
0v
+ ΕΝΘΕΤΟ
ΓΡΗΓΟΡΑ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΓΡΗΓΟΡΑ)
πι
D
0v
+
Γρήγορος έλεγχος
Σχήμα 3.5: Σχηματική αναπαράσταση του ελεγκτή PID σερβοκινητήρα γρήγορης ανάδρασης.
Το Σχήμα 3.6 δείχνει ένα εννοιολογικό διάγραμμα της δράσης τόσο των γρήγορων όσο και των αργών βρόχων σερβο. Στις χαμηλές συχνότητες, κυριαρχεί ο βρόχος γρήγορου ολοκληρωτή (I). Για να αποφευχθεί η υπερβολική αντίδραση του βρόχου γρήγορου σερβο σε εξωτερικές διαταραχές χαμηλής συχνότητας (ακουστικές), εφαρμόζεται ένα όριο κέρδους χαμηλής συχνότητας που ελέγχεται από το κουμπί GAIN LIMIT.
Στις μεσαίες συχνότητες (10 kHz 1 MHz) κυριαρχεί η αναλογική (P) ανάδραση. Η γωνιακή συχνότητα κέρδους μονάδας στην οποία η αναλογική ανάδραση υπερβαίνει την ολοκληρωμένη απόκριση ελέγχεται από το κουμπί FAST INT. Το συνολικό κέρδος του βρόχου P ρυθμίζεται από το τριμποτ FAST GAIN ή μέσω εξωτερικού σήματος ελέγχου μέσω της υποδοχής GAIN IN στο πίσω πλαίσιο.
3.3 Γρήγορος βρόχος σερβοκινητήρα
19
60
Κέρδος (dB)
Διπλός ολοκληρωτής υψηλής συχνότητας αποκοπής
ΓΡΗΓΟΡΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΚΕΡΔΟΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗΣ (όριο)
40
20
Ολοκληρωτής
0
ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΝΟ LF (όριο)
Ολοκληρωτής
Αναλογικά
Διαφοροποιητής
Φίλτρο
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
20101
102
103
104
105
106
107
108
Συχνότητα Φουριέ [Hz]
Σχήμα 3.6: Εννοιολογικό διάγραμμα Bode που δείχνει τη δράση των γρήγορων (κόκκινων) και αργών (μπλε) ελεγκτών. Ο αργός ελεγκτής είναι είτε ένας μονός είτε ένας διπλός ολοκληρωτής με ρυθμιζόμενη γωνιακή συχνότητα. Ο γρήγορος ελεγκτής είναι ένας αντισταθμιστής PID με ρυθμιζόμενες γωνιακές συχνότητες και όρια κέρδους στις χαμηλές και υψηλές συχνότητες. Προαιρετικά, ο διαφοριστής μπορεί να απενεργοποιηθεί και να αντικατασταθεί με ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης.
Οι υψηλές συχνότητες (1 MHz) συνήθως απαιτούν την κυριαρχία του βρόχου διαφοριστή για βελτιωμένο κλείδωμα. Ο διαφοριστής παρέχει αντιστάθμιση phaselead για τον πεπερασμένο χρόνο απόκρισης του συστήματος και έχει κέρδος που αυξάνεται κατά 20 dB ανά δεκαετία. Η γωνιακή συχνότητα του διαφορικού βρόχου μπορεί να ρυθμιστεί μέσω του κουμπιού FAST DIFF/FILTER για να ελέγχεται η συχνότητα στην οποία κυριαρχεί η διαφορική ανάδραση. Εάν το FAST DIFF/FILTER έχει ρυθμιστεί σε OFF, τότε ο διαφορικός βρόχος απενεργοποιείται και η ανάδραση παραμένει αναλογική στις υψηλότερες συχνότητες. Για την αποφυγή ταλάντωσης και τον περιορισμό της επίδρασης του θορύβου υψηλής συχνότητας όταν ενεργοποιείται ο βρόχος διαφορικής ανάδρασης, υπάρχει ένα ρυθμιζόμενο όριο κέρδους, DIFF GAIN, που περιορίζει τον διαφοριστή στις υψηλές συχνότητες.
Συχνά δεν απαιτείται διαφοροποιητής και ο αντισταθμιστής μπορεί αντ' αυτού να επωφεληθεί από το φιλτράρισμα χαμηλής διέλευσης της γρήγορης απόκρισης του σερβοκινητήρα για περαιτέρω μείωση της επίδρασης του θορύβου. Περιστρέψτε το FAST DIFF/FILTER
20
Κεφάλαιο 3. Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
Γυρίστε το κουμπί αριστερόστροφα από τη θέση OFF για να ρυθμίσετε τη συχνότητα κύλισης για τη λειτουργία φιλτραρίσματος.
Ο γρήγορος σερβοκινητήρας έχει τρεις λειτουργίες: SCAN, SCAN+P και LOCK. Όταν έχει οριστεί σε SCAN, η ανάδραση απενεργοποιείται και μόνο η πόλωση εφαρμόζεται στην γρήγορη έξοδο. Όταν έχει οριστεί σε SCAN+P, εφαρμόζεται αναλογική ανάδραση, η οποία επιτρέπει τον προσδιορισμό του προσήμου και του κέρδους του γρήγορου σερβοκινητήρα ενώ η συχνότητα λέιζερ εξακολουθεί να σαρώνει, απλοποιώντας τη διαδικασία κλειδώματος και συντονισμού (βλ. §4.2). Στη λειτουργία LOCK, η σάρωση διακόπτεται και ενεργοποιείται η πλήρης ανάδραση PID.
3.3.1 Μέτρηση της γρήγορης απόκρισης του σερβοκινητήρα
Οι ακόλουθες δύο ενότητες περιγράφουν τη μέτρηση της αναλογικής και διαφορικής ανάδρασης σε αλλαγές στο σήμα σφάλματος. Χρησιμοποιήστε μια γεννήτρια συναρτήσεων για να προσομοιώσετε ένα σήμα σφάλματος και έναν παλμογράφο για να μετρήσετε την απόκριση.
1. Συνδέστε τις ΟΘΟΝΕΣ 1, 2 σε έναν παλμογράφο και ρυθμίστε τους επιλογείς σε FAST ERR και FAST.
2. Ρυθμίστε την ΕΙΣΟΔΟ σε (λειτουργία μετατόπισης) και την CHB σε 0.
3. Συνδέστε τη γεννήτρια λειτουργιών στην είσοδο CHA.
4. Ρυθμίστε τη γεννήτρια συναρτήσεων ώστε να παράγει ένα ημιτονοειδές κύμα 100 Hz με συχνότητα 20 mV από κορυφή σε κορυφή.
5. Ρυθμίστε το κουμπί ERR OFFSET έτσι ώστε το ημιτονοειδές σήμα σφάλματος, όπως φαίνεται στην οθόνη FAST ERR, να είναι κεντραρισμένο γύρω από το μηδέν.
3.3.2 Μέτρηση της αναλογικής απόκρισης · Μειώστε το εύρος στο μηδέν περιστρέφοντας το κουμπί SPAN πλήρως αριστερόστροφα.
· Ορίστε το FAST σε SCAN+P για να ενεργοποιήσετε τον αναλογικό βρόχο ανάδρασης.
3.3 Γρήγορος βρόχος σερβοκινητήρα
21
· Στον παλμογράφο, η έξοδος FAST του FSC θα πρέπει να δείχνει ημιτονοειδές κύμα 100 Hz.
· Ρυθμίστε το κουμπί FAST GAIN για να μεταβάλλετε το αναλογικό κέρδος του γρήγορου σερβοκινητήρα μέχρι η έξοδος να είναι η ίδια ampη φωτεινότητα ως είσοδος.
· Για να μετρήσετε την αναλογική απόκριση συχνότητας ανάδρασης, ρυθμίστε τη συχνότητα της γεννήτριας συναρτήσεων και παρακολουθήστε την ampη ένταση της απόκρισης εξόδου FAST. Για παράδειγμαampδηλαδή, αυξήστε τη συχνότητα μέχρι το ampΗ φωτεινότητα μειώνεται στο μισό, για να βρεθεί η συχνότητα κέρδους -3 dB.
3.3.3 Μέτρηση της διαφορικής απόκρισης
1. Ρυθμίστε το FAST INT σε OFF για να απενεργοποιήσετε τον βρόχο ολοκληρωτή.
2. Ρυθμίστε το FAST GAIN στη μονάδα χρησιμοποιώντας τα βήματα που περιγράφονται στην παραπάνω ενότητα.
3. Ρυθμίστε το DIFF GAIN σε 0 dB.
4. Ρυθμίστε το FAST DIFF/FILTER στα 100 kHz.
5. Σαρώστε τη συχνότητα της γεννήτριας συναρτήσεων από 100 kHz σε 3 MHz και παρακολουθήστε την έξοδο FAST.
6. Καθώς σαρώνετε τη συχνότητα του σήματος σφάλματος, θα πρέπει να δείτε κέρδος μονάδας σε όλες τις συχνότητες.
7. Ρυθμίστε το DIFF GAIN σε 24 dB.
8. Τώρα, καθώς σαρώνετε τη συχνότητα του σήματος σφάλματος, θα πρέπει να παρατηρήσετε μια αύξηση της κλίσης κατά 20 dB ανά δεκαετία μετά τα 100 kHz, η οποία θα αρχίσει να μειώνεται στα 1 MHz, δείχνοντας την επιχειρησιακήamp περιορισμοί εύρους ζώνης.
Το κέρδος της γρήγορης εξόδου μπορεί να τροποποιηθεί αλλάζοντας τις τιμές των αντιστάσεων, αλλά το κύκλωμα είναι πιο περίπλοκο από ό,τι για την αργή ανάδραση (§3.2.2). Επικοινωνήστε με την MOGLabs για περισσότερες πληροφορίες, εάν απαιτείται.
22
Κεφάλαιο 3. Βρόχοι ελέγχου ανατροφοδότησης
3.4 Διαμόρφωση και σάρωση
Η σάρωση με λέιζερ ελέγχεται είτε από μια εσωτερική γεννήτρια σάρωσης είτε από ένα εξωτερικό σήμα σάρωσης. Η εσωτερική σάρωση είναι ένα πριονωτό σήμα με μεταβλητή περίοδο, όπως ορίζεται από έναν εσωτερικό διακόπτη εύρους τεσσάρων θέσεων (Εφαρμογή C), και ένα μονοστροφικό διακόπτη RATE στον μπροστινό πίνακα.
Οι γρήγοροι και αργοί βρόχοι σερβοκινητήρα μπορούν να ενεργοποιηθούν ξεχωριστά μέσω σημάτων TTL στους διακόπτες του μπροστινού πίνακα που σχετίζονται με το πίσω πλαίσιο. Η ρύθμιση οποιουδήποτε βρόχου σε LOCK διακόπτει τη σάρωση και ενεργοποιεί τη σταθεροποίηση.
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ & ΣΑΡΩΣΗ
ΕΣΩ/ΕΞΩΤ
ΚΟΜΨΟΣ
ΤΙΜΗ
Ramp
Κλίση [6] Σάρωση προς τα μέσα
ΣΠΙΘΑΜΗ
0v
+
ΟΦΣΕΤ
0v
0v
Σταθερή μετατόπιση [5]
Γρήγορος έλεγχος MOD IN
Τροποποίηση [4]
0v
0v 0v
+
ΠΡΟΚΑΤΑΛΗΨΗ
0v 0v
Προκατάληψη [3]
ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΓΡΗΓΟΡΑ)
ΚΛΕΙΔΩΜΑ (ΑΡΓΟ)
ΓΡΗΓΟΡΟ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ ΑΡΓΟ = ΚΛΕΙΔΩΜΑ
RAMP RA
Σάρωση LF
Προκατάληψη BS
ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΞΟΔΟΣ +
Γρήγορο Υψηλής Πίεσης
Σχήμα 3.7: Σάρωση, εξωτερική διαμόρφωση και πόλωση ρεύματος προς τα εμπρός.
Το ramp μπορεί επίσης να προστεθεί στην γρήγορη έξοδο ενεργοποιώντας το DIP3 και ρυθμίζοντας το trimpot BIAS, αλλά πολλοί ελεγκτές λέιζερ (όπως το MOGLabs DLC) θα δημιουργήσουν το απαραίτητο ρεύμα πόλωσης με βάση το αργό σήμα σερβο, οπότε δεν είναι απαραίτητο να το δημιουργήσετε και εντός του FSC.
4. Εφαρμογή π.χample: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
Μια τυπική εφαρμογή του FSC είναι η σύνδεση ενός λέιζερ με συχνότητα σε μια οπτική κοιλότητα χρησιμοποιώντας την τεχνική PDH (εικ. 4.1). Η κοιλότητα λειτουργεί ως διακριτικής συχνότητας και το FSC διατηρεί το λέιζερ σε συντονισμό με την κοιλότητα ελέγχοντας το πιεζοηλεκτρικό λέιζερ και το ρεύμα μέσω των εξόδων SLOW και FAST αντίστοιχα, μειώνοντας το πλάτος γραμμής του λέιζερ. Διατίθεται ξεχωριστή σημείωση εφαρμογής (AN002) που παρέχει λεπτομερείς πρακτικές συμβουλές για την εφαρμογή μιας συσκευής PDH.
Παλμοσκόπιο
ΚΟΜΨΟΣ
CH1
CH2
Λέιζερ
Τρέχουσα τροποποίηση Piezo SMA
ΕΟΜ
PBS
PD
Ελεγκτής DLC
PZT MOD
AC
LPF κοιλότητας
ΟΘΟΝΗ 2 ΟΘΟΝΗ 1 ΚΛΕΙΔΩΜΑ
ΣΑΡΩΣΗ ΕΙΣΟΔΟΥ ΚΕΡΔΟΣ ΕΙΣΟΔΟΥ
Β ΕΙΣΟΔΟΣ
ΕΝΑ ΕΙΣ
Σειράς:
ΚΟΜΨΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΞΟΔΟΣ ΑΡΓΗ ΕΞΟΔΟΣ MOD ΕΙΣΟΔΟΣ
ΙΣΧΥΣ Β ΙΣΧΥΣ Α
Σχήμα 4.1: Απλοποιημένο σχηματικό για το κλείδωμα κοιλότητας PDH χρησιμοποιώντας το FSC. Ένας ηλεκτροοπτικός διαμορφωτής (EOM) παράγει πλευρικές ζώνες, οι οποίες αλληλεπιδρούν με την κοιλότητα, δημιουργώντας ανακλάσεις που μετρώνται στον φωτοανιχνευτή (PD). Η αποδιαμόρφωση του σήματος του φωτοανιχνευτή παράγει ένα σήμα σφάλματος PDH.
Μια ποικιλία άλλων μεθόδων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σημάτων σφάλματος, τα οποία δεν θα συζητηθούν εδώ. Το υπόλοιπο αυτού του κεφαλαίου περιγράφει πώς να επιτύχετε ένα κλείδωμα αφού δημιουργηθεί ένα σήμα σφάλματος.
23
24
Κεφάλαιο 4. Εφαρμογή example: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
4.1 Διαμόρφωση λέιζερ και ελεγκτή
Το FSC είναι συμβατό με μια ποικιλία λέιζερ και ελεγκτών, υπό την προϋπόθεση ότι έχουν διαμορφωθεί σωστά για την επιθυμητή λειτουργία. Κατά την οδήγηση ενός ECDL (όπως τα λέιζερ MOGLabs CEL ή LDL), οι απαιτήσεις για το λέιζερ και τον ελεγκτή είναι οι εξής:
· Διαμόρφωση υψηλού εύρους ζώνης απευθείας στην κεφαλή του λέιζερ ή στον διαμορφωτή φάσης εντός της κοιλότητας.
· High-voltagπιεζοηλεκτρικός έλεγχος από εξωτερικό σήμα ελέγχου.
· Παραγωγή εμπρόσθιας τροφοδοσίας («ρεύμα πόλωσης») για λέιζερ που απαιτούν πόλωση 1 mA σε όλο το εύρος σάρωσης. Το FSC είναι ικανό να παράγει εσωτερικά ρεύμα πόλωσης, αλλά το εύρος μπορεί να περιορίζεται από τα ηλεκτρονικά της κεφαλής του πλακέτας ή τον κορεσμό του διαμορφωτή φάσης, επομένως μπορεί να είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η πόλωση που παρέχεται από τον ελεγκτή λέιζερ.
Οι ελεγκτές λέιζερ και τα κεφαλάρια των κρεβατιών της MOGLabs μπορούν εύκολα να διαμορφωθούν για να επιτύχουν την απαιτούμενη συμπεριφορά, όπως εξηγείται παρακάτω.
4.1.1 Διαμόρφωση κεφαλαριού
Τα λέιζερ MOGLabs περιλαμβάνουν μια εσωτερική κεφαλή που διασυνδέει τα εξαρτήματα με τον ελεγκτή. Για τη λειτουργία με το FSC απαιτείται μια κεφαλή που περιλαμβάνει γρήγορη διαμόρφωση ρεύματος μέσω μιας υποδοχής SMA. Η κεφαλή πρέπει να συνδεθεί απευθείας στο FSC FAST OUT.
Η κεφαλή του πλακιδίου B1240 συνιστάται ανεπιφύλακτα για μέγιστο εύρος ζώνης διαμόρφωσης, αν και τα B1040 και B1047 είναι αποδεκτά υποκατάστατα για λέιζερ που δεν είναι συμβατά με το B1240. Η κεφαλή του πλακιδίου διαθέτει έναν αριθμό διακοπτών βραχυκύκλωσης που πρέπει να διαμορφωθούν για είσοδο DC coupled and buffered (BUF), όπου ισχύει.
4.2 Επίτευξη αρχικού κλειδώματος
25
4.1.2 Διαμόρφωση DLC
Παρόλο που το FSC μπορεί να ρυθμιστεί είτε για εσωτερική είτε για εξωτερική σάρωση, είναι σημαντικά απλούστερο να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία εσωτερικής σάρωσης και να ορίσετε το DLC ως δευτερεύουσα συσκευή ως εξής:
1. Συνδέστε το SLOW OUT με το SWEEP / PZT MOD στο DLC.
2. Ενεργοποιήστε το DIP9 (External sweep) στο DLC. Βεβαιωθείτε ότι οι επιλογές DIP13 και DIP14 είναι απενεργοποιημένες.
3. Απενεργοποιήστε το DIP3 (δημιουργία πόλωσης) του FSC. Το DLC δημιουργεί αυτόματα την τρέχουσα πόλωση προς τα εμπρός από την είσοδο σάρωσης, επομένως δεν είναι απαραίτητο να δημιουργήσετε πόλωση εντός του FSC.
4. Ρυθμίστε το SPAN στο DLC στο μέγιστο (πλήρως δεξιόστροφα).
5. Ορίστε τη ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ στο DLC στο μηδέν χρησιμοποιώντας την οθόνη LCD για να εμφανιστεί η Συχνότητα.
6. Βεβαιωθείτε ότι το SWEEP στο FSC είναι INT.
7. Ρυθμίστε το FREQ OFFSET στο μεσαίο εύρος και το SPAN στο πλήρες στο FSC και παρατηρήστε τη σάρωση λέιζερ.
8. Εάν η σάρωση είναι προς λάθος κατεύθυνση, αντιστρέψτε την DIP4 του FSC ή την DIP11 του DLC.
Είναι σημαντικό να μην ρυθμίζεται το κουμπί SPAN του DLC αφού ρυθμιστεί όπως παραπάνω, καθώς αυτό θα επηρεάσει τον βρόχο ανάδρασης και μπορεί να αποτρέψει το κλείδωμα του FSC. Τα χειριστήρια FSC θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της σάρωσης.
4.2 Επίτευξη αρχικού κλειδώματος
Τα χειριστήρια SPAN και OFFSET του FSC μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ρυθμίσετε το λέιζερ ώστε να σαρώνει κατά μήκος του επιθυμητού σημείου κλειδώματος (π.χ. συντονισμός κοιλότητας) και να κάνετε ζουμ σε μια μικρότερη σάρωση γύρω από τον συντονισμό. Τα ακόλουθα
26
Κεφάλαιο 4. Εφαρμογή example: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
Τα βήματα είναι ενδεικτικά της διαδικασίας που απαιτείται για την επίτευξη μιας σταθερής κλειδαριάς. Οι τιμές που αναφέρονται είναι ενδεικτικές και θα πρέπει να προσαρμοστούν για συγκεκριμένες εφαρμογές. Περαιτέρω συμβουλές σχετικά με τη βελτιστοποίηση της κλειδαριάς παρέχονται στην §4.3.
4.2.1 Κλείδωμα με γρήγορη ανάδραση
1. Συνδέστε το σήμα σφάλματος στην είσοδο A IN στο πίσω πλαίσιο.
2. Βεβαιωθείτε ότι το σήμα σφάλματος είναι της τάξης των 10 mVpp.
3. Ρυθμίστε την ΕΙΣΟΔΟ σε (λειτουργία μετατόπισης) και την CHB σε 0.
4. Ρυθμίστε την ΟΘΟΝΗ 1 σε FAST ERR και παρατηρήστε την σε έναν παλμογράφο. Ρυθμίστε το κουμπί ERR OFFSET μέχρι η εμφανιζόμενη στάθμη DC να γίνει μηδέν. Εάν δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε το κουμπί ERROR OFFSET για να ρυθμίσετε τη στάθμη DC του σήματος σφάλματος, ο διακόπτης INPUT μπορεί να ρυθμιστεί σε DC και το κουμπί ERROR OFFSET δεν θα έχει καμία επίδραση, αποτρέποντας την τυχαία ρύθμιση.
5. Μειώστε το FAST GAIN στο μηδέν.
6. Ορίστε τη ρύθμιση FAST σε SCAN+P, τη ρύθμιση SLOW σε SCAN και εντοπίστε τον συντονισμό χρησιμοποιώντας τα χειριστήρια σάρωσης.
7. Αυξήστε το FAST GAIN μέχρι να εμφανιστεί το σήμα σφάλματος να «επιμηκύνεται» όπως φαίνεται στο σχήμα 4.2. Εάν αυτό δεν παρατηρηθεί, αντιστρέψτε τον διακόπτη FAST SIGN και προσπαθήστε ξανά.
8. Ρυθμίστε το FAST DIFF σε OFF και το GAIN LIMIT σε 40. Μειώστε το FAST INT στα 100 kHz.
9. Ρυθμίστε τη λειτουργία FAST σε LOCK και ο ελεγκτής θα κλειδώσει στη μηδενική διέλευση του σήματος σφάλματος. Μπορεί να χρειαστεί να κάνετε μικρές προσαρμογές στη ρύθμιση FREQ OFFSET για να κλειδώσετε το λέιζερ.
10. Βελτιστοποιήστε το κλείδωμα ρυθμίζοντας τις παραμέτρους FAST GAIN και FAST INT, παρατηρώντας παράλληλα το σήμα σφάλματος. Μπορεί να χρειαστεί να ξανακλειδώσετε το σερβοκινητήρα μετά τη ρύθμιση του ολοκληρωτή.
4.2 Επίτευξη αρχικού κλειδώματος
27
Σχήμα 4.2: Η σάρωση του λέιζερ με ανάδραση μόνο P στην γρήγορη έξοδο κατά τη σάρωση της αργής εξόδου προκαλεί την επέκταση του σήματος σφάλματος (πορτοκαλί) όταν το πρόσημο και το κέρδος είναι σωστά (δεξιά). Σε μια εφαρμογή PDH, η μετάδοση κοιλότητας (μπλε) θα επεκταθεί επίσης.
11. Ορισμένες εφαρμογές ενδέχεται να ωφεληθούν από την αύξηση της FAST DIFF για τη βελτίωση της απόκρισης βρόχου, αλλά αυτό συνήθως δεν είναι απαραίτητο για την επίτευξη αρχικού κλειδώματος.
4.2.2 Κλείδωμα με αργή ανάδραση
Μόλις επιτευχθεί κλείδωμα με την γρήγορη αναλογική ανάδραση και την ανάδραση ολοκληρωτή, η αργή ανάδραση θα πρέπει στη συνέχεια να ενεργοποιηθεί για να ληφθούν υπόψη οι αργές μετατοπίσεις και η ευαισθησία σε ακουστικές διαταραχές χαμηλής συχνότητας.
1. Ρυθμίστε το SLOW GAIN στη μεσαία περιοχή και το SLOW INT στα 100 Hz.
2. Ρυθμίστε τη λειτουργία FAST σε SCAN+P για να ξεκλειδώσετε το λέιζερ και ρυθμίστε τις παραμέτρους SPAN και OFFSET ώστε να μπορείτε να δείτε τη μηδενική διέλευση.
3. Ρυθμίστε την ΟΘΟΝΗ 2 σε SLOW ERR και παρατηρήστε την σε έναν παλμογράφο. Ρυθμίστε το trimpot δίπλα στο ERR OFFSET για να μηδενίσετε το αργό σήμα σφάλματος. Η ρύθμιση αυτού του trimpot θα επηρεάσει μόνο το επίπεδο DC του αργού σήματος σφάλματος, όχι το γρήγορο σήμα σφάλματος.
4. Ασφαλίστε ξανά το λέιζερ ρυθμίζοντας τη λειτουργία FAST σε LOCK και κάντε τυχόν απαραίτητες μικρές προσαρμογές στη ρύθμιση FREQ OFFSET για να κλειδώσετε το λέιζερ.
28
Κεφάλαιο 4. Εφαρμογή example: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
5. Ρυθμίστε τη λειτουργία SLOW σε LOCK και παρατηρήστε το σήμα σφάλματος αργής λειτουργίας. Εάν κλειδώσει το σερβοκινητήρα αργής λειτουργίας, η στάθμη DC του σφάλματος αργής λειτουργίας ενδέχεται να αλλάξει. Εάν συμβεί αυτό, σημειώστε τη νέα τιμή του σήματος σφάλματος, ρυθμίστε το SLOW ξανά σε SCAN και χρησιμοποιήστε το trimpot μετατόπισης σφάλματος για να φέρετε το σήμα σφάλματος αργής λειτουργίας ξεκλειδώματος πιο κοντά στην τιμή κλειδώματος και δοκιμάστε να κλειδώσετε ξανά το κλείδωμα αργής λειτουργίας.
6. Επαναλάβετε το προηγούμενο βήμα του αργού κλειδώματος του λέιζερ, παρατηρώντας την αλλαγή DC στο αργό σφάλμα και ρυθμίζοντας το trimpot μετατόπισης σφάλματος μέχρι η ενεργοποίηση του αργού κλειδώματος να μην παράγει μετρήσιμη αλλαγή στην τιμή σήματος σφάλματος αργού κλειδώματος έναντι γρήγορου κλειδώματος.
Το trimpot μετατόπισης σφάλματος προσαρμόζεται για μικρές (mV) διαφορές στις μετατοπίσεις σήματος γρήγορης και αργής σφάλματος. Η ρύθμιση του trimpot διασφαλίζει ότι τόσο τα κυκλώματα αντιστάθμισης σφάλματος γρήγορης όσο και αργής κίνησης κλειδώνουν το λέιζερ στην ίδια συχνότητα.
7. Εάν το σερβοκινητήρα ξεκλειδώσει αμέσως μόλις ενεργοποιηθεί το αργό κλείδωμα, δοκιμάστε να αντιστρέψετε το ΣΗΜΑ ΑΡΓΟΤΗΤΑΣ.
8. Εάν το αργό σερβοκινητήρα εξακολουθεί να ξεκλειδώνει αμέσως, μειώστε το κέρδος αργής περιστροφής και προσπαθήστε ξανά.
9. Μόλις επιτευχθεί ένα σταθερό αργό κλείδωμα με το σωστό trimpot ERR OFFSET, ρυθμίστε το SLOW GAIN και το SLOW INT για βελτιωμένη σταθερότητα κλειδώματος.
4.3 Βελτιστοποίηση
Ο σκοπός του σερβοκινητήρα είναι να κλειδώσει το λέιζερ στη μηδενική διέλευση του σήματος σφάλματος, η οποία ιδανικά θα ήταν πανομοιότυπα μηδέν όταν κλειδωθεί. Ο θόρυβος στο σήμα σφάλματος είναι επομένως ένα μέτρο της ποιότητας του κλειδώματος. Η ανάλυση φάσματος του σήματος σφάλματος είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση και τη βελτιστοποίηση της ανάδρασης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν αναλυτές φάσματος RF, αλλά είναι συγκριτικά ακριβοί και έχουν περιορισμένο δυναμικό εύρος. Μια καλή κάρτα ήχου (24-bit 192 kHz, π.χ. Lynx L22)
4.3 Βελτιστοποίηση
29
Παρέχει ανάλυση θορύβου έως συχνότητα Fourier 96 kHz με δυναμικό εύρος 140 dB.
Ιδανικά, ο αναλυτής φάσματος θα χρησιμοποιούνταν με έναν ανεξάρτητο διαχωριστή συχνότητας που δεν είναι ευαίσθητος στις διακυμάνσεις ισχύος του λέιζερ [11]. Καλά αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν με την παρακολούθηση του σήματος σφάλματος εντός βρόχου, αλλά προτιμάται μια μέτρηση εκτός βρόχου, όπως η μέτρηση της μετάδοσης κοιλότητας σε μια εφαρμογή PDH. Για να αναλύσετε το σήμα σφάλματος, συνδέστε τον αναλυτή φάσματος σε μία από τις εξόδους MONITOR που έχουν ρυθμιστεί σε FAST ERR.
Το κλείδωμα υψηλού εύρους ζώνης συνήθως περιλαμβάνει πρώτα την επίτευξη ενός σταθερού κλειδώματος χρησιμοποιώντας μόνο τον γρήγορο σερβοκινητήρα και στη συνέχεια τη χρήση του αργού σερβοκινητήρα για τη βελτίωση της μακροπρόθεσμης σταθερότητας του κλειδώματος. Ο αργός σερβοκινητήρα απαιτείται για την αντιστάθμιση της θερμικής μετατόπισης και των ακουστικών διαταραχών, οι οποίες θα οδηγούσαν σε ένα άλμα τρόπου λειτουργίας εάν αντισταθμίζονταν μόνο με ρεύμα. Αντίθετα, απλές τεχνικές κλειδώματος, όπως η φασματοσκοπία κορεσμένης απορρόφησης, επιτυγχάνονται συνήθως μέσω της επίτευξης ενός σταθερού κλειδώματος πρώτα με τον αργό σερβοκινητήρα και στη συνέχεια της χρήσης του γρήγορου σερβοκινητήρα για την αντιστάθμιση μόνο των διακυμάνσεων υψηλότερης συχνότητας. Μπορεί να είναι ωφέλιμο να συμβουλευτείτε το διάγραμμα Bode (σχήμα 4.3) κατά την ερμηνεία του φάσματος σήματος σφάλματος.
Κατά τη βελτιστοποίηση του FSC, συνιστάται πρώτα να βελτιστοποιήσετε το γρήγορο σερβοκινητήρα μέσω ανάλυσης του σήματος σφάλματος (ή μετάδοσης μέσω της κοιλότητας) και στη συνέχεια το αργό σερβοκινητήρα για να μειώσετε την ευαισθησία σε εξωτερικές διαταραχές. Συγκεκριμένα, η λειτουργία SCAN+P παρέχει έναν βολικό τρόπο για να λάβετε το πρόσημο ανάδρασης και το κέρδος κατά προσέγγιση σωστά.
Σημειώστε ότι η επίτευξη του πιο σταθερού κλειδώματος συχνότητας απαιτεί προσεκτική βελτιστοποίηση πολλών πτυχών της συσκευής, όχι μόνο των παραμέτρων του FSC. Για παράδειγμαample, υπόλοιπο ampΗ διαμόρφωση φωτισμού (RAM) σε μια συσκευή PDH έχει ως αποτέλεσμα την απόκλιση του σήματος σφάλματος, την οποία ο σερβοκινητήρας δεν μπορεί να αντισταθμίσει. Ομοίως, ο κακός λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR) θα τροφοδοτήσει θόρυβο απευθείας στο λέιζερ.
Συγκεκριμένα, το υψηλό κέρδος των ολοκληρωτών σημαίνει ότι η κλειδαριά μπορεί να είναι ευαίσθητη σε βρόχους γείωσης στην αλυσίδα επεξεργασίας σήματος, και
30
Κεφάλαιο 4. Εφαρμογή example: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
Θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την εξάλειψη ή τον μετριασμό αυτών. Η γείωση του FSC θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά τόσο στον ελεγκτή λέιζερ όσο και σε οποιαδήποτε ηλεκτρονική μονάδα εμπλέκεται στη δημιουργία του σήματος σφάλματος.
Μία διαδικασία για τη βελτιστοποίηση του γρήγορου σερβοκινητήρα είναι να ρυθμίσετε το FAST DIFF σε OFF και να προσαρμόσετε τα FAST GAIN, FAST INT και GAIN LIMIT για να μειώσετε το επίπεδο θορύβου όσο το δυνατόν περισσότερο. Στη συνέχεια, βελτιστοποιήστε τα FAST DIFF και DIFF GAIN για να μειώσετε τα στοιχεία θορύβου υψηλής συχνότητας, όπως παρατηρούνται σε έναν αναλυτή φάσματος. Σημειώστε ότι ενδέχεται να απαιτούνται αλλαγές στα FAST GAIN και FAST INT για τη βελτιστοποίηση του κλειδώματος μόλις εισαχθεί ο διαφοριστής.
Σε ορισμένες εφαρμογές, το σήμα σφάλματος έχει περιορισμένο εύρος ζώνης και περιέχει μόνο μη συσχετισμένο θόρυβο σε υψηλές συχνότητες. Σε τέτοια σενάρια, είναι επιθυμητό να περιοριστεί η δράση του σερβοκινητήρα σε υψηλές συχνότητες για να αποτραπεί η επανασύζευξη αυτού του θορύβου στο σήμα ελέγχου. Παρέχεται μια επιλογή φίλτρου για τη μείωση της γρήγορης απόκρισης του σερβοκινητήρα πάνω από μια συγκεκριμένη συχνότητα. Αυτή η επιλογή είναι αμοιβαία αποκλειόμενη ως προς τον διαφοριστή και θα πρέπει να δοκιμαστεί εάν η ενεργοποίηση του διαφοριστή φαίνεται να αυξάνει.
60
Κέρδος (dB)
Διπλός ολοκληρωτής υψηλής συχνότητας αποκοπής
ΓΡΗΓΟΡΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΡΔΟΣ
ΓΡΗΓΟΡΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΚΕΡΔΟΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗΣ (όριο)
40
20
Ολοκληρωτής
0
ΓΡΗΓΟΡΟ ΚΕΝΟ LF (όριο)
Ολοκληρωτής
Αναλογικά
Διαφοροποιητής
Φίλτρο
ΑΡΓΗ ΕΝΤΟΣ
20101
102
103
104
105
106
107
108
Συχνότητα Φουριέ [Hz]
Σχήμα 4.3: Εννοιολογικό διάγραμμα Bode που δείχνει τη δράση των γρήγορων (κόκκινων) και αργών (μπλε) ελεγκτών. Οι γωνιακές συχνότητες και τα όρια κέρδους ρυθμίζονται με τα κουμπιά του μπροστινού πίνακα όπως αναγράφονται.
4.3 Βελτιστοποίηση
31
ο μετρούμενος θόρυβος.
Ο αργός σερβοκινητήρας μπορεί στη συνέχεια να βελτιστοποιηθεί για να ελαχιστοποιηθεί η υπερβολική αντίδραση σε εξωτερικές διαταραχές. Χωρίς τον βρόχο αργού σερβοκινητήρα, το υψηλό όριο κέρδους σημαίνει ότι ο γρήγορος σερβοκινητήρα θα αντιδράσει σε εξωτερικές διαταραχές (π.χ. ακουστική σύζευξη) και η προκύπτουσα αλλαγή στο ρεύμα μπορεί να προκαλέσει μεταβολές λειτουργίας στο λέιζερ. Επομένως, είναι προτιμότερο αυτές οι διακυμάνσεις (χαμηλής συχνότητας) να αντισταθμίζονται στο πιεζοηλεκτρικό σύστημα.
Η ρύθμιση των SLOW GAIN και SLOW INT δεν θα επιφέρει απαραίτητα βελτίωση στο φάσμα σήματος σφάλματος, αλλά όταν βελτιστοποιηθεί θα μειώσει την ευαισθησία στις ακουστικές διαταραχές και θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής της κλειδαριάς.
Ομοίως, η ενεργοποίηση του διπλού ολοκληρωτή (DIP2) μπορεί να βελτιώσει τη σταθερότητα διασφαλίζοντας ότι το συνολικό κέρδος του συστήματος αργού σερβοκινητήρα είναι υψηλότερο από το γρήγορο σερβοκινητήρα σε αυτές τις χαμηλότερες συχνότητες. Ωστόσο, αυτό μπορεί να προκαλέσει την υπερβολική αντίδραση του αργού σερβοκινητήρα σε διαταραχές χαμηλής συχνότητας και ο διπλός ολοκληρωτής συνιστάται μόνο εάν οι μακροπρόθεσμες μετατοπίσεις στο ρεύμα αποσταθεροποιούν την κλειδαριά.
32
Κεφάλαιο 4. Εφαρμογή example: Κλείδωμα Pound-Drever Hall
Α. Προδιαγραφές
Παράμετρος
Προσδιορισμός
Χρονισμός Εύρος ζώνης κέρδους (-3 dB) Καθυστέρηση διάδοσης Εύρος ζώνης εξωτερικής διαμόρφωσης (-3 dB)
> 35 MHz < 40 ns
> 35 MHz
Είσοδος A IN, B IN SWEEP IN GAIN IN MOD IN LOCK IN
SMA, 1 M, ±2 5 V SMA, 1 M, 0 έως +2 5 V SMA, 1 M, ±2 5 V SMA, 1 M, ±2 5 V Θηλυκή υποδοχή ήχου 3.5 mm, TTL
Οι αναλογικές είσοδοι είναι υπερβολικά έντονεςtagΠροστατεύεται έως ±10 V. Οι είσοδοι TTL δέχονται < 1 0 V ως χαμηλή τάση, > 2 0 V ως υψηλή τάση. Οι είσοδοι LOCK IN είναι από -0 V έως 5 V, ενεργό χαμηλή τάση, με κατανάλωση ±7 µA.
33
34
Παράρτημα Α. Προδιαγραφές
Παράμετρος
Έξοδος ΑΡΓΗ ΕΞΟΔΟΣ ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΞΟΔΟΣ ΟΘΟΝΗ 1, 2 ΙΣΧΥΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ A, B
Προσδιορισμός
SMA, 50, 0 έως +2 5 V, BW 20 kHz SMA, 50, ±2 5 V, BW > 20 MHz SMA, 50, BW > 20 MHz SMA, 1M, 0 έως +5 V Θηλυκός σύνδεσμος M8, ±12 V, 125 mA
Όλες οι έξοδοι περιορίζονται σε ±5 V. 50 έξοδοι 50 mA μέγιστο (125 mW, +21 dBm).
Μηχανικά & ισχύς
Είσοδος IEC
110 έως 130V στα 60Hz ή 220 έως 260V στα 50Hz
Ασφάλεια ηλεκτρική
Κεραμικό αντικραδασμικό 5x20mm 230 V/0.25 A ή 115 V/0.63 A
Διαστάσεις
Π x Υ x Β = 250 × 79 × 292 mm
Βάρος
2 κιλά
Χρήση ενέργειας
< 10 W
Αντιμετώπιση προβλημάτων
Β.1 Η συχνότητα λέιζερ δεν σαρώνει
Ένα DLC MOGLabs με εξωτερικό σήμα πιεζοηλεκτρικού ελέγχου απαιτεί το εξωτερικό σήμα να υπερβαίνει τα 1.25 V. Εάν είστε βέβαιοι ότι το εξωτερικό σήμα ελέγχου σας υπερβαίνει τα 1.25 V, επιβεβαιώστε τα εξής:
· Το εύρος του DLC είναι πλήρως δεξιόστροφο. · Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ στο DLC είναι μηδέν (χρησιμοποιώντας την οθόνη LCD για να ορίσετε
Συχνότητα). · Το DIP9 (Εξωτερική σάρωση) του DLC είναι ενεργοποιημένο. · Τα DIP13 και DIP14 του DLC είναι απενεργοποιημένα. · Ο διακόπτης κλειδώματος στο DLC είναι ρυθμισμένος στη θέση SCAN. · Το SLOW OUT του FSC είναι συνδεδεμένο στο SWEEP / PZT MOD
είσοδος του DLC. · Το SWEEP στο FSC είναι INT. · Το εύρος FSC είναι πλήρως δεξιόστροφο. · Συνδέστε την ΟΘΟΝΗ FSC 1 σε έναν παλμογράφο, ρυθμίστε το MONI-
TOR 1 κουμπί προς τα δεξιάAMP και ρυθμίστε τη ρύθμιση FREQ OFFSET μέχρι το ramp είναι κεντραρισμένο περίπου στα 1.25 V.
Εάν οι παραπάνω έλεγχοι δεν έχουν λύσει το πρόβλημά σας, αποσυνδέστε το FSC από το DLC και βεβαιωθείτε ότι το λέιζερ σαρώνει όταν ελέγχεται με το DLC. Επικοινωνήστε με την MOGLabs για βοήθεια εάν δεν είναι επιτυχής η ολοκλήρωση.
35
36
Παράρτημα Β. Αντιμετώπιση προβλημάτων
Β.2 Όταν χρησιμοποιείται είσοδος διαμόρφωσης, η γρήγορη έξοδος επιπλέει σε μεγάλη έντασηtage
Όταν χρησιμοποιείτε τη λειτουργία MOD IN του FSC (ενεργοποιημένο το DIP 4), η γρήγορη έξοδος συνήθως θα κυμαίνεται στη θετική ένταση.tagΗ ράγα ηλεκτρονικού κυκλώματος, περίπου 4V. Βεβαιωθείτε ότι η είσοδος MOD IN είναι βραχυκυκλωμένη όταν δεν χρησιμοποιείται.
Β.3 Μεγάλα θετικά σήματα σφάλματος
Σε ορισμένες εφαρμογές, το σήμα σφάλματος που παράγεται από την εφαρμογή μπορεί να είναι αυστηρά θετικό (ή αρνητικό) και μεγάλο. Σε αυτήν την περίπτωση, το REF trimpot και το ERR OFFSET ενδέχεται να μην παρέχουν επαρκή μετατόπιση DC για να διασφαλίσουν ότι το επιθυμητό σημείο κλειδώματος συμπίπτει με 0 V. Σε αυτήν την περίπτωση, τόσο το CH A όσο και το CH B μπορούν να χρησιμοποιηθούν με την εναλλαγή INPUT ρυθμισμένη σε , το CH B ρυθμισμένο σε PD και με τάση DC.tage εφαρμόζεται στο CH B για να δημιουργηθεί η μετατόπιση που απαιτείται για το κεντράρισμα του σημείου κλειδώματος. Ως παράδειγμαampΔηλαδή, εάν το σήμα σφάλματος είναι μεταξύ 0 V και 5 V και το σημείο κλειδώματος ήταν 2.5 V, τότε συνδέστε το σήμα σφάλματος στο CH A και εφαρμόστε 2.5 V στο CH B. Με την κατάλληλη ρύθμιση, το σήμα σφάλματος θα είναι τότε μεταξύ -2 V και +5 V.
Β.4 Γρήγορες ράγες εξόδου στα ±0.625 V
Για τα περισσότερα ECDLs του MOGLabs, ένας τόμοςtagΗ ταλάντωση ±0.625 V στην γρήγορη έξοδο (που αντιστοιχεί σε ±0.625 mA που εγχέονται στη δίοδο λέιζερ) είναι μεγαλύτερη από την απαιτούμενη για το κλείδωμα σε μια οπτική κοιλότητα. Σε ορισμένες εφαρμογές απαιτείται μεγαλύτερο εύρος στην γρήγορη έξοδο. Αυτό το όριο μπορεί να αυξηθεί με μια απλή αλλαγή αντίστασης. Επικοινωνήστε με την MOGLabs για περισσότερες πληροφορίες, εάν απαιτείται.
Β.5 Η ανατροφοδότηση χρειάζεται αλλαγή πινακίδας
Εάν αλλάξει η πολικότητα γρήγορης ανάδρασης, αυτό συμβαίνει συνήθως επειδή το λέιζερ έχει μετατοπιστεί σε κατάσταση πολλαπλών λειτουργιών (δύο λειτουργίες εξωτερικής κοιλότητας που ταλαντώνονται ταυτόχρονα). Προσαρμόστε το ρεύμα του λέιζερ για να επιτύχετε λειτουργία μονού τρόπου, αντί να αντιστρέψετε την πολικότητα ανάδρασης.
Β.6 Η οθόνη εξάγει λάθος σήμα
37
Β.6 Η οθόνη εξάγει λάθος σήμα
Κατά τη διάρκεια των εργοστασιακών δοκιμών, επαληθεύεται η απόδοση καθενός από τα κουμπιά MONITOR. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, οι βίδες στερέωσης που συγκρατούν το κουμπί στη θέση του ενδέχεται να χαλαρώσουν και το κουμπί να γλιστρήσει, με αποτέλεσμα το κουμπί να δείχνει λάθος σήμα. Για να ελέγξετε:
· Συνδέστε την έξοδο της ΟΘΟΝΗΣ σε έναν παλμογράφο.
· Γυρίστε το κουμπί SPAN δεξιόστροφα μέχρι τέρμα.
· Γυρίστε την ΟΘΟΝΗ στη θέση RAMPΘα πρέπει τώρα να παρατηρήσετε arampσήμα φόρτισης της τάξης του 1 βολτ. Εάν δεν το κάνετε, τότε η θέση του κουμπιού είναι λανθασμένη.
· Ακόμα κι αν παρατηρήσετε arampσήμα σηματοδότησης, η θέση του κουμπιού ενδέχεται να είναι ακόμα λανθασμένη, περιστρέψτε το κουμπί κατά μία θέση ακόμη δεξιόστροφα.
· Θα πρέπει τώρα να έχετε ένα μικρό σήμα κοντά στα 0 V, και ίσως να μπορείτε να δείτε ένα μικρό ramp στον παλμογράφο της τάξης των δεκάδων mV. Ρυθμίστε το trimpot BIAS και θα πρέπει να δείτε το ampη φύση αυτού του ramp αλλαγή.
· Εάν το σήμα στον παλμογράφο αλλάξει καθώς ρυθμίζετε το trimpot BIAS, η θέση του κουμπιού MONITOR είναι σωστή. Εάν όχι, τότε η θέση του κουμπιού MONITOR πρέπει να ρυθμιστεί.
Για να διορθώσετε τη θέση του κουμπιού MONITOR, τα σήματα εξόδου πρέπει πρώτα να αναγνωριστούν χρησιμοποιώντας μια παρόμοια διαδικασία με την παραπάνω και στη συνέχεια η θέση του κουμπιού μπορεί να περιστραφεί χαλαρώνοντας τις δύο βίδες στερέωσης που συγκρατούν το κουμπί στη θέση του, με ένα κλειδί Allen 1.5 mm ή ένα κατσαβίδι με μπίλια.
Β.7 Το λέιζερ υφίσταται αργές μεταπηδήσεις
Τα άλματα αργής λειτουργίας μπορούν να προκληθούν από οπτική ανάδραση από οπτικά στοιχεία μεταξύ του λέιζερ και της κοιλότητας, για παράδειγμαampτους συζεύκτες οπτικών ινών ή από την ίδια την οπτική κοιλότητα. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν συχνότητα
38
Παράρτημα Β. Αντιμετώπιση προβλημάτων
άλματα του ελεύθερα κινούμενου λέιζερ σε αργές χρονικές κλίμακες, της τάξης των 30 s όπου η συχνότητα του λέιζερ μεταβάλλεται κατά 10 έως 100 MHz. Βεβαιωθείτε ότι το λέιζερ έχει επαρκή οπτική απομόνωση, εγκαθιστώντας έναν άλλο απομονωτή εάν είναι απαραίτητο, και αποκλείστε τυχόν διαδρομές δέσμης που δεν χρησιμοποιούνται.
Γ. Διάταξη PCB
C39
C59
R30
C76
C116
C166
C3
C2
P1
P2
C1
C9
C7
C6
C4
C5
P3
R1 C8 C10
R2
R338 D1
C378
R24
R337
R27
C15
R7
R28
R8
R66 R34
R340 C379
R33
R10
D4
R11 C60 R35
R342
R37
R343 D6
C380
R3 C16 R12
R4
C366 R58 R59 C31 R336
P4
R5 D8
C365 R347 R345
R49
R77 R40
R50 D3
C368 R344 R346
R75
C29 R15 R38 R47 R48
C62 R36 R46 C28
C11 C26
R339
R31 C23
C25
C54 C22 C24 R9
R74 C57
C33
C66 C40
U13
U3
U9
U10
U14
U4
U5
U6
U15
R80 R70 C27
C55 R42
C65 R32
R29 R65
R57 R78 R69
R71 R72
R79 R84
C67
R73
C68
C56
R76
R333
C42 C69
C367 R6
R334 C369
C13
R335
C43 C372 R14 R13
C373 C17
U1
R60 R17 R329
U16
R81 R82
C35
C362 R85 R331 C44 R87
C70
U25 C124
R180 C131
C140 R145
U42
R197 R184 C186 C185
MH2
C165 C194 C167 R186 R187 C183 C195 R200
C126 R325 R324
R168 C162 C184
C157 R148 R147
C163 C168
C158 R170
R95 C85 R166 R99 C84
C86
C75 R97 R96 C87
R83 C83
U26
U27 C92
R100 R101 R102 R106
R104 R105
C88 R98 R86
R341 C95 R107 C94
U38
C90 R109
R103 U28
C128 C89
C141
R140 R143
R108
U48
R146 C127
R185
U50 R326
U49
R332
R201
R191
R199 C202
R198 R190
C216
P8
U57
C221
C234
C222 R210 C217
C169 R192 R202
R195 C170
R171
U51
R203
R211
U58
C257
R213 C223 R212
R214 C203 C204 C205
C172 R194 C199
R327 C171 C160 R188 R172 R173
C93 R111 C96 C102 R144 R117
R110 R112
C98 C91
R115 R114
U31
C101
FB1
C148
FB2
C159
C109 C129
C149
C130
U29
C138
U32
C150
C112 R113
C100
C105 C99 C103 C152 C110
U33
C104 C111 C153
C133
R118 R124
R119 R122
R123
U34 R130 R120 R121
C161
C134
R169 U43
C132
C182 R157 C197
C189 R155 C201
C181 R156
C173
U56
C198 R193
C206
R189
C174
C196
U52
R196 R154 R151 R152 R153
R204 C187 C176 C179
U53
C180 C188 C190
C178
C200
C207
U54
C209
U55 C191
C192
C208 R205
U62 C210
R217 C177
C227 C241 C243 C242 R221
R223 C263
C232
C231
C225
U59
C226
C259
C237
C238
C240 C239
R206
U60
C261
R207 C260 R215
R218
R216
U61 C262
U66 R219
U68 R222
U67 R220
C258 C235 C236
C273
SW1
R225 R224
C266
C265
R228
U69
C269
R231 R229
U70
C270
U71
R234
C272
R226
U72
C71
C36
R16 R18
C14
C114
R131
C115
C58 R93
C46
C371
C370
R43 C45
R44
U11
R330 R92
R90 R89 R88 R91
R20
U7
R19
R39 C34
C72
R61
C73
C19
R45 C47
C41 C78
P5
R23
U8
R22
C375
C374 R41 R21
C37
C38
C30
C20
R52 C48 R51
C49
U2
C50
U17
U18
R55 R53 R62 R54
C63
R63 C52 R26
U12 R25
P6
C377 C376
R64 R56 C51
MH1
C53
C79
C74
C18
C113 R174 R175 R176 R177
C120
R128
R126 C106
R127 R125
U35 R132 U39
R141 C117 R129 R158
R142
C136 R134 R133 R138 R137
C135
C139 R161 R162 R163
C118
C119 R159
C121
U41 C137
R160 C147
C164
U40 C146
C193
R164 C123
C122
R139 R165
U44
C107
U45
C142
C144 R135 C145
R182
R178 R167
R181
RT1
C155 R149
C21 C12
U47
U46
U30 C108
U21 C77 U23 C82
U24 C64 U22 C81
U19 C61
R68 R67 U20 C32
P7
C97 R116
C80 R94
U36 C143
C151
R179
R150 C156
R183
R136 C154
C175
C252
C220
C228 C229 C230
U63
C248
C247
C211
C212 C213 C214
U64
C251
C250
C215
C219
R208 R209 C224
C218 C253
U65
C256
C255 C254
C249 C233
C246 C245
C274
C244
C264
C268 R230
C276
C271
C267
C275
R238 R237 R236 R235 R240 R239
R328
ΑΝΑΦ1 R257
C285 R246
C286 C284
R242
U73
R247
C281 R243
C280
U74
C287
R248
C289 R251 R252
R233 R227 R232
C282 R244 R245
U75
R269
C288 R250 R249
R253 R255
C290
R241
R254
U76
R272
C291
R256
U77
C294 C296
C283
C277
MH5
C292
C293
C279 C278
U37 C125
MH3
C295
C307 R265
Q1
C309
C303 R267 R268
C305
C301
MH6
R282
C312
R274 R283 R284
C322
C298
C300
R264 C297 R262
U78
R273 C311
C299
R263
C302
R261 R258 R259 R260
U79
C306
U80
C315
C313
R266
U81
R278 R275 R276
C304
R277
C316
R271 C308
R270
U82
C314
C318
U83
R280 R279 C321
C310
U84
R285 C317
C320
R281
C319
R290 R291
Δ11
Δ12
Δ13
Δ14
R287 R286
SW2
R297 R296
R289 R288
C334 C328 C364
R299 C330
R293 R292
C324
C331
R300
R298 C329
C333 C332
U85
C335
C323
C325
Δ15
R303
Δ16
C336
R301 R302 C342 C341
C337
U86
C343
C339
C346
R310 R307
R309
R308
MH8
C347 R305 R306
R315
R321
C345
P10
C344 C348
MH9
C349 R318 C350 R319 R317 R316
C352
P11
C351
C354
U87
MH10
C353
U88
C338
C340
R294
C363
MH4 P9
XF1
C358
R295
C326
C327
Δ17
R304
Δ18
U89
C355 C356
U91
U90
C361 R323
C357
C359
P12
C360
MH7
R313 R314 R320 R311 R312 R322
39
40
Παράρτημα Γ. Διάταξη πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB)
Δ. Μετατροπή 115/230 V
Δ.1 Ασφάλεια
Η ασφάλεια είναι κεραμική αντι-υπερτασική, 0.25A (230V) ή 0.63A (115V), 5x20mm, για παράδειγμαample Littlefuse 0215.250MXP ή 0215.630MXP. Η θήκη ασφάλειας είναι ένα κόκκινο φυσίγγιο ακριβώς πάνω από την είσοδο τροφοδοσίας IEC και τον κύριο διακόπτη στο πίσω μέρος της μονάδας (Εικ. D.1).
Σχήμα Δ.1: Φυσίγγιο ασφάλειας, που δείχνει την τοποθέτηση της ασφάλειας για λειτουργία στα 230 V.
Μετατροπή D.2 120/240 V
Ο ελεγκτής μπορεί να τροφοδοτείται από AC στα 50 έως 60 Hz, 110 έως 120 V (100 V στην Ιαπωνία) ή 220 έως 240 V. Για μετατροπή μεταξύ 115 V και 230 V, η κασέτα ασφάλειας πρέπει να αφαιρεθεί και να τοποθετηθεί ξανά έτσι ώστε η σωστή τάσηtagΤο e φαίνεται μέσα από το παράθυρο του καλύμματος και έχει εγκατασταθεί η σωστή ασφάλεια (όπως παραπάνω).
41
42
Παράρτημα Δ. Μετατροπή 115/230 V
Σχήμα Δ.2: Για να αλλάξετε ασφάλεια ή έντασηtagε, ανοίξτε το κάλυμμα της κασέτας ασφάλειας με ένα κατσαβίδι που θα τοποθετήσετε σε μια μικρή υποδοχή στην αριστερή άκρη του καλύμματος, ακριβώς αριστερά από την κόκκινη οπήtagε δείκτης.
Όταν αφαιρείτε την κασέτα ασφάλειας, εισάγετε ένα κατσαβίδι στην εσοχή στα αριστερά της κασέτας. Μην προσπαθήσετε να την αφαιρέσετε χρησιμοποιώντας κατσαβίδι στα πλάγια της θήκης ασφάλειας (βλ. σχήματα).
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΟΣ!
ΣΩΣΤΟΣ
Σχήμα Δ.3: Για να αφαιρέσετε την κασέτα ασφάλειας, τοποθετήστε ένα κατσαβίδι σε μια εσοχή στα αριστερά της κασέτας.
Κατά την αλλαγή του voltagε., η ασφάλεια και ένα κλιπ γεφύρωσης πρέπει να αλλάζουν από τη μία πλευρά στην άλλη, έτσι ώστε το κλιπ γεφύρωσης να βρίσκεται πάντα στο κάτω μέρος και η ασφάλεια πάντα στην κορυφή. βλέπε σχήματα παρακάτω.
Μετατροπή D.2 120/240 V
43
Σχήμα Δ.4: Γέφυρα 230 V (αριστερά) και ασφάλεια (δεξιά). Αλλάξτε τη γέφυρα και την ασφάλεια κατά την αλλαγή της τάσης.tagε, έτσι ώστε η ασφάλεια να παραμένει στην κορυφή κατά την εισαγωγή.
Σχήμα Δ.5: Γέφυρα 115 V (αριστερά) και ασφάλεια (δεξιά).
44
Παράρτημα Δ. Μετατροπή 115/230 V
Βιβλιογραφία
[1] Άλεξ Αμπραμόβιτσι και Τζέικ Τσάπσκι. Συστήματα Ελέγχου Ανάδρασης: Ένας Γρήγορος Οδηγός για Επιστήμονες και Μηχανικούς. Springer Science & Business Media, 2012. 1
[2] Boris Lurie και Paul Enright. Κλασικός Έλεγχος Ανάδρασης: Με MATLAB® και Simulink®. CRC Press, 2011. 1
[3] Richard W. Fox, Chris W. Oates και Leo W. Hollberg. Σταθεροποίηση διοδικών λέιζερ σε κοιλότητες υψηλής λεπτότητας. Πειραματικές μέθοδοι στις φυσικές επιστήμες, 40:1, 46. 2003
[4] RWP Drever, JL Hall, FV Kowalski, J. Hough, GM Ford, AJ Munley, και H. Ward. Σταθεροποίηση φάσης και συχνότητας λέιζερ χρησιμοποιώντας οπτικό αντηχείο. Appl. Phys. B, 31:97 105, 1983. 1
[5] TW Ha¨nsch και B. Couillaud. Σταθεροποίηση συχνότητας λέιζερ με φασματοσκοπία πόλωσης μιας ανακλαστικής κοιλότητας αναφοράς. Optics communications, 35(3):441, 444. 1980
[6] M. Zhu και JL Hall. Σταθεροποίηση οπτικής φάσης/συχνότητας συστήματος λέιζερ: εφαρμογή σε εμπορικό λέιζερ χρωστικής με εξωτερικό σταθεροποιητή. J. Opt. Soc. Am. B, 10:802, 1993. 1
[7] GC Bjorklund. Φασματοσκοπία διαμόρφωσης συχνότητας: μια νέα μέθοδος για τη μέτρηση ασθενών απορροφήσεων και διασπορών. Opt. Lett., 5:15, 1980. 1
[8] Joshua S Torrance, Ben M Sparkes, Lincoln D Turner και Robert E Scholten. Στένωση πλάτους γραμμής λέιζερ υπο-kilohertz χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία πόλωσης. Optics express, 24(11):11396 11406, 2016. 1
45
[10] W. Demtröder. Φασματοσκοπία Λέιζερ, Βασικές Έννοιες και Οργανολογία. Springer, Βερολίνο, 2η έκδοση, 1996. 1
[11] Λ.Δ. Τέρνερ, Κ.Π. Weber, CJ Hawthorn, και RE Scholten. Χαρακτηρισμός θορύβου συχνότητας στενής γραμμής με λέιζερ διόδου. Opt. Communic., 201:391, 2002. 29
46
MOG Laboratories Pty Ltd 49 University St, Carlton VIC 3053, Αυστραλία Τηλ.: +61 3 9939 0677 info@moglabs.com
© 2017 2025 Οι προδιαγραφές και οι περιγραφές των προϊόντων σε αυτό το έγγραφο υπόκεινται σε αλλαγές χωρίς προειδοποίηση.
Έγγραφα / Πόροι
 |
Ελεγκτής σερβομηχανισμού PID γρήγορης ροής moglabs [pdf] Εγχειρίδιο οδηγιών Ελεγκτής γρήγορου σερβομηχανισμού PID, PID, Ελεγκτής γρήγορου σερβομηχανισμού, Ελεγκτής σερβομηχανισμού |