دفترچه راهنمای کنترل کننده سریع سروو PID موگلاب

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.

اتصالات و کنترل ها

کنترل پنل جلو

The front panel controls are used for immediate adjustments and monitoring. These controls are essential for real-time adjustments during operation.

کنترل‌ها و اتصالات پنل پشتی

The rear panel controls and connections provide interfaces for external devices and peripherals. Properly connecting these ensures smooth operation and compatibility with external systems.

DIP سوئیچ های داخلی

The internal DIP switches offer additional configuration options. Understanding and correctly setting these switches are crucial for customizing the controller’s behavior.

سوالات متداول

View Fullscreen

شرکت سانتک
کنترل کننده سروو سریع
نسخه ۱.۰.۹، سخت‌افزار نسخه ۲۴

محدودیت مسئولیت
MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) هیچ گونه مسئولیتی را که ناشی از استفاده از اطلاعات موجود در این کتابچه راهنمای کاربر باشد، بر عهده نمی گیرد. این سند ممکن است حاوی اطلاعات و محصولاتی باشد که توسط حق چاپ یا حق ثبت اختراع محافظت می شوند یا مرجع باشند و هیچ مجوزی را تحت عنوان حقوق اختراع MOGLabs یا حقوق دیگران ارائه نمی کند. MOGLabs در قبال هیچ گونه نقص در سخت افزار یا نرم افزار یا از دست دادن یا ناکافی بودن داده ها از هر نوع، یا در قبال هرگونه آسیب مستقیم، غیرمستقیم، اتفاقی یا تبعی در ارتباط با یا ناشی از عملکرد یا استفاده از هر یک از محصولات خود مسئولیتی نخواهد داشت. . محدودیت مسئولیت فوق باید به همان اندازه برای هر سرویس ارائه شده توسط MOGLabs اعمال شود.

حق چاپ
کپی رایت © MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) 2017 2025. هیچ بخشی از این نشریه را نمی توان تکثیر کرد، در یک سیستم بازیابی ذخیره کرد، یا به هر شکل یا به هر وسیله الکترونیکی، مکانیکی، فتوکپی یا غیره، بدون نوشته قبلی، منتقل کرد. مجوز MOGLabs

تماس بگیرید

برای اطلاعات بیشتر لطفا تماس بگیرید:

آزمایشگاه‌های MOG، پلاک ۴۹، خیابان دانشگاه، کارلتون، ویکتوریا، ۳۰۵۳، استرالیا، +۶۱ ۳ ۹۹۳۹ ۰۶۷۷، info@moglabs.com، www.moglabs.com

Santec LIS Corporation 5823 Ohkusa-Nenjozaka, Komaki Aichi 485-0802 JAPAN +81 568 79 3535 www.santec.com

مقدمه

FSC شرکت MOGLabs عناصر حیاتی یک کنترل‌کننده سروو با پهنای باند بالا و تأخیر کم را فراهم می‌کند که در درجه اول برای تثبیت فرکانس لیزر و باریک کردن پهنای خط در نظر گرفته شده است. FSC همچنین می‌تواند برای موارد زیر استفاده شود: ampکنترل ارتفاع، برای مثالampهدف این است که یک «خورنده نویز» ایجاد شود که توان نوری لیزر را تثبیت کند، اما در این راهنما، کاربرد رایج‌تر تثبیت فرکانس را در نظر می‌گیریم.

۱.۱ نظریه کنترل فیدبک پایه
تثبیت فرکانس بازخورد لیزرها می‌تواند پیچیده باشد. ما خوانندگان را تشویق می‌کنیم که دوباره بررسی کنندview کتاب‌های درسی نظریه کنترل [1، 2] و مقالات مربوط به تثبیت فرکانس لیزر [3].
مفهوم کنترل بازخورد به صورت شماتیک در شکل 1.1 نشان داده شده است. فرکانس لیزر با یک تفکیک‌کننده فرکانس اندازه‌گیری می‌شود که سیگنال خطایی متناسب با تفاوت بین فرکانس لحظه‌ای لیزر و فرکانس مورد نظر یا نقطه تنظیم تولید می‌کند. تفکیک‌کننده‌های رایج شامل حفره‌های نوری و تشخیص پوند-درور-هال (PDH) [4] یا هانش-کوئیلو [5]؛ قفل آفست [6]؛ یا بسیاری از انواع طیف‌سنجی جذب اتمی [7] هستند.

سیگنال خطا

سروو

سیگنال کنترل

لیزر

تفکیک‌کننده فرکانس dV/df
شکل ۱.۱: نمودار بلوکی ساده‌شده از یک حلقه کنترل فیدبک.

فصل 1. مقدمه

1.1.1 سیگنال های خطا
ویژگی مشترک کلیدی کنترل فیدبک این است که سیگنال خطای مورد استفاده برای کنترل باید با تغییر فرکانس لیزر به بالا یا پایین نقطه تنظیم، علامت معکوس داشته باشد، همانطور که در شکل ۱.۲ نشان داده شده است. از سیگنال خطا، یک سروو یا جبران‌کننده فیدبک، یک سیگنال کنترل برای یک مبدل در لیزر تولید می‌کند، به طوری که فرکانس لیزر به سمت نقطه تنظیم مورد نظر هدایت می‌شود. نکته مهم این است که این سیگنال کنترل با تغییر علامت سیگنال خطا، علامت خود را تغییر می‌دهد و تضمین می‌کند که فرکانس لیزر همیشه به سمت نقطه تنظیم هدایت می‌شود، نه اینکه از آن دور شود.

خطا

f
0
فرکانس f

فرکانس
جبران خطا

شکل ۱.۲: یک سیگنال خطای پراکندگی نظری، متناسب با اختلاف بین فرکانس لیزر و فرکانس نقطه تنظیم. یک انحراف روی سیگنال خطا، نقطه قفل (راست) را تغییر می‌دهد.
به تمایز بین سیگنال خطا و سیگنال کنترل توجه کنید. سیگنال خطا معیاری از اختلاف بین فرکانس لیزر واقعی و مطلوب است که در اصل آنی و بدون نویز است. یک سیگنال کنترل از سیگنال خطا توسط یک سروو یا جبران‌کننده فیدبک تولید می‌شود. سیگنال کنترل، یک محرک مانند مبدل پیزوالکتریک، جریان تزریق یک دیود لیزر یا یک مدولاتور آکوستواپتیک یا الکترواپتیک را به گونه‌ای هدایت می‌کند که فرکانس لیزر به نقطه تنظیم شده بازگردد. محرک‌ها توابع پاسخ پیچیده‌ای دارند، با تأخیر فاز محدود، بهره وابسته به فرکانس و رزونانس. یک جبران‌کننده باید پاسخ کنترل را بهینه کند تا خطا را به حداقل ممکن کاهش دهد.

۱.۱ نظریه کنترل فیدبک پایه

۱.۱.۲ پاسخ فرکانسی یک سروو فیدبک
عملکرد سرووهای فیدبک معمولاً بر اساس پاسخ فرکانسی فوریه توصیف می‌شود؛ یعنی بهره فیدبک به عنوان تابعی از فرکانس اختلال. برای مثالampیک اختلال رایج، فرکانس برق شهری = ۵۰ هرتز یا ۶۰ هرتز است. این اختلال، فرکانس لیزر را با نرخ ۵۰ یا ۶۰ هرتز تا حدی تغییر می‌دهد. اثر این اختلال بر لیزر ممکن است کوچک (مثلاً = ۰ ± ۱ کیلوهرتز که ۰ فرکانس لیزر بدون اختلال است) یا بزرگ (= ۰ ± ۱ مگاهرتز) باشد. صرف نظر از اندازه این اختلال، فرکانس فوریه اختلال یا در ۵۰ یا ۶۰ هرتز است. برای سرکوب این اختلال، یک سروو فیدبک باید در ۵۰ و ۶۰ هرتز بهره بالایی داشته باشد تا بتواند آن را جبران کند.
بهره یک کنترل‌کننده سروو معمولاً دارای یک محدودیت فرکانس پایین است که معمولاً توسط حد بهره-پهنای باند اپتیکال تعریف می‌شود.amps در کنترل‌کننده سروو استفاده می‌شود. همچنین بهره باید در فرکانس‌های بالاتر کمتر از بهره واحد (0 دسی‌بل) باشد تا از القای نوسانات در خروجی کنترل، مانند صدای جیغ زیر آشنای سیستم‌های صوتی (که معمولاً "بازخورد صوتی" نامیده می‌شود) جلوگیری شود. این نوسانات برای فرکانس‌های بالاتر از معکوس حداقل تأخیر انتشار سیستم ترکیبی لیزر، تفکیک‌کننده فرکانس، سروو و محرک رخ می‌دهند. معمولاً این حد تحت تأثیر زمان پاسخ محرک قرار می‌گیرد. برای پیزوهای مورد استفاده در لیزرهای دیود حفره خارجی، این حد معمولاً چند کیلوهرتز است و برای پاسخ مدولاسیون جریان دیود لیزر، این حد حدود 100 تا 300 کیلوهرتز است.
شکل 1.3 یک نمودار مفهومی از بهره در برابر فرکانس فوریه برای FSC است. برای به حداقل رساندن خطای فرکانس لیزر، مساحت زیر نمودار بهره باید به حداکثر برسد. کنترل‌کننده‌های سروو PID (تناسبی-انتگرالی و تفاضلی) یک رویکرد رایج هستند که در آن سیگنال کنترل مجموع سه مؤلفه مشتق شده از یک سیگنال خطای ورودی است. بازخورد تناسبی (P) تلاش می‌کند تا اختلالات را به سرعت جبران کند، در حالی که بازخورد انتگرالی (I) بهره بالایی را برای جبران‌ها و رانش‌های آهسته فراهم می‌کند و بازخورد تفاضلی (D) بهره اضافی را برای تغییرات ناگهانی اضافه می‌کند.

فصل 1. مقدمه

به دست آوردن (دسی بل)

قطع فرکانس بالا انتگرال‌گیر دوگانه

افزایش سریع INT
بهره دیفرانسیل سریع (محدود)

مجتمع

افزایش سریع فرکانس پایین (محدود)

مجتمع

متناسب

متمایز کننده

فیلتر کنید

آهسته INT

20101

102

103

104

105

106

107

108

فرکانس فوریه [هرتز]

شکل ۱.۳: نمودار مفهومی بد که عملکرد کنترل‌کننده‌های سریع (قرمز) و کند (آبی) را نشان می‌دهد. کنترل‌کننده کند، یک انتگرال‌گیر تکی یا دوگانه با فرکانس گوشه قابل تنظیم است. کنترل‌کننده سریع، PID با فرکانس‌های گوشه قابل تنظیم و محدودیت‌های بهره در فرکانس‌های پایین و بالا است. به صورت اختیاری، می‌توان مشتق‌گیر را غیرفعال کرد و با یک فیلتر پایین‌گذر جایگزین کرد.

اتصالات و کنترل ها

2.1 کنترل پنل جلو
پنل جلویی FSC تعداد زیادی گزینه پیکربندی دارد که امکان تنظیم و بهینه‌سازی رفتار سروو موتور را فراهم می‌کند.
لطفاً توجه داشته باشید که سوئیچ‌ها و گزینه‌ها ممکن است بین نسخه‌های سخت‌افزاری متفاوت باشند، لطفاً دفترچه راهنمای دستگاه خاص خود را که با شماره سریال مشخص شده است، مطالعه کنید.

کنترل کننده سریع سروو

AC DC

ورودی
PD 0
REF
CHB

+

علامت سریع
+

علامت آهسته

INT

75 100 250

50 هزار 100 هزار 200 هزار

10M 5M 2.5M

500

20 هزار

500 هزار تخفیف

750 10 هزار

۱ میلیون و ۲۰۰ هزار

750 هزار

خاموش

1 هزار تخفیف

۱ میلیون و ۲۰۰ هزار

500 هزار

EXT

50 هزار

250 هزار

25 هزار

100 هزار

SPAN
امتیاز دهید

آهسته INT

FAST INT

فیلتر/دیفرانسیل سریع
12

جانبداری
افست فرکانس

افزایش آهسته

افزایش سریع

بهره دیفرانسیل

30 20 10
0

تو در تو

اسکن

قفل مکس

آهسته

حد سود

اسکن اسکن+پی
قفل
سریع

جبران خطا

وضعیت

آهسته خطا کن

RAMP

سریع خطا کن

جانبداری

CHB

سریع

CHA

آهسته

MON1

آهسته خطا کن

RAMP

سریع خطا کن

جانبداری

CHB

سریع

CHA

آهسته

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.
علامت سریع علامت بازخورد سریع. علامت آهسته علامت بازخورد آهسته.
5

اتصالات و کنترل ها

2.1.2 Ramp کنترل کنید
داخلی ramp ژنراتور یک تابع جاروب برای اسکن فرکانس لیزر فراهم می‌کند که معمولاً از طریق یک محرک پیزو، جریان تزریق دیود یا هر دو انجام می‌شود. یک خروجی تریگر که با r هماهنگ شده است.amp در پنل پشتی ارائه شده است (TRIG، 1M).
INT/EXT داخلی یا خارجی ramp برای اسکن فرکانسی
پتانسیومتر تریمر RATE برای تنظیم نرخ جاروب داخلی.
BIAS وقتی DIP3 فعال می‌شود، خروجی آهسته، که توسط این پتانسیومتر تنظیم می‌شود، به خروجی سریع اضافه می‌شود. این فید-فوروارد بایاس معمولاً هنگام تنظیم محرک پیزو یک ECDL برای جلوگیری از جهش حالت مورد نیاز است. با این حال، این قابلیت از قبل توسط برخی از کنترل‌کننده‌های لیزر (مانند MOGLabs DLC) ارائه شده است و فقط باید زمانی استفاده شود که در جای دیگری ارائه نشده باشد.
SPAN مقدار r را تنظیم می‌کندamp ارتفاع، و در نتیجه میزان روبش فرکانس.
افست فرکانس (FREQ OFFSET): افست DC را در خروجی آهسته تنظیم می‌کند و به طور مؤثر یک تغییر استاتیک در فرکانس لیزر ایجاد می‌کند.

۲.۱.۳ متغیرهای حلقه
متغیرهای حلقه، بهره توابع تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر را مجاز می‌دانند.tages باید تنظیم شوند. برای انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر stagدر این حالت، بهره بر حسب فرکانس بهره واحد ارائه می‌شود که گاهی اوقات به آن فرکانس گوشه نیز گفته می‌شود.
فرکانس گوشه انتگرال‌گیر سروو موتور آهسته؛ می‌تواند غیرفعال شود یا از ۲۵ هرتز تا ۱ کیلوهرتز تنظیم شود.
بهره آهسته بهره سروو موتور تک دور آهسته؛ از -20 دسی‌بل تا +20 دسی‌بل.
فرکانس گوشه انتگرال‌گیر سریع سروو موتور؛ خاموش یا قابل تنظیم از ۱۰ کیلوهرتز تا ۲ مگاهرتز.

2.1 کنترل پنل جلو

بهره سریع، بهره تناسبی سریع ده دور سروو موتور؛ از -10 دسی‌بل تا +50 دسی‌بل.
فیلتر/تفکیک سریع (FAST DIFF/FILTER) پاسخ سروو موتور با فرکانس بالا را کنترل می‌کند. وقتی روی «خاموش» تنظیم شود، پاسخ سروو موتور متناسب باقی می‌ماند. وقتی در جهت عقربه‌های ساعت چرخانده شود، مشتق‌گیر با فرکانس گوشه مرتبط فعال می‌شود. توجه داشته باشید که کاهش فرکانس گوشه، عملکرد مشتق‌گیر را افزایش می‌دهد. وقتی روی مقداری که زیر آن خط کشیده شده تنظیم شود، مشتق‌گیر غیرفعال می‌شود و در عوض یک فیلتر پایین‌گذر به خروجی سروو موتور اعمال می‌شود. این باعث می‌شود که پاسخ بالاتر از فرکانس مشخص شده، افت کند.
بهره دیفرانسیل (DIFF GAIN) محدودیت بهره فرکانس بالا در سروو موتور سریع؛ هر افزایش، حداکثر بهره را ۶ دسی‌بل تغییر می‌دهد. تا زمانی که مشتق‌گیر فعال نباشد، هیچ تاثیری ندارد؛ یعنی تا زمانی که FAST DIFF روی مقداری تنظیم نشده باشد که زیر آن خط کشیده نشده باشد.

۲.۱.۴ کنترل‌های قفل
محدودیت بهره (GAIN LIMIT): محدودیت بهره فرکانس پایین در سروو موتور سریع، بر حسب دسی‌بل. MAX نشان دهنده حداکثر بهره موجود است.
جبران خطا (ERROR OFFSET): جبران DC اعمال شده به سیگنال‌های خطا هنگام تنظیم حالت ورودی (INPUT MODE). برای تنظیم دقیق نقطه قفل یا جبران انحراف در سیگنال خطا مفید است. پتانسیومتر تریم مجاور برای تنظیم جبران خطای سروو کند نسبت به سروو تند است و می‌توان آن را طوری تنظیم کرد که سرووهای تند و کند دقیقاً به سمت فرکانس یکسانی حرکت کنند.
SLOW با تغییر SCAN به LOCK، سروو موتور کند را درگیر می‌کند. وقتی روی NESTED تنظیم شود، کنترل کند، صدا را تنظیم می‌کند.tage به سیگنال خطای سریع برای بهره بسیار بالا در فرکانس‌های پایین در غیاب محرک متصل به خروجی آهسته، اعمال می‌شود.
FAST سروو موتور سریع را کنترل می‌کند. وقتی روی SCAN+P تنظیم شود، بازخورد متناسب در حین اسکن لیزر به خروجی سریع اعمال می‌شود و امکان کالیبره کردن بازخورد را فراهم می‌کند. تغییر به LOCK اسکن را متوقف کرده و کنترل کامل PID را فعال می‌کند.

فصل 2. اتصالات و کنترل‌ها

نشانگر چند رنگی وضعیت قفل را نشان می‌دهد.
سبز روشن، قفل غیرفعال. نارنجی قفل درگیر است اما سیگنال خطا خارج از محدوده است که نشان‌دهنده قفل است
قفل آبی فعال شده و سیگنال خطا در محدوده مجاز است.

۲.۱.۵ نظارت بر سیگنال
دو انکودر چرخشی انتخاب می‌کنند که کدام یک از سیگنال‌های مشخص شده به خروجی‌های MONITOR 1 و MONITOR 2 در پنل پشتی هدایت شوند. خروجی TRIG یک خروجی سازگار با TTL (1M) است که در مرکز حرکت جاروبی از پایین به بالا تغییر می‌کند. جدول زیر سیگنال‌ها را تعریف می‌کند.

چا چ ب سریع ار ار ار آهسته ارAMP بایاس سریع آهسته

ورودی کانال A ورودی کانال B سیگنال خطا توسط سرووی سریع سیگنال خطا توسط سرووی کند R استفاده می‌شودamp همانطور که برای SLOW OUT R اعمال می‌شودamp همانطور که برای FAST OUT هنگام فعال بودن DIP3 اعمال می‌شود، سیگنال کنترل FAST OUT سیگنال کنترل SLOW OUT

۲.۲ کنترل‌ها و اتصالات پنل پشتی

مانیتور ۲ قفل می‌شود

مانیتور 1

جارو کردن

سود ببرید

ب در

یک IN

سریال:

مثلث

سریع خارج شدن آهسته خارج شدن

MOD IN

POWER B

POWER A

همه کانکتورها SMA هستند، به جز مواردی که ذکر شد. همه ورودی‌ها over-vol هستند.tage تا ±15 ولت محافظت می‌شود.
توان IEC در دستگاه باید از قبل روی ولتاژ مناسب تنظیم شده باشد.tagبرای کشور شما. لطفاً برای دستورالعمل‌های مربوط به تغییر ولتاژ منبع تغذیه به پیوست D مراجعه کنید.tage در صورت نیاز
ورودی‌های سیگنال خطا A IN، B IN برای کانال‌های A و B، معمولاً آشکارسازهای نوری. امپدانس بالا، محدوده اسمی ±۲.۵ ولت. کانال B استفاده نمی‌شود مگر اینکه کلید CHB در پنل جلویی روی PD تنظیم شده باشد.
توان A، B، برق DC کم‌نویز برای آشکارسازهای نوری؛ ±۱۲ ولت، ۱۲۵ میلی‌آمپر، تأمین‌شده از طریق کانکتور M12 (شماره قطعه TE Connectivity: ۲-۲۱۷۲۰۶۷-۲، Digikey A125-ND، نری سه‌راهه). سازگار با MOGLabs PDA و آشکارسازهای نوری Thorlabs. برای استفاده با کابل‌های استاندارد M8، مثلاًampمطمئن شوید که آشکارسازهای نوری هنگام اتصال به منبع تغذیه خاموش هستند تا از نوسان خروجی آنها جلوگیری شود.
افزایش حجم ورودیtagبهره متناسب کنترل‌شده الکترونیکی سروو موتور سریع، ±۱ ولت، مربوط به کل محدوده دکمه پنل جلویی. وقتی DIP1 فعال باشد، جایگزین کنترل FAST GAIN پنل جلویی می‌شود.
ورودی خارجی Sweepamp ورودی امکان اسکن فرکانس دلخواه، 0 تا 2.5 ولت را فراهم می‌کند. سیگنال باید از 1.25 ولت عبور کند، که مرکز جابجایی و نقطه قفل تقریبی را تعریف می‌کند.

فصل 2. اتصالات و کنترل‌ها

3 4

1 + 12 ولت

3 -12 ولت

4 0 ولت

شکل ۲.۱: پین‌اوت کانکتور M2.1 برای تغذیه A، B.

MOD IN ورودی مدولاسیون پهنای باند بالا، که مستقیماً به خروجی سریع اضافه می‌شود، ±1 ولت اگر DIP4 روشن باشد. توجه داشته باشید که اگر DIP4 روشن باشد، MOD IN باید به یک منبع تغذیه متصل شود یا به درستی خاتمه یابد.
خروجی سیگنال کنترل آهسته، 0 ولت تا 2.5 ولت. معمولاً به یک درایور پیزو یا محرک آهسته دیگر متصل است.
خروجی سریع سیگنال کنترل سریع، ±۲.۵ ولت. معمولاً به جریان تزریق دیود، مدولاتور آکوستیک یا الکترواپتیکی یا سایر محرک‌های سریع متصل است.
مانیتور ۱، ۲ خروجی سیگنال انتخاب شده برای نظارت.
خروجی TTL از پایین به بالا در مرکز جاروب، ۱M. (TRIG)
کنترل قفل/اسکن TTL برای LOCK IN؛ کانکتور استریو ۳.۵ میلی‌متری، چپ/راست (پین‌های ۲، ۳) برای قفل آهسته/سریع؛ پایین (زمین) فعال است (قفل را فعال می‌کند). سوئیچ اسکن/قفل پنل جلو باید روی SCAN باشد تا LOCK IN فعال شود. کابل Digikey CP-3.5-ND یک دوشاخه ۳.۵ میلی‌متری با دو سر سیم ارائه می‌دهد؛ قرمز برای قفل آهسته، مشکی نازک برای قفل سریع و مشکی ضخیم برای اتصال به زمین.

321

۱ اتصال به زمین ۲ قفل سریع ۳ قفل آهسته

شکل ۲.۲: پین‌اوت کانکتور استریو ۳.۵ میلی‌متری برای کنترل اسکن/قفل TTL.

۲.۳ سوئیچ‌های DIP داخلی

۲.۳ سوئیچ‌های DIP داخلی
چندین سوئیچ DIP داخلی وجود دارد که گزینه‌های اضافی ارائه می‌دهند و همه آنها به طور پیش‌فرض روی خاموش تنظیم شده‌اند.
هشدار: احتمال قرار گرفتن در معرض غلظت بالای ید وجود دارد.tagداخل FSC، به خصوص اطراف منبع تغذیه.

خاموش

۱- افزایش سریع

دکمه پنل جلویی

۲- فیدبک آهسته، انتگرال‌گیر تکی

3 تعصب

Ramp فقط کند کردن

۴- مد خارجی غیرفعال شده است

5 جبران

عادی

6 جارو کردن

مثبت

۷ اتصال سریع جریان مستقیم

8 افست سریع

روشن سیگنال خارجی انتگرال‌گیر دوگانه Ramp به تند و کند فعال ثابت در نقطه میانی منفی AC -1 V

DIP 1 اگر روشن باشد، بهره سریع سروو موتور توسط پتانسیل اعمال شده به کانکتور GAIN IN پنل پشتی به جای دکمه FAST GAIN پنل جلویی تعیین می‌شود.
DIP 2 سروو موتور آهسته یک انتگرال‌گیر تکی (خاموش) یا دوتایی (روشن) است. در صورت استفاده از حالت عملکرد سروو موتور آهسته و سریع «تو در تو» باید خاموش باشد.
DIP 3 اگر روشن باشد، یک جریان بایاس متناسب با خروجی آهسته سروو ایجاد می‌کند تا از جهش حالت جلوگیری شود. فقط در صورتی فعال شود که از قبل توسط کنترل‌کننده لیزر ارائه نشده باشد. وقتی FSC در ترکیب با DLC MOGLabs استفاده می‌شود، باید خاموش باشد.
DIP 4 اگر روشن باشد، مدولاسیون خارجی را از طریق کانکتور MOD IN در پنل پشتی فعال می‌کند. مدولاسیون مستقیماً به FAST OUT اضافه می‌شود. وقتی فعال است اما استفاده نمی‌شود، ورودی MOD IN باید برای جلوگیری از رفتار نامطلوب خاتمه یابد.
DIP 5 در صورت روشن بودن، دکمه افست پنل جلویی را غیرفعال کرده و افست را در نقطه میانی ثابت می‌کند. در حالت جابجایی خارجی، برای جلوگیری از خطای تصادفی، مفید است.

فصل 2. اتصالات و کنترل‌ها

تغییر فرکانس لیزر با ضربه زدن به دکمه افست.
DIP 6 جهت جاروب را معکوس می‌کند.
DIP 7 جریان متناوب سریع. معمولاً باید روشن باشد، به طوری که سیگنال خطای سریع به صورت جریان متناوب به سرووهای فیدبک متصل شود، با ثابت زمانی 40 میلی‌ثانیه (25 هرتز).
DIP 8 اگر روشن باشد، یک آفست -1 ولت به خروجی سریع اضافه می‌شود. DIP8 هنگام استفاده از FSC با لیزرهای MOGLabs باید خاموش باشد.

Feedback control loops

FSC دارای دو کانال بازخورد موازی است که می‌توانند دو محرک را به طور همزمان هدایت کنند: یک محرک «کند»، که معمولاً برای تغییر فرکانس لیزر به مقدار زیاد در مقیاس‌های زمانی کند استفاده می‌شود، و یک محرک «سریع» دوم. FSC کنترل دقیق هر ثانیه را فراهم می‌کند.tage از حلقه سروو، و همچنین یک جارو (ramp) ژنراتور و نظارت راحت بر سیگنال.

ورودی

جبران خطا

یک IN

B
ب در

0 ولت +
VREF
0v

CHB

علامت سریع بلوک DC سریع [7] AC
علامت آهسته

مدولاسیون و سوئیپ

امتیاز دهید

Ramp

در متن

شیب [6] به داخل حرکت کنید

SPAN
0v

+
افست

MOD IN

0v
مد [4]

0v
افست ثابت [5]

مثلث

0 ولت 0 ولت
+
جانبداری
0 ولت 0 ولت
سوگیری [3]

قفل کردن (سریع) قفل کردن (آهسته) سریع = قفل کردن آهسته = قفل کردن
رفت و برگشت LF
سریع خارج شوید +

سروو سریع
سود سریع

بهره خارجی [1] P

0v
تو در تو
سریع = قفل کن قفل کن (سریع)

D
0v

سروو موتور آهسته
خطای آهسته، بهره آهسته

آهسته INT
#1

رفت و برگشت LF

آهسته INT

0v
انتگرال‌گیر دوگانه [2]

آهسته برو

شکل 3.1: شماتیک MOGLabs FSC. برچسب‌های سبز به کنترل‌های روی پنل جلویی و ورودی‌های پنل پشتی، قهوه‌ای به سوئیچ‌های DIP داخلی و بنفش به خروجی‌های پنل پشتی اشاره دارند.

فصل 3. حلقه‌های کنترل فیدبک

۳.۱ ورودی‌هاtage
ورودی stage از FSC (شکل ۳.۲) یک سیگنال خطا به صورت VERR = VA – VB – VOFFSET تولید می‌کند. VA از کانکتور SMA نوع "A IN" گرفته می‌شود و VB با استفاده از کلید انتخابگر CHB تنظیم می‌شود، که بین کانکتور SMA نوع "B IN"، VB = 3.2 یا VB = VREF که توسط پتانسیومتر تنظیم می‌شود، یکی را انتخاب می‌کند.
کنترلر سیگنال خطا را به سمت صفر هدایت می‌کند که نقطه قفل را تعریف می‌کند. برخی از کاربردها ممکن است از تنظیمات کوچک در سطح DC برای تنظیم این نقطه قفل بهره‌مند شوند، که می‌توان با دکمه 10 چرخشی ERR OFFSET تا ±0 1 ولت تغییر مکان داد، مشروط بر اینکه انتخابگر ورودی روی حالت "offset" () تنظیم شده باشد. با استفاده از پتانسیومتر REF می‌توان به جبران‌های بزرگتری دست یافت.

ورودی

+ ای سی

جبران خطا

یک IN

B
ب در

علامت سریع AC سریع [7] FE سریع ERR

بلوک DC

خطای سریع

0 ولت +
VREF
0v

CHB

علامت آهسته

خطای آهسته SE SLOW ERR

شکل ۳.۲: شماتیک ورودی‌های FSCtage که کنترل‌های کوپلینگ، آفست و قطبیت را نشان می‌دهد. شش‌ضلعی‌ها سیگنال‌های مانیتور شده‌ای هستند که از طریق کلیدهای انتخابگر مانیتور پنل جلویی در دسترس هستند.

۳.۲ حلقه سروو آهسته
شکل ۳.۳ پیکربندی فیدبک آهسته FSC را نشان می‌دهد. یک بهره متغیر stage با دکمه SLOW GAIN در پنل جلویی کنترل می‌شود. عملکرد کنترلر به صورت تک انتگرال‌گیر یا دو انتگرال‌گیر است.

۳.۲ حلقه سروو آهسته

بسته به اینکه DIP2 فعال باشد یا خیر. ثابت زمانی انتگرال‌گیر آهسته از طریق دکمه SLOW INT در پنل جلویی کنترل می‌شود که بر اساس فرکانس گوشه مربوطه برچسب‌گذاری شده است.

سروو موتور آهسته
خطای آهسته، بهره آهسته

ادغام کننده ها
آهسته INT
#1

رفت و برگشت LF

آهسته INT

0v
انتگرال‌گیر دوگانه [2]

آهسته برو
پایین آهسته

شکل ۳.۳: شماتیک سروو موتور I/I3.3 با فیدبک آهسته. شش ضلعی‌ها سیگنال‌های مانیتور شده‌ای هستند که از طریق کلیدهای انتخابگر پنل جلویی در دسترس هستند.

با یک انتگرال‌گیر، بهره با فرکانس فوریه پایین‌تر، با شیب 20 دسی‌بل در هر دهه، افزایش می‌یابد. اضافه کردن یک انتگرال‌گیر دوم، شیب را به 40 دسی‌بل در هر دهه افزایش می‌دهد و باعث کاهش اختلاف بلندمدت بین فرکانس‌های واقعی و فرکانس‌های تنظیم‌شده می‌شود. افزایش بیش از حد بهره منجر به نوسان می‌شود زیرا کنترل‌کننده به تغییرات سیگنال خطا "بیش از حد واکنش نشان می‌دهد". به همین دلیل، گاهی اوقات محدود کردن بهره حلقه کنترل در فرکانس‌های پایین، که در آن یک پاسخ بزرگ می‌تواند باعث جهش حالت لیزر شود، مفید است.
سروو موتور کند، برد وسیعی را برای جبران رانش‌های طولانی‌مدت و اختلالات صوتی فراهم می‌کند و محرک سریع، برد کمی دارد اما پهنای باند بالایی برای جبران اختلالات سریع دارد. استفاده از یک انتگرال‌گیر دوگانه تضمین می‌کند که سروو موتور کند، پاسخ غالب را در فرکانس پایین دارد.
برای کاربردهایی که شامل یک محرک کند جداگانه نیستند، سیگنال کنترل کند (خطای انتگرال‌گیری تکی یا دوگانه) را می‌توان با تنظیم کلید SLOW روی "NESTED" به سیگنال تند اضافه کرد. در این حالت توصیه می‌شود که انتگرال‌گیر دوگانه در کانال کند با DIP2 غیرفعال شود تا از انتگرال‌گیری سه‌گانه جلوگیری شود.

فصل 3. حلقه‌های کنترل فیدبک

۳.۲.۱ اندازه‌گیری پاسخ آهسته سروو موتور
حلقه سروو موتور کند برای جبران رانش کند طراحی شده است. برای مشاهده پاسخ حلقه کند:
۱. مانیتور ۱ را روی SLOW ERR تنظیم کنید و خروجی را به یک اسیلوسکوپ وصل کنید.
۲. مانیتور ۲ را روی حالت SLOW تنظیم کنید و خروجی را به اسیلوسکوپ وصل کنید.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
۴. دکمه ERR OFFSET را تنظیم کنید تا سطح DC نشان داده شده روی مانیتور SLOW ERR نزدیک به صفر شود.
۵. دکمه FREQ OFFSET را تنظیم کنید تا سطح DC نشان داده شده روی مانیتور SLOW نزدیک به صفر شود.
۶. ولتاژ بر هر تقسیم را روی اسیلوسکوپ برای هر دو کانال روی ۱۰ میلی‌ولت بر هر تقسیم تنظیم کنید.
۷. با تنظیم حالت SLOW روی LOCK، حلقه سروو موتور کند را فعال کنید.
۸. دکمه ERR OFFSET را به آرامی تنظیم کنید تا سطح جریان مستقیم نشان داده شده روی مانیتور SLOW ERR به اندازه ۱۰ میلی‌ولت بالاتر و پایین‌تر از صفر حرکت کند.
۹. با تغییر علامت سیگنال خطای انتگرال، تغییر آهسته خروجی به میزان ۲۵۰ میلی‌ولت را مشاهده خواهید کرد.
توجه داشته باشید که زمان پاسخ برای رسیدن سروو موتور کند به حد نهایی خود به عوامل مختلفی از جمله بهره کند، ثابت زمانی انتگرال‌گیر کند، انتگرال‌گیری تکی یا دوگانه و اندازه سیگنال خطا بستگی دارد.

۳.۲ حلقه سروو آهسته

۳.۲.۲ ولتاژ خروجی آهستهtagنوسان الکترونیکی (فقط برای سریال‌های FSC A04… و پایین‌تر)
خروجی حلقه کنترل سروو آهسته برای سازگاری با DLC شرکت MOGLabs در محدوده 0 تا 2.5 ولت پیکربندی شده است. ورودی کنترل پیزو DLC SWEEP دارای یک ولت متر است.tagبهره e برابر با ۴۸ است، به طوری که حداکثر ورودی ۲.۵ ولت منجر به ۱۲۰ ولت در پیزو می‌شود. هنگامی که حلقه سروو آهسته درگیر می‌شود، خروجی آهسته فقط به اندازه ±۲۵ میلی‌ولت نسبت به مقدار آن قبل از درگیر شدن نوسان می‌کند. این محدودیت عمدی است تا از جهش‌های حالت لیزر جلوگیری شود. هنگامی که خروجی آهسته FSC با یک DLC MOGLabs استفاده می‌شود، نوسان ۵۰ میلی‌ولت در خروجی کانال آهسته FSC مربوط به نوسان ۲.۴ ولت در ولتاژ پیزو است.tage که مربوط به تغییر فرکانس لیزر در حدود 0.5 تا 1 گیگاهرتز است، که قابل مقایسه با محدوده طیفی آزاد یک حفره مرجع معمولی است.
برای استفاده با کنترل‌کننده‌های لیزر مختلف، می‌توان از طریق تغییر ساده یک مقاومت، تغییر بزرگتری در خروجی قفل‌شده‌ی آهسته‌ی FSC ایجاد کرد. بهره‌ی خروجی حلقه‌ی بازخورد آهسته توسط R82/R87، نسبت مقاومت‌های R82 (500) و R87 (100 کیلواهم) تعریف می‌شود. برای افزایش خروجی آهسته، R82/R87 را افزایش دهید، که به راحتی با کاهش R87 با اتصال یک مقاومت دیگر به صورت موازی (بسته‌ی SMD، اندازه 0402) انجام می‌شود. برای مثالampبا اضافه کردن یک مقاومت 30 کیلو اهمی به موازات مقاومت 100 کیلو اهمی موجود، مقاومت مؤثر 23 کیلو اهم ایجاد می‌شود که باعث افزایش نوسان خروجی آهسته از ±25 میلی ولت به ±125 میلی ولت می‌شود. شکل 3.4 طرح PCB FSC را در اطراف op نشان می‌دهد.amp U16.
R329
U16

C36

C362 R85 R331 C44 R87

C71

C35

R81 R82

شکل ۳.۴: طرح PCB FSC در اطراف آخرین مرحله افزایش آهستهamp U16، به همراه مقاومت‌های تنظیم‌کننده‌ی بهره R82 و R87 (با دایره مشخص شده‌اند)؛ سایز 0402.

فصل 3. حلقه‌های کنترل فیدبک

۳.۳ حلقه سریع سروو
سروو فیدبک سریع (شکل ۳.۵) یک حلقه PID است که کنترل دقیقی بر روی هر یک از اجزای فیدبک تناسبی (P)، انتگرالی (I) و تفاضلی (D) و همچنین بهره کلی کل سیستم فراهم می‌کند. خروجی سریع FSC می‌تواند از -۲.۵ ولت تا ۲.۵ ولت نوسان کند که در صورت پیکربندی با لیزر دیود حفره خارجی MOGLabs، می‌تواند جریان نوسانی ±۲.۵ میلی‌آمپر را فراهم کند.

سروو سریع

سود ببرید

سود خارجی [1]

افزایش سریع

خطای سریع
کنترل آهسته
0v

+ تو در تو

سریع = قفل کن قفل کن (سریع)

PI
D
0v

کنترل سریع

شکل ۳.۵: شماتیک کنترلر PID سروو با فیدبک سریع.

شکل ۳.۶ یک طرح مفهومی از عملکرد هر دو حلقه سروو سریع و کند را نشان می‌دهد. در فرکانس‌های پایین، حلقه انتگرال‌گیر سریع (I) غالب است. برای جلوگیری از واکنش بیش از حد حلقه سروو سریع به اختلالات خارجی فرکانس پایین (صوتی)، یک محدودیت بهره فرکانس پایین اعمال می‌شود که توسط دکمه GAIN LIMIT کنترل می‌شود.
در فرکانس‌های میانی (۱۰ کیلوهرتز و ۱ مگاهرتز) فیدبک تناسبی (P) غالب است. فرکانس گوشه بهره واحد که در آن فیدبک تناسبی از پاسخ یکپارچه بیشتر می‌شود، توسط دکمه FAST INT کنترل می‌شود. بهره کلی حلقه P توسط پتانسیومتر FAST GAIN یا از طریق یک سیگنال کنترل خارجی از طریق کانکتور GAIN IN پنل پشتی تنظیم می‌شود.

۳.۳ حلقه سریع سروو

به دست آوردن (دسی بل)

قطع فرکانس بالا انتگرال‌گیر دوگانه

افزایش سریع INT
بهره دیفرانسیل سریع (محدود)

مجتمع

افزایش سریع فرکانس پایین (محدود)

مجتمع

متناسب

متمایز کننده

فیلتر کنید

آهسته INT

20101

102

103

104

105

106

107

108

فرکانس فوریه [هرتز]

شکل ۳.۶: نمودار مفهومی بد که عملکرد کنترل‌کننده‌های سریع (قرمز) و کند (آبی) را نشان می‌دهد. کنترل‌کننده کند، یک انتگرال‌گیر تکی یا دوتایی با فرکانس گوشه قابل تنظیم است. کنترل‌کننده سریع، یک جبران‌کننده PID با فرکانس‌های گوشه قابل تنظیم و محدودیت‌های بهره در فرکانس‌های پایین و بالا است. به صورت اختیاری، می‌توان مشتق‌گیر را غیرفعال کرد و با یک فیلتر پایین‌گذر جایگزین کرد.

فرکانس‌های بالا (۱ مگاهرتز) معمولاً برای بهبود قفل شدن، نیاز به حلقه مشتق‌گیر دارند. مشتق‌گیر جبران‌سازی فاز را برای زمان پاسخ محدود سیستم انجام می‌دهد و بهره‌ای دارد که به میزان ۲۰ دسی‌بل در هر دهه افزایش می‌یابد. فرکانس گوشه حلقه تفاضلی را می‌توان از طریق دکمه FAST DIFF/FILTER تنظیم کرد تا فرکانسی را که در آن بازخورد تفاضلی غالب است، کنترل کرد. اگر FAST DIFF/FILTER روی خاموش تنظیم شود، حلقه تفاضلی غیرفعال می‌شود و بازخورد در فرکانس‌های بالاتر متناسب باقی می‌ماند. برای جلوگیری از نوسان و محدود کردن تأثیر نویز فرکانس بالا هنگام فعال بودن حلقه بازخورد تفاضلی، یک حد بهره قابل تنظیم، DIFF GAIN، وجود دارد که مشتق‌گیر را در فرکانس‌های بالا محدود می‌کند.
اغلب نیازی به مشتق‌گیر نیست و جبران‌کننده می‌تواند از فیلتر پایین‌گذر پاسخ سریع سروو برای کاهش بیشتر تأثیر نویز بهره ببرد. دیفرانسیل/فیلتر سریع را بچرخانید

فصل 3. حلقه‌های کنترل فیدبک

برای تنظیم فرکانس افت فرکانس برای حالت فیلتر، دکمه را از موقعیت خاموش (OFF) در خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید.
سروو موتور سریع سه حالت عملیاتی دارد: اسکن (SCAN)، اسکن+P و قفل (LOCK). وقتی روی اسکن (SCAN) تنظیم می‌شود، فیدبک غیرفعال می‌شود و فقط بایاس به خروجی سریع اعمال می‌شود. وقتی روی اسکن+P تنظیم می‌شود، فیدبک متناسب اعمال می‌شود که امکان تعیین علامت و بهره سروو موتور سریع را در حالی که فرکانس لیزر هنوز در حال اسکن است، فراهم می‌کند و روند قفل کردن و تنظیم را ساده می‌کند (به بند ۴.۲ مراجعه کنید). در حالت قفل (LOCK)، اسکن متوقف می‌شود و فیدبک کامل PID فعال می‌شود.

۳.۳.۱ اندازه‌گیری پاسخ سریع سروو
دو بخش بعدی اندازه‌گیری بازخورد تناسبی و تفاضلی نسبت به تغییرات سیگنال خطا را شرح می‌دهند. از یک مولد تابع برای شبیه‌سازی سیگنال خطا و از یک اسیلوسکوپ برای اندازه‌گیری پاسخ استفاده کنید.
۱. مانیتور ۱ و ۲ را به یک اسیلوسکوپ وصل کنید و انتخابگرها را روی FAST ERR و FAST تنظیم کنید.
2. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
۳. مولد تابع را به ورودی CHA وصل کنید.
۴. فانکشن ژنراتور را طوری پیکربندی کنید که یک موج سینوسی ۱۰۰ هرتز با پیک تا پیک ۲۰ میلی‌ولت تولید کند.
۵. دکمه ERR OFFSET را طوری تنظیم کنید که سیگنال خطای سینوسی، همانطور که در مانیتور FAST ERR مشاهده می‌شود، تقریباً در مرکز صفر قرار گیرد.

۳.۳.۲ اندازه‌گیری پاسخ تناسبی · با چرخاندن کامل دکمه SPAN در خلاف جهت عقربه‌های ساعت، مقدار span را به صفر کاهش دهید.
· برای فعال کردن حلقه بازخورد تناسبی، FAST را روی SCAN+P تنظیم کنید.

۳.۳ حلقه سریع سروو

· روی اسیلوسکوپ، خروجی FAST مربوط به FSC باید موج سینوسی ۱۰۰ هرتز را نشان دهد.
دکمه FAST GAIN را تنظیم کنید تا بهره متناسب سروو موتور سریع تغییر کند تا خروجی یکسان شود. ampعرض جغرافیایی به عنوان ورودی.
برای اندازه‌گیری پاسخ فرکانسی فیدبک تناسبی، فرکانس فانکشن ژنراتور را تنظیم کرده و آن را پایش کنید. ampعرض پاسخ خروجی FAST. برای مثالampفرکانس را تا زمانی که ampعرض جغرافیایی نصف شده است تا فرکانس بهره -3 dB بدست آید.

۳.۳.۳ اندازه‌گیری پاسخ تفاضلی
۱. برای خاموش کردن حلقه انتگرال‌گیر، FAST INT را روی OFF تنظیم کنید.
۲. با استفاده از مراحل توضیح داده شده در بخش بالا، FAST GAIN را روی واحد تنظیم کنید.
۳. بهره دیفرانسیل (DIFF GAIN) را روی ۰ دسی‌بل تنظیم کنید.
۴. فیلتر/تفاوت سریع (FAST DIFF/FILTER) را روی ۱۰۰ کیلوهرتز تنظیم کنید.
۵. فرکانس فانکشن ژنراتور را از ۱۰۰ کیلوهرتز به ۳ مگاهرتز تغییر دهید و خروجی FAST را بررسی کنید.
۶. همانطور که فرکانس سیگنال خطا را جاروب می‌کنید، باید در تمام فرکانس‌ها بهره واحد را مشاهده کنید.
۳. بهره دیفرانسیل (DIFF GAIN) را روی ۰ دسی‌بل تنظیم کنید.
۸. حالا وقتی فرکانس سیگنال خطا را جارو می‌کنید، باید متوجه افزایش شیب ۲۰ دسی‌بل در هر دهه پس از ۱۰۰ کیلوهرتز شوید که در ۱ مگاهرتز شروع به کاهش می‌کند و op را نشان می‌دهد.amp محدودیت‌های پهنای باند
بهره خروجی سریع را می‌توان با تغییر مقادیر مقاومت‌ها تغییر داد، اما مدار آن پیچیده‌تر از مدار فیدبک آهسته است (§3.2.2). در صورت نیاز، برای اطلاعات بیشتر با MOGLabs تماس بگیرید.

فصل 3. حلقه‌های کنترل فیدبک

۳.۴ مدولاسیون و اسکن
اسکن لیزری توسط یک ژنراتور جاروب داخلی یا یک سیگنال جاروب خارجی کنترل می‌شود. جاروب داخلی یک دندانه اره‌ای با دوره تناوب متغیر است که توسط یک سوئیچ برد چهار وضعیتی داخلی (برنامه C) و یک پتانسیومتر تریم پتانسیومتر تک دور در پنل جلویی تنظیم می‌شود.
حلقه‌های سروو سریع و آهسته را می‌توان به صورت جداگانه از طریق سیگنال‌های TTL به سوئیچ‌های پنل جلویی مرتبط با پنل پشتی متصل کرد. تنظیم هر یک از حلقه‌ها روی LOCK، حرکت جاروبی را متوقف کرده و تثبیت را فعال می‌کند.

مدولاسیون و سوئیپ

در متن

مثلث

امتیاز دهید

Ramp

شیب [6] به داخل حرکت کنید

SPAN
0v

+
افست
0v

0v
افست ثابت [5]

کنترل سریع MOD IN

مد [4]

0 ولت 0 ولت
+
جانبداری
0 ولت 0 ولت
سوگیری [3]

قفل کردن (سریع)

قفل کردن (آهسته)

سریع = قفل آهسته = قفل

RAMP RA

رفت و برگشت LF

بایاس BS

سریع خارج شوید +

سریع با فرکانس بالا

شکل ۳.۷: بایاس جریان رفت و برگشتی، مدولاسیون خارجی و فیدفوروارد.

ramp همچنین می‌توان با فعال کردن DIP3 و تنظیم پتانسیومتر BIAS، جریان بایاس را به خروجی سریع اضافه کرد، اما بسیاری از کنترل‌کننده‌های لیزر (مانند MOGLabs DLC) جریان بایاس لازم را بر اساس سیگنال سروو آهسته تولید می‌کنند، که در این صورت تولید آن در FSC نیز ضروری نیست.

4. برنامه قبلیample: قفل کردن پوند-دریور هال

یک کاربرد معمول FSC، قفل فرکانسی یک لیزر به یک حفره نوری با استفاده از تکنیک PDH است (شکل 4.1). حفره به عنوان یک تفکیک‌کننده فرکانس عمل می‌کند و FSC با کنترل پیزو لیزر و جریان از طریق خروجی‌های SLOW و FAST به ترتیب، لیزر را در حالت رزونانس با حفره نگه می‌دارد و پهنای خط لیزر را کاهش می‌دهد. یک یادداشت کاربردی جداگانه (AN002) موجود است که توصیه‌های عملی دقیقی در مورد پیاده‌سازی دستگاه PDH ارائه می‌دهد.

اسیلوسکوپ

مثلث

CH1

CH2

لیزر
حالت فعلی پیزو SMA

EOM

PBS

کنترل کننده DLC

وزارت دفاع PZT

حفره LPF

مانیتور ۲ مانیتور ۱ قفل

ورود سریع (Swep in) ورود سریع (Growth in)

ب در

یک IN

سریال:

مثلث

سریع خارج شدن آهسته خارج شدن حالت ورود

قدرت ب قدرت الف

شکل ۴.۱: طرحواره ساده‌شده برای قفل‌شدگی حفره PDH با استفاده از FSC. یک مدولاتور الکترواپتیکی (EOM) باندهای جانبی تولید می‌کند که با حفره برهمکنش می‌کنند و بازتاب‌هایی ایجاد می‌کنند که روی آشکارساز نوری (PD) اندازه‌گیری می‌شوند. دمدوله کردن سیگنال آشکارساز نوری، سیگنال خطای PDH تولید می‌کند.

روش‌های متنوع دیگری نیز می‌توانند برای تولید سیگنال‌های خطا استفاده شوند که در اینجا مورد بحث قرار نمی‌گیرند. ادامه این فصل نحوه دستیابی به قفل پس از تولید سیگنال خطا را شرح می‌دهد.

فصل 4. کاربرد سابقample: قفل کردن پوند-دریور هال

۴.۱ پیکربندی لیزر و کنترلر
FSC با انواع لیزرها و کنترل‌کننده‌ها سازگار است، مشروط بر اینکه آنها به درستی برای حالت عملیاتی مورد نظر پیکربندی شده باشند. هنگام راه‌اندازی یک ECDL (مانند لیزرهای MOGLabs CEL یا LDL)، الزامات مربوط به لیزر و کنترل‌کننده به شرح زیر است:
· مدولاسیون پهنای باند بالا مستقیماً به هدبورد لیزر یا مدولاتور فاز درون حفره‌ای.
· حجم بالاtagکنترل پیزوالکتریک از طریق یک سیگنال کنترل خارجی.
· تولید جریان پیشخور ("جریان بایاس") برای لیزرهایی که به بایاس 1 میلی‌آمپر در محدوده اسکن خود نیاز دارند. FSC قادر به تولید جریان بایاس داخلی است، اما این محدوده ممکن است توسط قطعات الکترونیکی هدبورد یا اشباع مدولاتور فاز محدود شود، بنابراین ممکن است لازم باشد از بایاس ارائه شده توسط کنترل‌کننده لیزر استفاده شود.
کنترلرهای لیزر و هدبوردهای MOGLabs را می‌توان به راحتی پیکربندی کرد تا به رفتار مورد نیاز، همانطور که در زیر توضیح داده شده است، دست یابند.

۴.۱.۱ پیکربندی تاج تخت
لیزرهای MOGLabs شامل یک برد داخلی هستند که اجزا را با کنترلر مرتبط می‌کند. برای کار با FSC، یک برد که شامل مدولاسیون جریان سریع از طریق کانکتور SMA باشد، مورد نیاز است. این برد باید مستقیماً به FSC FAST OUT متصل شود.
هدبورد B1240 برای حداکثر پهنای باند مدولاسیون اکیداً توصیه می‌شود، اگرچه B1040 و B1047 جایگزین‌های قابل قبولی برای لیزرهایی هستند که با B1240 سازگار نیستند. هدبورد دارای تعدادی سوئیچ جامپر است که در صورت لزوم باید برای ورودی DC coupled and buffered (BUF) پیکربندی شوند.

۴.۲ دستیابی به قفل اولیه

۴.۱.۲ پیکربندی DLC
اگرچه FSC را می‌توان برای جاروب داخلی یا خارجی پیکربندی کرد، اما استفاده از حالت جاروب داخلی و تنظیم DLC به عنوان یک دستگاه فرعی به شرح زیر بسیار ساده‌تر است:
۱. دکمه SLOW OUT را به SWEEP / PZT MOD در DLC وصل کنید.
۲. DIP2 (جابجایی خارجی) را روی DLC فعال کنید. مطمئن شوید که DIP9 و DIP13 خاموش هستند.
۳. DIP3 (تولید بایاس) مربوط به FSC را غیرفعال کنید. DLC به طور خودکار بایاس پیشخور فعلی را از ورودی sweep تولید می‌کند، بنابراین نیازی به تولید بایاس در داخل FSC نیست.
۴. SPAN روی DLC را روی حداکثر (کاملاً در جهت عقربه‌های ساعت) تنظیم کنید.
۵. با استفاده از صفحه نمایش LCD، فرکانس (FREQUENCY) را روی DLC روی صفر تنظیم کنید تا فرکانس نمایش داده شود.
۶. مطمئن شوید که SWEEP روی FSC عدد صحیح (INT) باشد.
۷. روی FSC، گزینه FREQ OFFSET را روی mid-range و SPAN را روی full تنظیم کنید و اسکن لیزر را مشاهده کنید.
۸. اگر اسکن در جهت اشتباه است، DIP8 مربوط به FSC یا DIP4 مربوط به DLC را برعکس کنید.
مهم است که دکمه SPAN مربوط به DLC پس از تنظیم طبق دستورالعمل بالا، تنظیم نشود، زیرا بر حلقه بازخورد تأثیر می‌گذارد و ممکن است از قفل شدن FSC جلوگیری کند. برای تنظیم میزان جابجایی باید از کنترل‌های FSC استفاده شود.

۴.۲ دستیابی به قفل اولیه
کنترل‌های SPAN و OFFSET مربوط به FSC می‌توانند برای تنظیم لیزر جهت پیمایش در نقطه قفل مورد نظر (مثلاً رزونانس حفره) و بزرگنمایی در یک اسکن کوچکتر در اطراف رزونانس استفاده شوند. موارد زیر

فصل 4. کاربرد سابقample: قفل کردن پوند-دریور هال

مراحل، فرآیند مورد نیاز برای دستیابی به یک قفل پایدار را نشان می‌دهند. مقادیر ذکر شده تقریبی هستند و برای کاربردهای خاص باید تنظیم شوند. توصیه‌های بیشتر در مورد بهینه‌سازی قفل در بند ۴.۳ ارائه شده است.

۴.۲.۱ قفل کردن با بازخورد سریع
۱. سیگنال خطا را به ورودی A IN در پنل پشتی وصل کنید.
۲. مطمئن شوید که سیگنال خطا از مرتبه ۱۰ میلی‌ولت‌پلاتین است.
3. Set INPUT to (offset mode) and CHB to 0.
۴. مانیتور ۱ را روی FAST ERR تنظیم کنید و روی اسیلوسکوپ مشاهده کنید. دکمه ERR OFFSET را تا زمانی که سطح DC نشان داده شده صفر شود، تنظیم کنید. اگر نیازی به استفاده از دکمه ERROR OFFSET برای تنظیم سطح DC سیگنال خطا نباشد، می‌توان کلید INPUT را روی DC تنظیم کرد و دکمه ERROR OFFSET هیچ تاثیری نخواهد داشت و از تنظیم تصادفی جلوگیری می‌کند.
۵. FAST GAIN را به صفر کاهش دهید.
۶. FAST را روی SCAN+P و SLOW را روی SCAN تنظیم کنید و با استفاده از کنترل‌های sweep، رزونانس را پیدا کنید.
۷. FAST GAIN را افزایش دهید تا سیگنال خطا همانطور که در شکل ۴.۲ نشان داده شده است، "کشش" پیدا کند. اگر این حالت مشاهده نشد، کلید FAST SIGN را معکوس کنید و دوباره امتحان کنید.
۸. FAST DIFF را روی OFF و GAIN LIMIT را روی ۴۰ تنظیم کنید. FAST INT را روی ۱۰۰ کیلوهرتز کاهش دهید.
۹. حالت FAST را روی LOCK تنظیم کنید تا کنترلر روی عبور از صفر سیگنال خطا قفل شود. ممکن است لازم باشد تنظیمات کوچکی در FREQ OFFSET انجام دهید تا لیزر قفل شود.
۱۰. با تنظیم FAST GAIN و FAST INT ضمن مشاهده سیگنال خطا، قفل را بهینه کنید. ممکن است لازم باشد پس از تنظیم انتگرال‌گیر، سروو موتور را دوباره قفل کنید.

۴.۲ دستیابی به قفل اولیه

شکل ۴.۲: اسکن لیزر با بازخورد فقط P روی خروجی سریع در حالی که خروجی کند را اسکن می‌کند، باعث می‌شود سیگنال خطا (نارنجی) در صورت صحیح بودن علامت و بهره (راست) گسترش یابد. در یک کاربرد PDH، انتقال حفره (آبی) نیز گسترش می‌یابد.
۱۱. برخی از برنامه‌ها ممکن است با افزایش FAST DIFF برای بهبود پاسخ حلقه مفید باشند، اما معمولاً برای دستیابی به قفل اولیه نیازی به این کار نیست.
۴.۲.۲ قفل کردن با بازخورد آهسته
پس از اینکه قفل با فیدبک سریع تناسبی و انتگرالی حاصل شد، باید فیدبک آهسته را برای دریفت‌های آهسته و حساسیت به اختلالات صوتی فرکانس پایین به کار گرفت.
۱. SLOW GAIN را روی محدوده میانی و SLOW INT را روی ۱۰۰ هرتز تنظیم کنید.
۲. حالت FAST را روی SCAN+P تنظیم کنید تا قفل لیزر باز شود و SPAN و OFFSET را طوری تنظیم کنید که بتوانید عبور از صفر را ببینید.
۳. مانیتور ۲ را روی SLOW ERR تنظیم کنید و با اسیلوسکوپ مشاهده کنید. پتانسیومتر کنار ERR OFFSET را تنظیم کنید تا سیگنال خطای آهسته به صفر برسد. تنظیم این پتانسیومتر فقط بر سطح DC سیگنال خطای آهسته تأثیر می‌گذارد، نه بر سیگنال خطای سریع.
۴. با تنظیم حالت FAST روی LOCK، لیزر را دوباره قفل کنید و هرگونه تنظیمات کوچک لازم را در FREQ OFFSET انجام دهید تا لیزر قفل شود.

فصل 4. کاربرد سابقample: قفل کردن پوند-دریور هال

۵. حالت SLOW را روی LOCK تنظیم کنید و سیگنال خطای کند را مشاهده کنید. اگر سروو موتور کند قفل شود، ممکن است سطح DC خطای کند تغییر کند. در این صورت، مقدار جدید سیگنال خطا را یادداشت کنید، SLOW را دوباره روی SCAN تنظیم کنید و از پتانسیومتر تنظیم جبران خطا برای نزدیک کردن سیگنال خطای کند قفل نشده به مقدار قفل شده استفاده کنید و سعی کنید قفل کند را دوباره قفل کنید.
۶. مرحله قبل یعنی قفل کردن آهسته لیزر را تکرار کنید، تغییر DC در خطای آهسته را مشاهده کنید و پتانسیومتر تنظیم کننده جبران خطا را تا زمانی که قفل کردن آهسته تغییر قابل اندازه گیری در مقدار سیگنال خطای قفل شده آهسته در مقابل قفل شده سریع ایجاد نکند، تنظیم کنید.
پتانسیومتر جبران خطا، اختلاف‌های کوچک (mV) در جبران‌های سیگنال خطای سریع و آهسته را تنظیم می‌کند. تنظیم پتانسیومتر تضمین می‌کند که هر دو مدار جبران خطای سریع و آهسته، لیزر را روی فرکانس یکسانی قفل کنند.
۷. اگر سروو موتور بلافاصله پس از درگیر شدن قفل آهسته، قفل خود را باز کرد، علامت آهسته را برعکس کنید.
۸. اگر سروو موتور کند هنوز بلافاصله قفلش باز شد، بهره کند را کاهش دهید و دوباره امتحان کنید.
۹. وقتی قفل آهسته و پایدار با تنظیم صحیح پتانسیومتر ERR OFFSET حاصل شد، برای بهبود پایداری قفل، SLOW GAIN و SLOW INT را تنظیم کنید.

۴.۳ بهینه‌سازی
هدف سروو موتور، قفل کردن لیزر روی نقطه عبور از صفر سیگنال خطا است که در حالت ایده‌آل، هنگام قفل شدن، دقیقاً صفر خواهد بود. بنابراین، نویز موجود در سیگنال خطا، معیاری برای کیفیت قفل است. تجزیه و تحلیل طیف سیگنال خطا، ابزاری قدرتمند برای درک و بهینه‌سازی بازخورد است. می‌توان از آنالیزورهای طیف RF استفاده کرد، اما نسبتاً گران هستند و دامنه دینامیکی محدودی دارند. یک کارت صدای خوب (۲۴ بیت ۱۹۲ کیلوهرتز، مثلاً Lynx L24)

۴.۳ بهینه‌سازی

تجزیه و تحلیل نویز تا فرکانس فوریه ۹۶ کیلوهرتز با محدوده دینامیکی ۱۴۰ دسی‌بل را ارائه می‌دهد.
در حالت ایده‌آل، تحلیلگر طیف باید با یک تفکیک‌کننده فرکانس مستقل که به نوسانات توان لیزر حساس نیست، استفاده شود [11]. با پایش سیگنال خطای درون حلقه می‌توان به نتایج خوبی دست یافت، اما اندازه‌گیری خارج از حلقه، مانند اندازه‌گیری انتقال حفره در یک کاربرد PDH، ترجیح داده می‌شود. برای تحلیل سیگنال خطا، تحلیلگر طیف را به یکی از خروجی‌های MONITOR که روی FAST ERR تنظیم شده است، وصل کنید.
قفل کردن با پهنای باند بالا معمولاً شامل ابتدا دستیابی به یک قفل پایدار با استفاده از سروو سریع و سپس استفاده از سروو آهسته برای بهبود پایداری قفل در درازمدت است. سروو آهسته برای جبران رانش حرارتی و اختلالات صوتی مورد نیاز است، که اگر فقط با جریان جبران شود، منجر به جهش حالت می‌شود. در مقابل، تکنیک‌های قفل ساده مانند طیف‌سنجی جذب اشباع معمولاً از طریق دستیابی به یک قفل پایدار با سروو آهسته و سپس استفاده از سروو سریع برای جبران نوسانات فرکانس بالاتر به دست می‌آیند. هنگام تفسیر طیف سیگنال خطا، مراجعه به نمودار Bode (شکل 4.3) می‌تواند مفید باشد.
هنگام بهینه‌سازی FSC، توصیه می‌شود ابتدا سرووی سریع را از طریق تحلیل سیگنال خطا (یا انتقال از طریق حفره) و سپس سرووی آهسته را برای کاهش حساسیت به اختلالات خارجی بهینه کنید. به طور خاص، حالت SCAN+P روشی مناسب برای بدست آوردن علامت بازخورد و بهره تقریباً صحیح فراهم می‌کند.
توجه داشته باشید که دستیابی به پایدارترین قفل فرکانسی نیازمند بهینه‌سازی دقیق بسیاری از جنبه‌های دستگاه است، نه فقط پارامترهای FSC. برای مثالampلو، باقیمانده ampمدولاسیون عرض جغرافیایی (RAM) در دستگاه PDH منجر به رانش سیگنال خطا می‌شود که سروو قادر به جبران آن نیست. به طور مشابه، نسبت سیگنال به نویز (SNR) پایین، نویز را مستقیماً به لیزر وارد می‌کند.
به طور خاص، بهره بالای انتگرال‌گیرها به این معنی است که قفل می‌تواند به حلقه‌های زمین در زنجیره پردازش سیگنال حساس باشد، و

فصل 4. کاربرد سابقample: قفل کردن پوند-دریور هال

باید برای حذف یا کاهش این موارد دقت شود. زمین FSC باید تا حد امکان به کنترل‌کننده لیزر و هر وسیله الکترونیکی دخیل در تولید سیگنال خطا نزدیک باشد.
یک روش برای بهینه‌سازی سروو موتور سریع، خاموش کردن FAST DIFF و تنظیم FAST GAIN، FAST INT و GAIN LIMIT برای کاهش سطح نویز تا حد امکان است. سپس FAST DIFF و DIFF GAIN را بهینه‌سازی کنید تا اجزای نویز فرکانس بالا، همانطور که در یک تحلیلگر طیف مشاهده می‌شود، کاهش یابد. توجه داشته باشید که ممکن است پس از معرفی مشتق‌گیر، برای بهینه‌سازی قفل، تغییراتی در FAST GAIN و FAST INT لازم باشد.
در برخی کاربردها، سیگنال خطا از نظر پهنای باند محدود است و فقط در فرکانس‌های بالا حاوی نویز ناهمبسته است. در چنین سناریوهایی، مطلوب است که عملکرد سروو موتور در فرکانس‌های بالا محدود شود تا از اتصال مجدد این نویز به سیگنال کنترل جلوگیری شود. یک گزینه فیلتر برای کاهش پاسخ سریع سروو موتور در فرکانس‌های بالاتر از یک فرکانس خاص ارائه شده است. این گزینه منحصر به مشتق‌گیر است و در صورتی که فعال کردن مشتق‌گیر باعث افزایش شود، باید امتحان شود.
60

به دست آوردن (دسی بل)

قطع فرکانس بالا انتگرال‌گیر دوگانه

افزایش سریع INT
بهره دیفرانسیل سریع (محدود)

مجتمع

افزایش سریع فرکانس پایین (محدود)

مجتمع

متناسب

متمایز کننده

فیلتر کنید

آهسته INT

20101

102

103

104

105

106

107

108

فرکانس فوریه [هرتز]

شکل ۴.۳: نمودار مفهومی Bode که عملکرد کنترلرهای سریع (قرمز) و آهسته (آبی) را نشان می‌دهد. فرکانس‌های گوشه و محدودیت‌های بهره با دکمه‌های پنل جلویی همانطور که برچسب‌گذاری شده‌اند تنظیم می‌شوند.

۴.۳ بهینه‌سازی

نویز اندازه‌گیری شده
سپس می‌توان سروو موتور کند را بهینه کرد تا واکنش بیش از حد به اختلالات خارجی را به حداقل برساند. بدون حلقه سروو موتور کند، محدودیت بهره بالا به این معنی است که سروو موتور سریع به اختلالات خارجی (مثلاً کوپلینگ آکوستیک) پاسخ می‌دهد و تغییر حاصل در جریان می‌تواند باعث جهش‌های مد در لیزر شود. بنابراین ترجیح داده می‌شود که این نوسانات (فرکانس پایین) در پیزو جبران شوند.
تنظیم SLOW GAIN و SLOW INT لزوماً باعث بهبود طیف سیگنال خطا نمی‌شود، اما وقتی بهینه شود، حساسیت به اختلالات صوتی را کاهش داده و طول عمر قفل را افزایش می‌دهد.
به طور مشابه، فعال کردن انتگرال‌گیر دوگانه (DIP2) می‌تواند با اطمینان از اینکه بهره کلی سیستم سروو کند در این فرکانس‌های پایین‌تر بالاتر از سروو سریع است، پایداری را بهبود بخشد. با این حال، این ممکن است باعث شود سروو کند به اختلالات فرکانس پایین بیش از حد واکنش نشان دهد و انتگرال‌گیر دوگانه فقط در صورتی توصیه می‌شود که رانش‌های طولانی مدت جریان، قفل را بی‌ثبات کند.

فصل 4. کاربرد سابقample: قفل کردن پوند-دریور هال

A. مشخصات

پارامتر

مشخصات

پهنای باند بهره زمان‌بندی (-۳ دسی‌بل) تأخیر انتشار پهنای باند مدولاسیون خارجی (-۳ دسی‌بل)

> 35 مگاهرتز < 40 نانوثانیه
> 35 مگاهرتز

ورودی A ورودی، B ورودی جاروب ورودی بهره ورودی مد ورودی قفل ورودی

SMA، ۱ میکرومتر، ±۲.۵ ولت SMA، ۱ میکرومتر، ۰ تا +۲.۵ ولت SMA، ۱ میکرومتر، ±۲.۵ ولت SMA، ۱ میکرومتر، ±۲.۵ ولت رابط صوتی مادگی ۳.۵ میلی‌متری، TTL

ورودی‌های آنالوگ بیش از حد ولتاژ دارندtagتا ±10 ولت محافظت می‌شوند. ورودی‌های TTL ولتاژ کمتر از 1 ولت را به عنوان پایین‌ترین و ولتاژ بیشتر از 0 ولت را به عنوان بالا‌ترین می‌گیرند. ورودی‌های LOCK IN از -2 ولت تا 0 ولت، در حالت فعال پایین و با جریان ±0 میکروآمپر هستند.

پیوست الف. مشخصات

پارامتر
خروجی، آهسته، سریع، مانیتور ۱، ۲، تریگر، توان A، B

مشخصات
SMA، 50، 0 تا +2 5 ولت، وزن مخصوص 20 کیلوهرتز SMA، 50، ±2 5 ولت، وزن مخصوص > 20 مگاهرتز SMA، 50، ±20 1 ولت، وزن مخصوص > 0 مگاهرتز SMA، 5M، 8 تا +12 ولت کانکتور مادگی M125، ±XNUMX ولت، XNUMX میلی آمپر

All outputs are limited to ±5 V. 50 outputs 50 mA max (125 mW, +21 dBm).

مکانیکی و قدرتی

ورودی IEC

۱۱۰ تا ۱۳۰ ولت با فرکانس ۶۰ هرتز یا ۲۲۰ تا ۲۶۰ ولت با فرکانس ۵۰ هرتز

فیوز

سرامیک ضد نوسان ۵x۲۰ میلی‌متری ۲۳۰ ولت/۰.۲۵ آمپر یا ۱۱۵ ولت/۰.۶۳ آمپر

ابعاد

عرض × ارتفاع × عمق = ۲۵۰ × ۷۹ × ۲۹۲ میلی‌متر

وزن

2 کیلوگرم

مصرف برق

< 10 وات

عیب یابی

ب.1 فرکانس لیزر اسکن نمی‌شود
یک DLC از MOGLabs با سیگنال کنترل پیزو خارجی مستلزم آن است که سیگنال خارجی از ۱.۲۵ ولت عبور کند. اگر مطمئن هستید که سیگنال کنترل خارجی شما از ۱.۲۵ ولت عبور می‌کند، موارد زیر را تأیید کنید:
· محدوده DLC کاملاً در جهت عقربه‌های ساعت است. · فرکانس در DLC صفر است (با استفاده از صفحه نمایش LCD برای تنظیم
فرکانس). · DIP9 (جابجایی خارجی) DLC روشن است. · DIP13 و DIP14 DLC خاموش هستند. · کلید قفل روی DLC روی SCAN تنظیم شده است. · SLOW OUT از FSC به SWEEP / PZT MOD متصل است.
ورودی DLC. · SWEEP روی FSC برابر با INT است. · محدوده FSC کاملاً در جهت عقربه‌های ساعت است. · FSC MONITOR 1 را به یک اسیلوسکوپ وصل کنید، MONI- را تنظیم کنید
دکمه TOR 1 به RAMP و FREQ OFFSET را تا زمانی که ramp در حدود ۱.۲۵ ولت متمرکز شده است.
اگر بررسی‌های فوق مشکل شما را حل نکرد، FSC را از DLC جدا کنید و مطمئن شوید که اسکن لیزر هنگام کنترل با DLC انجام می‌شود. در صورت عدم موفقیت، برای کمک با MOGLabs تماس بگیرید.
35

ضمیمه B. عیب یابی

ب.2 هنگام استفاده از ورودی مدولاسیون، خروجی سریع به یک ولتاژ بزرگ شناور می‌شودtage
هنگام استفاده از قابلیت MOD IN در FSC (با فعال بودن DIP 4)، خروجی سریع معمولاً روی ولتاژ مثبت شناور می‌شود.tagریل الکترونیکی، حدود ۴ ولت. مطمئن شوید که MOD IN در حالت عدم استفاده اتصال کوتاه شده است.

ب.3 سیگنال‌های خطای مثبت بزرگ
در برخی کاربردها، سیگنال خطای تولید شده توسط برنامه ممکن است کاملاً مثبت (یا منفی) و بزرگ باشد. در این حالت، پتانسیومتر REF و ERR OFFSET ممکن است تغییر DC کافی را برای اطمینان از تطابق نقطه قفل مورد نظر با 0 ولت فراهم نکنند. در این حالت، می‌توان از هر دو CH A و CH B با تنظیم ضامن ورودی روی، CH B روی PD و با ولتاژ DC استفاده کرد.tage به CH B اعمال می‌شود تا انحراف مورد نیاز برای متمرکز کردن نقطه قفل ایجاد شود. به عنوان مثالampاگر سیگنال خطا بین ۰ تا ۵ ولت و نقطه قفل ۲.۵ ولت باشد، سیگنال خطا را به کانال A وصل کنید و ۲.۵ ولت به کانال B اعمال کنید. با تنظیم مناسب، سیگنال خطا بین -۲.۵ ولت تا +۲.۵ ولت خواهد بود.

ب.۴ ریل‌های خروجی سریع در ±۰.۶۲۵ ولت
برای اکثر ECDL های MOGLabs، یک جلدtagنوسان ±0.625 ولت در خروجی سریع (متناظر با ±0.625 میلی‌آمپر تزریق شده به دیود لیزر) برای قفل شدن به یک حفره نوری بیشتر از حد مورد نیاز است. در برخی کاربردها، محدوده بزرگتری در خروجی سریع مورد نیاز است. این محدودیت را می‌توان با تغییر ساده یک مقاومت افزایش داد. در صورت نیاز، لطفاً برای اطلاعات بیشتر با MOGLabs تماس بگیرید.

ب.5 بازخورد نیاز به تغییر علامت دارد
اگر قطبیت بازخورد سریع تغییر کند، معمولاً به این دلیل است که لیزر به حالت چند مدی (دو مد کاواک خارجی که به طور همزمان نوسان می‌کنند) وارد شده است. جریان لیزر را طوری تنظیم کنید که به عملکرد تک مدی دست یابد، نه اینکه قطبیت بازخورد را معکوس کنید.

ب.6 مانیتور سیگنال اشتباه صادر می‌کند

ب.6 مانیتور سیگنال اشتباه صادر می‌کند
در طول آزمایش کارخانه، خروجی هر یک از دکمه‌های MONITOR تأیید می‌شود. با این حال، با گذشت زمان، پیچ‌های تنظیم که دکمه را در موقعیت خود نگه می‌دارند، ممکن است شل شوند و دکمه ممکن است بلغزد و باعث شود دکمه سیگنال اشتباه را نشان دهد. برای بررسی:
خروجی مانیتور (MONITOR) را به اسیلوسکوپ وصل کنید.
· دکمه SPAN را تا انتها در جهت عقربه های ساعت بچرخانید.
· مانیتور را به سمت راست بچرخانیدAMPحالا باید ar را مشاهده کنید.ampسیگنال ورودی در حدود ۱ ولت؛ اگر این کار را نکنید، موقعیت دکمه نادرست است.
· حتی اگر واقعاً آن را مشاهده کنیampاگر سیگنال روشن است، ممکن است موقعیت دکمه هنوز اشتباه باشد، دکمه را یک موقعیت دیگر در جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید.
اکنون باید یک سیگنال کوچک نزدیک به 0 ولت داشته باشید، و شاید بتوانید یک r کوچک را ببینیدamp روی اسیلوسکوپ در حدود ده‌ها میلی‌ولت. پتانسیومتر تنظیم‌کننده BIAS را تنظیم کنید و باید ببینید ampعرض جغرافیایی این ramp تغییر دهید.
اگر سیگنال روی اسیلوسکوپ با تنظیم پتانسیومتر BIAS تغییر کرد، موقعیت دکمه MONITOR شما صحیح است؛ در غیر این صورت، موقعیت دکمه MONITOR باید تنظیم شود.
برای اصلاح موقعیت دکمه MONITOR، ابتدا باید سیگنال‌های خروجی با استفاده از روشی مشابه روش بالا شناسایی شوند و سپس می‌توان موقعیت دکمه را با شل کردن دو پیچ تنظیم که دکمه را در جای خود نگه می‌دارند، با یک آچار آلن ۱.۵ میلی‌متری یا پیچ‌گوشتی چرخاند.

ب.7 لیزر جهش‌های حالت آهسته را طی می‌کند
جهش‌های حالت آهسته می‌توانند توسط بازخورد نوری از عناصر نوری بین لیزر و حفره ایجاد شوند، برای مثالampاز طریق کوپلینگ‌های فیبر نوری، یا از خود حفره نوری. علائم شامل فرکانس است.

ضمیمه B. عیب یابی

پرش‌های لیزر آزاد در مقیاس‌های زمانی آهسته، از مرتبه ۳۰ ثانیه که در آن فرکانس لیزر ۱۰ تا ۱۰۰ مگاهرتز جهش می‌کند. اطمینان حاصل کنید که لیزر ایزولاسیون نوری کافی دارد، در صورت لزوم یک ایزولاتور دیگر نصب کنید و هرگونه مسیر پرتوی که استفاده نمی‌شود را مسدود کنید.

ج. طرح PCB

C39

C59

R30

C76

C116

C166

R1 C8 C10
R2

R338 D1
C378

R24

R337

R27

C15

R28

R66 R34

R340 C379
R33
R10

D4
R11 C60 R35

R342

R37

R343 D6
C380
R3 C16 R12

C366 R58 R59 C31 R336

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

U10

U14

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

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

R19

R39 C34

C72

R61

C73

C19

R45 C47

C41 C78

R23

R22

C375
C374 R41 R21
C37
C38

C30

C20

R52 C48 R51
C49

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

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

REF1 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

D11

D12

D13

D14

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

D15

R303

D16

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

D17

R304

D18

U89

C355 C356

U91

U90

C361 R323

C357

C359
P12

C360

MH7
R313 R314 R320 R311 R312 R322

پیوست ج. طرح PCB

د. تبدیل ۱۱۵/۲۳۰ ولت

فیوز D.1

فیوز از نوع ضدجرقه سرامیکی است، 0.25 آمپر (230 ولت) یا 0.63 آمپر (115 ولت)، به ابعاد 5x20 میلی‌متر، برای مثالampفیوز Littlefuse 0215.250MXP یا 0215.630MXP. نگهدارنده فیوز یک کارتریج قرمز درست بالای ورودی برق IEC و سوئیچ اصلی در پشت دستگاه است (شکل D.1).

شکل D.1: فیوز کاتریج، محل قرارگیری فیوز برای کار در ولتاژ 230 ولت را نشان می‌دهد.
تبدیل D.2 به 120/240 ولت
این کنترلر می‌تواند با برق متناوب ۵۰ تا ۶۰ هرتز، ۱۱۰ تا ۱۲۰ ولت (۱۰۰ ولت در ژاپن) یا ۲۲۰ تا ۲۴۰ ولت تغذیه شود. برای تبدیل بین ۱۱۵ ولت و ۲۳۰ ولت، فیوز کارتریجی باید برداشته شود و دوباره طوری قرار داده شود که ولتاژ صحیح تنظیم شود.tage از طریق پنجره پوششی نشان داده می‌شود و فیوز صحیح (مطابق بالا) نصب شده است.
41

پیوست D. تبدیل ۱۱۵/۲۳۰ ولت

شکل D.2: برای تعویض فیوز یا ولتاژtagه، پوشش کارتریج فیوز را با یک پیچ‌گوشتی که در یک شکاف کوچک در لبه سمت چپ پوشش، درست در سمت چپ جلد قرمز قرار دارد، باز کنید.tagنشانگر e

هنگام برداشتن فیوز، یک پیچ‌گوشتی را در فرورفتگی سمت چپ کارتریج قرار دهید؛ سعی نکنید با استفاده از پیچ‌گوشتی کناری فیوزگیر آن را بیرون بیاورید (به شکل‌ها مراجعه کنید).

اشتباه است!

صحیح

شکل D.3: برای بیرون آوردن کارتریج فیوز، یک پیچ‌گوشتی را در فرورفتگی سمت چپ کارتریج قرار دهید.
هنگام تغییر جلدtagه، فیوز و یک گیره پل باید از یک طرف به طرف دیگر جابجا شوند، به طوری که گیره پل همیشه در پایین و فیوز همیشه در بالا باشد؛ به شکل‌های زیر مراجعه کنید.

تبدیل D.2 به 120/240 ولت

شکل D.4: پل ۲۳۰ ولت (چپ) و فیوز (راست). هنگام تغییر ولتاژ، جای پل و فیوز را عوض کنید.tage، به طوری که فیوز هنگام قرار دادن در بالاترین قسمت باقی بماند.

شکل D.5: پل ۱۱۵ ولت (چپ) و فیوز (راست).

پیوست D. تبدیل ۱۱۵/۲۳۰ ولت

کتابشناسی
[1] الکس آبراموویچی و جیک چاپسکی. سیستم‌های کنترل بازخورد: راهنمای سریع برای دانشمندان و مهندسان. اشپرینگر ساینس اند بیزینس مدیا، ۲۰۱۲. ۱
[2] بوریس لوری و پاول انرایت. کنترل فیدبک کلاسیک: با MATLAB® و Simulink®. انتشارات CRC، 2011. 1
[3] ریچارد دبلیو. فاکس، کریس دبلیو. اوتس، و لئو دبلیو. هالبرگ. پایدارسازی لیزرهای دیودی برای حفره‌های با ظرافت بالا. روش‌های تجربی در علوم فیزیکی، 40:1، 46. 2003
[4] RWP Drever، JL Hall، FV Kowalski، J. Hough، GM Ford، AJ Munley، و H. Ward. تثبیت فاز و فرکانس لیزر با استفاده از یک تشدیدگر نوری. Appl. Phys. B، 31:97 105، 1983. 1
[5] تی. دبلیو. هانش و بی. کولیاد. تثبیت فرکانس لیزر با استفاده از طیف‌سنجی قطبش یک حفره مرجع بازتابنده. ارتباطات اپتیک، 35(3):441، 444. 1980
[6] ام. ژو و جی. ال. هال. پایدارسازی فاز/فرکانس نوری یک سیستم لیزر: کاربرد در یک لیزر رنگی تجاری با یک پایدارکننده خارجی. مجله انجمن علمی اپتیک آمریکا، 10:802، 1993. 1
[7] جی سی بیورکلند. طیف‌سنجی مدولاسیون فرکانس: روشی جدید برای اندازه‌گیری جذب‌ها و پراکندگی‌های ضعیف. Opt. Lett.، 5:15، 1980. 1
[8] جاشوا اس تورنس، بن ام اسپارکس، لینکلن دی ترنر، و رابرت ای شولتن. باریک‌سازی پهنای خط لیزر زیرکیلوهرتز با استفاده از طیف‌سنجی قطبش. Optics express، 24(11):11396 11406، 2016. 1
45

[9] اس سی بل، دی ام هیوود، جی دی وایت، و آر ای شولتن. قفل کردن آفست فرکانس لیزر با استفاده از شفافیت القایی الکترومغناطیسی. Appl. Phys. Lett.، 90:171120، 2007. 1
[10] دبلیو. دمترودر. طیف‌سنجی لیزری، مفاهیم پایه و ابزار دقیق. اشپرینگر، برلین، ویرایش دوم، 2. 1996
[11] ال دی ترنر، کی پی Webار، سی‌جی هاثورن، و آر.ای. شولتن. توصیف نویز فرکانسی لیزرهای دیودی با خطوط باریک. 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

اسناد / منابع

کنترلر سروو سریع PID موگلابز [pdfدفترچه راهنما
کنترل کننده سریع سروو PID، PID، کنترل کننده سریع سروو، کنترل کننده سروو

مراجع

راهنمای کاربر

کنترلر سروو سریع PID موگلابز

مشخصات

دستورالعمل استفاده از محصول

اتصالات و کنترل ها

سوالات متداول

مقدمه

اتصالات و کنترل ها

Feedback control loops

عیب یابی

اسناد / منابع

مراجع

نظر بدهید

لغو پاسخ