Moglabs PID rýchly servo regulátor
Špecifikácie
- Model: MOGLabs FSC
- Typ: Servo regulátor
- Zamýšľané použitie: Stabilizácia laserovej frekvencie a zúženie šírky čiary
- Primárna aplikácia: Riadenie servomotorov s vysokou šírkou pásma a nízkou latenciou
Návod na použitie produktu
Úvod
MOGLabs FSC je navrhnutý tak, aby poskytoval servo riadenie s vysokou šírkou pásma a nízkou latenciou pre stabilizáciu laserovej frekvencie a zúženie šírky čiary.
Základná teória spätnoväzbového riadenia
Stabilizácia spätnoväzobnej frekvencie laserov môže byť zložitá. Odporúča sa znovaview učebnice teórie riadenia a literatúra o stabilizácii frekvencie laseru pre lepšie pochopenie.
Pripojenia a ovládacie prvky
Ovládacie prvky na prednom paneli
Ovládacie prvky na prednom paneli sa používajú na okamžité nastavenie a monitorovanie. Tieto ovládacie prvky sú nevyhnutné pre úpravy v reálnom čase počas prevádzky.
Ovládacie prvky a pripojenia na zadnom paneli
Ovládacie prvky a pripojenia na zadnom paneli poskytujú rozhrania pre externé zariadenia a periférie. Ich správne pripojenie zaisťuje bezproblémovú prevádzku a kompatibilitu s externými systémami.
Interné prepínače DIP
Interné DIP prepínače ponúkajú ďalšie možnosti konfigurácie. Pochopenie a správne nastavenie týchto prepínačov je kľúčové pre prispôsobenie správania ovládača.
FAQ
spoločnosť Santec
Rýchly servo regulátor
Hardvér verzie 1.0.9, Rev 2
Obmedzenie zodpovednosti
MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) nepreberá žiadnu zodpovednosť vyplývajúcu z použitia informácií obsiahnutých v tejto príručke. Tento dokument môže obsahovať alebo odkazovať na informácie a produkty chránené autorskými právami alebo patentmi a neposkytuje žiadnu licenciu podľa patentových práv MOGLabs, ani práva iných. Spoločnosť MOGLabs nebude zodpovedná za žiadnu chybu v hardvéri alebo softvéri alebo stratu alebo nedostatočnosť údajov akéhokoľvek druhu, ani za žiadne priame, nepriame, náhodné alebo následné škody v súvislosti s alebo vyplývajúce z výkonu alebo používania ktoréhokoľvek z jej produktov. . Vyššie uvedené obmedzenie zodpovednosti bude rovnako aplikovateľné na akúkoľvek službu poskytovanú MOGLabs.
Autorské práva
Copyright © MOG Laboratories Pty Ltd (MOGLabs) 2017 2025. Žiadna časť tejto publikácie nesmie byť reprodukovaná, ukladaná do vyhľadávacieho systému alebo prenášaná v akejkoľvek forme alebo akýmikoľvek prostriedkami, elektronicky, mechanicky, fotokopírovaním alebo inak, bez predchádzajúceho písomného súhlasu povolenie MOGLabs.
Kontaktovať
Pre ďalšie informácie kontaktujte:
MOG Laboratories P/L 49 University St Carlton VIC 3053 AUSTRÁLIA +61 3 9939 0677 info@moglabs.com www.moglabs.com
Santec LIS Corporation 5823 Ohkusa-Nenjozaka, Komaki Aichi 485-0802 JAPONSKO +81 568 79 3535 www.santec.com
Úvod
MOGLabs FSC poskytuje kľúčové prvky servo regulátora s vysokou šírkou pásma a nízkou latenciou, primárne určeného na stabilizáciu laserovej frekvencie a zúženie šírky vedenia. FSC sa dá použiť aj na... ampregulácia výšky, napríkladampvytvoriť „pohlcovač šumu“, ktorý stabilizuje optický výkon laseru, ale v tejto príručke predpokladáme bežnejšie použitie stabilizácie frekvencie.
1.1 Základná teória spätnoväzbového riadenia
Stabilizácia spätnoväzobnej frekvencie laserov môže byť komplikovaná. Odporúčame čitateľom, aby siview učebnice teórie riadenia [1, 2] a literatúra o stabilizácii laserovej frekvencie [3].
Koncept spätnoväzobného riadenia je schematicky znázornený na obrázku 1.1. Frekvencia laseru sa meria frekvenčným diskriminátorom, ktorý generuje chybový signál, ktorý je úmerný rozdielu medzi okamžitou frekvenciou laseru a požadovanou alebo nastavenou frekvenciou. Medzi bežné diskriminátory patria optické dutiny a detekcia Pound-Drever-Hall (PDH) [4] alebo Ha¨nsch-Couillaud [5]; offset locking [6]; alebo mnoho variácií atómovej absorpčnej spektroskopie [7].
0
+
Signál chyby
Servo
Riadiaci signál
Laser
dV/df frekvenčný diskriminátor
Obrázok 1.1: Zjednodušená bloková schéma spätnoväzbovej regulačnej slučky.
1
2
Kapitola 1. Úvod
1.1.1 Chybové signály
Kľúčovým spoločným znakom spätnoväzbového riadenia je, že chybový signál použitý na riadenie by mal meniť znamienko, keď sa laserová frekvencia posúva nad alebo pod požadovanú hodnotu, ako je znázornené na obrázku 1.2. Z chybového signálu generuje spätnoväzbový servopohon alebo kompenzátor riadiaci signál pre prevodník v laseri tak, aby sa laserová frekvencia posúvala smerom k požadovanej požadovanej hodnote. Rozhodujúce je, že tento riadiaci signál zmení znamienko, keď sa zmení znamienko chybového signálu, čím sa zabezpečí, že laserová frekvencia sa vždy posúva smerom k požadovanej hodnote, a nie od nej odkláňa.
Chyba
Chyba
f
0
Frekvencia f
Frekvencia f
ODSTUP CHYBY
Obrázok 1.2: Teoretický disperzný chybový signál, úmerný rozdielu medzi frekvenciou laseru a požadovanou frekvenciou. Posun chybového signálu posúva bod uzamknutia (doprava).
Všimnite si rozdiel medzi chybovým signálom a riadiacim signálom. Chybový signál je mierou rozdielu medzi skutočnou a požadovanou laserovou frekvenciou, ktorá je v princípe okamžitá a bez šumu. Riadiaci signál je generovaný z chybového signálu spätnoväzobným servom alebo kompenzátorom. Riadiaci signál riadi akčný člen, ako je piezoelektrický menič, vstrekovací prúd laserovej diódy alebo akusticko-optický alebo elektrooptický modulátor, tak, že sa laserová frekvencia vráti na požadovanú hodnotu. Akčné členy majú zložité odozvy s konečnými fázovými oneskoreniami, frekvenčne závislým zosilnením a rezonanciami. Kompenzátor by mal optimalizovať riadiacu odozvu, aby sa chyba znížila na minimum.
1.1 Základná teória spätnoväzbového riadenia
3
1.1.2 Frekvenčná odozva spätnoväzobného serva
Činnosť servomotorov so spätnou väzbou sa zvyčajne opisuje pomocou Fourierovej frekvenčnej odozvy, teda zosilnenia spätnej väzby ako funkcie frekvencie rušenia. NapríkladampNapríklad bežným rušením je sieťová frekvencia = 50 Hz alebo 60 Hz. Toto rušenie zmení frekvenciu laseru o určitú hodnotu, rýchlosťou 50 alebo 60 Hz. Vplyv rušenia na laser môže byť malý (napr. = 0 ± 1 kHz, kde 0 je nerušená frekvencia laseru) alebo veľký ( = 0 ± 1 MHz). Bez ohľadu na veľkosť tohto rušenia je Fourierova frekvencia rušenia buď 50 alebo 60 Hz. Na potlačenie tohto rušenia by malo mať spätnoväzobné servo vysoké zosilnenie pri 50 a 60 Hz, aby ho bolo možné kompenzovať.
Zisk servo regulátora má typicky nízkofrekvenčný limit, zvyčajne definovaný limitom šírky pásma zosilnenia operačného systému.amppoužívané v servo regulátore. Zisk musí tiež klesnúť pod jednotkový zisk (0 dB) pri vyšších frekvenciách, aby sa predišlo vyvolaniu kmitov v riadiacom výstupe, ako je napríklad známe vysokofrekvenčné pišťanie audio systémov (bežne nazývané „zvuková spätná väzba“). Tieto kmitania sa vyskytujú pri frekvenciách nad prevrátenou hodnotou minimálneho oneskorenia šírenia kombinovaného systému laseru, frekvenčného diskriminátora, serva a akčného člena. Tento limit je typicky ovplyvnený dobou odozvy akčného člena. Pre piezoelektrické snímače používané v diódových laseroch s vonkajšou dutinou je limit typicky niekoľko kHz a pre modulačnú odozvu prúdu laserovej diódy je limit okolo 100 až 300 kHz.
Obrázok 1.3 je koncepčný graf závislosti zosilnenia od Fourierovej frekvencie pre FSC. Aby sa minimalizovala chyba laserovej frekvencie, mala by sa maximalizovať plocha pod grafom zosilnenia. Bežným prístupom sú PID (proporcionálne integračné a diferenciálne) servo regulátory, kde riadiaci signál je súčtom troch zložiek odvodených z jedného vstupného signálu chyby. Proporcionálna spätná väzba (P) sa snaží okamžite kompenzovať rušenia, zatiaľ čo integračná spätná väzba (I) poskytuje vysoké zosilnenie pre ofsety a pomalé drifty a diferenciálna spätná väzba (D) pridáva dodatočné zosilnenie pre náhle zmeny.
4
Kapitola 1. Úvod
Zisk (dB)
Dvojitý integrátor s vysokou frekvenciou
60
RÝCHLY INT RÝCHLY ZISK
RÝCHLY ROZDIEL ROZDIEL ZISOK (limit)
40
20
integrátor
0
RÝCHLE LF ZOSILNENIE (limit)
integrátor
Proporcionálne
Diferenciátor
Filter
POMALÝ INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourierova frekvencia [Hz]
Obrázok 1.3: Koncepčný Bodeov graf znázorňujúci činnosť rýchleho (červeného) a pomalého (modrého) regulátora. Pomalý regulátor je buď jednoduchý, alebo dvojitý integrátor s nastaviteľnou rohovou frekvenciou. Rýchly regulátor je PID s nastaviteľnými rohovými frekvenciami a limitmi zosilnenia pri nízkych a vysokých frekvenciách. Voliteľne je možné diferenciálny člen deaktivovať a nahradiť ho dolnopriepustným filtrom.
Pripojenia a ovládacie prvky
2.1 Ovládacie prvky na prednom paneli
Predný panel FSC má veľké množstvo možností konfigurácie, ktoré umožňujú ladenie a optimalizáciu správania serva.
Upozorňujeme, že prepínače a možnosti sa môžu medzi jednotlivými verziami hardvéru líšiť. Prečítajte si, prosím, návod na obsluhu vášho konkrétneho zariadenia podľa sériového čísla.
Rýchly servo regulátor
AC DC
VSTUP
PD 0
REF
CHB
+
RÝCHLE ZNAMENIE
+
POMALÉ ZNAČENIE
INT
75 100 250
50k 100k 200k
10M 5M 2.5M
50
500
20 tis
500k OFF
1M
25
750 10 tis
1 milión 200 tisíc
750 tis
VYPNUTÉ
1k OFF
2 milión 100 tisíc
500 tis
EXT
50 tis
250 tis
25 tis
100 tis
SPAN
RATE
POMALÝ INT
RÝCHLY INT
RÝCHLY ROZDIEL/FILTER
12
6
18
0
24
BIAS
FREKVENČNÝ OFFSET
POMALÝ ZÍSKAVANIE
RÝCHLY ZISK
ROZDIEL ZISKU
30 20 10
0
40
50
VNORENÉ
60
SKENOVAŤ
MAXIMÁLNY ZÁMOK
SPOMALY
LIMIT ZÍSKANIA
SKEN SKEN+P
ZAMKNÚŤ
RÝCHLO
OFFSET CHYBY
STATUS
POMALÁ CHYBA
RAMP
RÝCHLA CHYBA
BIAS
CHB
RÝCHLO
CHA
SPOMALY
MON1
POMALÁ CHYBA
RAMP
RÝCHLA CHYBA
BIAS
CHB
RÝCHLO
CHA
SPOMALY
MON2
2.1.1 Konfigurácia VSTUP Vyberá režim väzby chybového signálu; pozri obrázok 3.2. AC Rýchly chybový signál je viazaný na striedavý prúd, pomalý chybový signál je viazaný na jednosmerný prúd. DC Rýchly aj pomalý chybový signál sú viazané na jednosmerný prúd. Signály sú viazané na jednosmerný prúd a na riadenie bodu uzamknutia sa používa ERROR OFFSET na prednom paneli. CHB Vyberá vstup pre kanál B: fotodetektor, zem alebo variabilná referencia 0 až 2.5 V nastavená pomocou susedného trimru.
RÝCHLA SPRÁVA Znak rýchlej spätnej väzby. POMALÁ SPRÁVA Znak pomalej spätnej väzby.
5
6
Pripojenia a ovládacie prvky
2.1.2 Ramp ovládanie
Vnútorné ramp Generátor poskytuje funkciu rozmítania na skenovanie laserovej frekvencie, zvyčajne pomocou piezoelektrického aktuátora, diódového vstrekovania prúdu alebo oboch. Spúšťací výstup synchronizovaný s ramp je umiestnený na zadnom paneli (TRIG, 1M).
INT/EXT Interný alebo externý ramp pre frekvenčné skenovanie.
Trimpot RATE na nastavenie internej rýchlosti rozmítania.
PREDPAD (BIAS) Keď je DIP3 povolený, pomalý výstup, škálovaný týmto trimtronom, sa pripočíta k rýchlemu výstupu. Toto predpätie predpätia je zvyčajne potrebné pri nastavovaní piezoelektrického aktuátora ECDL, aby sa zabránilo preskakovaniu módov. Túto funkciu však už poskytujú niektoré laserové ovládače (napríklad MOGLabs DLC) a mala by sa používať iba vtedy, ak nie je k dispozícii inde.
SPAN Upravuje ramp výška, a teda rozsah frekvenčného rozmítania.
FREQ OFFSET Upravuje jednosmerný posun na pomalom výstupe, čím efektívne zabezpečuje statický posun laserovej frekvencie.
2.1.3 Premenné slučky
Premenné slučky umožňujú zosilnenie proporcionálneho, integračného a diferenciálneho členu.tagktoré sa majú upraviť. Pre integrátor a diferenciátortagZisk sa teda vyjadruje pomocou jednotkovej frekvencie zosilnenia, niekedy označovanej ako rohová frekvencia.
SLOW INT Rohová frekvencia pomalého servointegrátora; je možné ju vypnúť alebo nastaviť od 25 Hz do 1 kHz.
POMALÝ ZOSILNENIE Pomalý zisk serva s jednou otáčkou; od -20 dB do +20 dB.
FAST INT Rohová frekvencia rýchleho servointegrátora; vypnutá alebo nastaviteľná od 10 kHz do 2 MHz.
2.1 Ovládacie prvky na prednom paneli
7
RÝCHLE ZISENIE Desaťotáčkové rýchle servo proporcionálne zosilnenie; od -10 dB do +50 dB.
RÝCHLY ROZDIEL/FILTER Ovláda odozvu serva na vysokej frekvencii. Pri nastavení na „VYPNUTÉ“ zostáva odozva serva proporcionálna. Pri otočení v smere hodinových ručičiek sa derivačný člen aktivuje s príslušnou rohovou frekvenciou. Upozorňujeme, že zníženie rohovej frekvencie zvyšuje účinok derivačného člena. Pri nastavení na podčiarknutú hodnotu sa derivačný člen deaktivuje a namiesto toho sa na výstup serva použije dolnopriepustný filter. To spôsobí, že odozva sa nad zadanou frekvenciou zníži.
ROZDIEL ZISKO Limit vysokofrekvenčného zosilnenia rýchleho serva; každý prírastok mení maximálne zosilnenie o 6 dB. Nemá žiadny účinok, pokiaľ nie je povolený diferenciátor, teda pokiaľ nie je RÝCHLY ROZDIEL nastavený na hodnotu, ktorá nie je podčiarknutá.
2.1.4 Ovládacie prvky zámku
LIMIT ZISKU Nízkofrekvenčný limit zosilnenia rýchleho serva v dB. MAX predstavuje maximálne dostupné zosilnenie.
CHYBOVÝ POSUN Jednosmerný posun aplikovaný na chybové signály, keď je režim INPUT nastavený na . Užitočné na presné ladenie bodu blokovania alebo kompenzáciu driftu v chybovom signáli. Susedný trimmer slúži na nastavenie chybového posunu pomalého serva vzhľadom na rýchle servo a možno ho nastaviť tak, aby sa zabezpečilo, že rýchle a pomalé servá sa budú pohybovať smerom k presne rovnakej frekvencii.
SLOW Zapne pomalé servo zmenou SCAN na LOCK. Pri nastavení NESTED sa pomalé ovládanie hlasitostitage sa privádza do signálu rýchlej chyby pre veľmi vysoké zosilnenie pri nízkych frekvenciách v neprítomnosti akčného člena pripojeného k pomalému výstupu.
FAST Ovláda rýchle servo. Pri nastavení SCAN+P sa proporcionálna spätná väzba privádza do rýchleho výstupu počas skenovania laserom, čo umožňuje kalibráciu spätnej väzby. Zmenou na LOCK sa skenovanie zastaví a aktivuje sa plná PID regulácia.
8
Kapitola 2. Pripojenia a ovládacie prvky
STAV Viacfarebný indikátor zobrazujúci stav zámku.
Zelená Napájanie zapnuté, zámok deaktivovaný. Oranžová Zámok zapnutý, ale chybový signál mimo dosahu, čo indikuje zámok.
zlyhalo. Modrý zámok je zapnutý a chybový signál je v rámci limitov.
2.1.5 Monitorovanie signálu
Dva otočné enkodéry vyberajú, ktorý zo zadaných signálov sa smeruje na výstupy MONITOR 1 a MONITOR 2 na zadnom paneli. Výstup TRIG je TTL kompatibilný výstup (1M), ktorý sa prepína z nízkej na vysokú úroveň v strede rozmítania. Tabuľka nižšie definuje signály.
CHA CHB RÝCHLA CHYBA POMALÁ CHYBA RAMP Skreslenie RÝCHLE POMALÉ
Vstup kanála A Vstup kanála B Chybový signál používaný rýchlym servom Chybový signál používaný pomalým servom Ramp ako sa vzťahuje na SLOW OUT Ramp ako sa aplikuje na FAST OUT, keď je DIP3 povolený Riadiaci signál FAST OUT Riadiaci signál SLOW OUT
2.2 Ovládacie prvky a pripojenia na zadnom paneli
9
2.2 Ovládacie prvky a pripojenia na zadnom paneli
MONITOR 2 UZAMKNUTÝ
MONITOR 1
ZAMETENIE
ZÍSKAJTE
B V
A IN
Serial:
TRIG
RÝCHLO VÝCHOD POMALÝ VÝCHOD
MOD IN
POWER B
POWER A
Všetky konektory sú SMA, okrem prípadov uvedených nižšie. Všetky vstupy sú prepäťovo odolné.tagchránené do ±15 V.
Napájanie IEC. Jednotka by mala byť prednastavená na príslušnú hlasitosť.tagpre vašu krajinu. Pokyny na zmenu hlasitosti napájania nájdete v dodatku D.tage v prípade potreby.
A IN, B IN Vstupy chybového signálu pre kanály A a B, typicky fotodetektory. Vysoká impedancia, nominálny rozsah ±2 V. Kanál B sa nepoužíva, pokiaľ prepínač CHB na prednom paneli nie je nastavený na PD.
NAPÁJANIE A, B Nízkošumové jednosmerné napájanie pre fotodetektory; ±12 V, 125 mA, dodávané cez konektor M8 (číslo dielu TE Connectivity 2-2172067-2, Digikey A121939-ND, 3-pinový samec). Kompatibilné s fotodetektormi MOGLabs PDA a Thorlabs. Používa sa so štandardnými káblami M8, napr.ample Digikey 277-4264-ND. Uistite sa, že fotodetektory sú pri pripájaní k napájacím zdrojom vypnuté, aby ste predišli preťaženiu ich výstupov.
ZÍSKANIE HLASITOSTItagElektronicky riadené proporcionálne zosilnenie rýchleho serva, ±1 V, zodpovedajúce plnému rozsahu ovládača na prednom paneli. Nahrádza ovládač FAST GAIN na prednom paneli, keď je DIP1 zapnutý.
ZAMETENIE DOVNÚTRA Externé ramp Vstup umožňuje ľubovoľné frekvenčné skenovanie, 0 až 2.5 V. Signál musí prekročiť 1.25 V, čo definuje stred rozmítania a približný bod uzamknutia.
10
Kapitola 2. Pripojenia a ovládacie prvky
3 4
1 + 12 V
1
3-12 V
4 0V
Obrázok 2.1: Zapojenie pinov konektora M8 pre POWER A, B.
MOD IN Vstup s vysokopásmovou moduláciou, pridaný priamo k rýchlemu výstupu, ±1 V, ak je DIP4 zapnutý. Upozorňujeme, že ak je DIP4 zapnutý, MOD IN by mal byť pripojený k napájaniu alebo správne ukončený.
SLOW OUT Výstup signálu pomalého riadenia, 0 V až 2.5 V. Normálne pripojený k piezoelektrickému budiču alebo inému pomalému aktuátoru.
RÝCHLY VÝSTUP Rýchly výstup riadiaceho signálu, ±2 V. Normálne pripojený k diódovému injektážnemu prúdu, akusticko- alebo elektrooptickému modulátoru alebo inému rýchlemu akčnému členu.
MONITOR 1, 2 Vybraný výstup signálu pre monitorovanie.
TRIG Nízky až vysoký TTL výstup v strede rozmítania, 1M.
LOCK IN Ovládanie skenovania/uzamknutia TTL; 3.5 mm stereo konektor, ľavý/pravý (piny 2, 3) pre pomalé/rýchle uzamknutie; nízky signál (uzemnenie) je aktívny (povoliť uzamknutie). Prepínač skenovania/uzamknutia na prednom paneli musí byť v polohe SCAN, aby malo LOCK IN účinok. Kábel Digikey CP-2207-ND má 3.5 mm zástrčku s koncami vodičov; červená pre pomalé uzamknutie, tenká čierna pre rýchle uzamknutie a hrubá čierna pre uzemnenie.
321
1 Uzemnenie 2 Rýchle uzamknutie 3 Pomalé uzamknutie
Obrázok 2.2: Zapojenie pinov 3.5 mm stereo konektora pre ovládanie skenovania/uzamknutia TTL.
2.3 Interné DIP prepínače
11
2.3 Interné DIP prepínače
Existuje niekoľko interných DIP prepínačov, ktoré poskytujú ďalšie možnosti, pričom všetky sú predvolene nastavené na VYPNUTÉ.
UPOZORNENIE Existuje možnosť vystavenia sa vysokým objemomtagvo vnútri FSC, najmä okolo zdroja napájania.
VYPNUTÉ
1 Rýchly zisk
Gombík na prednom paneli
2 Pomalá spätná väzba Jeden integrátor
3 Zaujatosť
Ramp len spomaliť
4 Externý MOD vypnutý
5 Ofset
Normálne
6 Zametanie
Pozitívny
7 Rýchla spojka DC
8 Rýchly ofset
0
ZAP Externý signál Dvojitý integrátor Ramp rýchlo a pomaly Povolené Pevne v strede Záporný AC -1 V
DIP 1 Ak je zapnutý, rýchle zosilnenie serva je určené potenciálom privedeným na konektor GAIN IN na zadnom paneli namiesto gombíka FAST GAIN na prednom paneli.
DIP 2 Pomalé servo je jednoduchý (OFF) alebo dvojitý (ON) integrátor. Mal by byť VYPNUTÝ, ak sa používa „vnorený“ režim prevádzky pomalého a rýchleho serva.
DIP 3 Ak je zapnutý, generuje predpätý prúd úmerný pomalému výstupu serva, aby sa zabránilo preskokom medzi režimami. Povoľte iba vtedy, ak to už neposkytuje laserový ovládač. Mal by byť vypnutý, keď sa FSC používa v kombinácii s DLC MOGLabs.
DIP 4 Ak je zapnutý, umožňuje externú moduláciu cez konektor MOD IN na zadnom paneli. Modulácia sa pridáva priamo k FAST OUT. Ak je vstup MOD IN zapnutý, ale nepoužíva sa, musí byť ukončený, aby sa predišlo nežiaducemu správaniu.
DIP 5 Ak je zapnutý, deaktivuje gombík posunutia na prednom paneli a fixuje posunutie na stredový bod. Užitočné v režime externého rozmítania, aby sa predišlo náhodnému
12
Kapitola 2. Pripojenia a ovládacie prvky
zmena frekvencie laseru stlačením gombíka ofsetu.
DIP 6 Obráti smer rozmítania.
DIP 7 Rýchle striedavé napätie. Mal by byť normálne zapnutý, aby signál rýchlej chyby bol prepojený striedavým prúdom so spätnoväzobnými servomotormi s časovou konštantou 40 ms (25 Hz).
DIP 8 Ak je zapnutý, k rýchlemu výstupu sa pridá posun -1 V. DIP8 by mal byť vypnutý, keď sa FSC používa s lasermi MOGLabs.
Spätnoväzobné riadiace slučky
FSC má dva paralelné spätnoväzobné kanály, ktoré dokážu súčasne ovládať dva aktuátory: „pomalý“ aktuátor, ktorý sa zvyčajne používa na výraznú zmenu frekvencie laseru v pomalých časových intervaloch, a druhý „rýchly“ aktuátor. FSC poskytuje presné riadenie každého z nich.tagservo slučky, ako aj rozmítanie (ramp) generátor a pohodlné monitorovanie signálu.
VSTUP
VSTUP
+
AC
OFFSET CHYBY
DC
A IN
A
0v
+
B
B V
0V +
VREF
0v
CHB
RÝCHLY SIGN Rýchly AC [7] DC blok
POMALÉ ZNAČENIE
MODULÁCIA A ROZMET
RATE
Ramp
INT/EXT
Sklon [6] ZAMETENIE
SPAN
0v
+
OFFSET
MOD IN
0v
Modifikácia [4]
0v
Pevný posun [5]
0v
TRIG
0v 0v
+
BIAS
0v 0v
Skreslenie [3]
ZAMYKNUŤ (RÝCHLO) ZAMYKNUŤ (POMALY) RÝCHLO = ZAMYKNUŤ POMALÉ = ZAMYKNUŤ
LF rozmítanie
RÝCHLY VON +
RÝCHLE SERVO
ZÍSKAJTE RÝCHLY ZISOK
Externý zisk [1] P
+
I
+
0v
VNORENÉ
RÝCHLO = ZAMYKNUTIE ZAMYKNUTIE (RÝCHLO)
D
0v
POMALÉ SERVO
Pomalý zisk chyby POMALÝ ZOSILNENIE
POMALÝ INT
#1
LF rozmítanie
POMALÝ INT
+
#2
0v
Dvojitý integrátor [2]
SPOMALTE
Obrázok 3.1: Schéma MOGLabs FSC. Zelené označenia označujú ovládacie prvky na prednom paneli a vstupy na zadnom paneli, hnedé označujú interné DIP prepínače a fialové označujú výstupy na zadnom paneli.
13
14
Kapitola 3. Spätnoväzobné regulačné slučky
3.1 Vstupytage
Vstup stagRegulátor FSC (obrázok 3.2) generuje chybový signál ako VERR = VA – VB – VOFFSET. VA sa odoberá z konektora SMA „A IN“ a VB sa nastavuje pomocou prepínača CHB, ktorý vyberá medzi konektorom SMA „B IN“, VB = 0 alebo VB = VREF podľa nastavenia susedného trimra.
Regulátor slúži na servopohon chybového signálu smerom k nule, ktorá definuje bod uzamknutia. Niektoré aplikácie môžu mať úžitok z malých úprav úrovne jednosmerného napätia na nastavenie tohto bodu uzamknutia, čo sa dá dosiahnuť 10-otáčkovým gombíkom ERR OFFSET s posunom až do ±0 V, za predpokladu, že prepínač INPUT je nastavený na režim „offset“ (). Väčšie ofsety je možné dosiahnuť trimrom REF.
VSTUP
VSTUP
+ Klimatizácia
OFFSET CHYBY
DC
A IN
A
0v
+
B
B V
RÝCHLY ZNAMEN Rýchly AC [7] FE RÝCHLA CHYBA
DC blok
Rýchla chyba
0V +
VREF
0v
CHB
POMALÉ ZNAČENIE
Pomalá chyba SE SLOW ERR
Obrázok 3.2: Schéma vstupov FSCtage zobrazujúce ovládacie prvky väzby, ofsetu a polarity. Šesťuholníky predstavujú monitorované signály dostupné prostredníctvom prepínačov výberu monitora na prednom paneli.
3.2 Pomalá servo slučka
Obrázok 3.3 znázorňuje konfiguráciu pomalej spätnej väzby FSC. Premenné zosilnenie stagOvláda sa gombíkom SLOW GAIN na prednom paneli. Regulátor funguje buď ako jednoduchý alebo dvojitý integrátor.
3.2 Pomalá servo slučka
15
v závislosti od toho, či je DIP2 povolený. Časová konštanta pomalého integrátora sa ovláda gombíkom SLOW INT na prednom paneli, ktorý je označený príslušnou rohovou frekvenciou.
POMALÉ SERVO
Pomalý zisk chyby POMALÝ ZOSILNENIE
integrátorov
POMALÝ INT
#1
LF rozmítanie
POMALÝ INT
+
#2
0v
Dvojitý integrátor [2]
SPOMALTE
LF POMALÝ
Obrázok 3.3: Schéma servopohonu I/I2 s pomalou spätnou väzbou. Šesťuholníky predstavujú monitorované signály dostupné prostredníctvom prepínačov na prednom paneli.
Pri použití jedného integrátora sa zosilnenie zvyšuje s nižšou Fourierovou frekvenciou so sklonom 20 dB za dekádu. Pridanie druhého integrátora zvyšuje sklon na 40 dB za dekádu, čím sa znižuje dlhodobý posun medzi skutočnou a požadovanou frekvenciou. Prílišné zvýšenie zosilnenia vedie k oscilácii, pretože regulátor „prehnane reaguje“ na zmeny chybového signálu. Z tohto dôvodu je niekedy výhodné obmedziť zosilnenie regulačnej slučky pri nízkych frekvenciách, kde veľká odozva môže spôsobiť laserový módový skok.
Pomalé servo poskytuje veľký rozsah na kompenzáciu dlhodobých driftov a akustických rušení a rýchly aktuátor má malý rozsah, ale veľkú šírku pásma na kompenzáciu rýchlych rušení. Použitie dvojitého integrátora zabezpečuje, že pomalé servo má dominantnú odozvu pri nízkej frekvencii.
Pre aplikácie, ktoré neobsahujú samostatný pomalý aktuátor, je možné pomalý riadiaci signál (jednoduchá alebo dvojitá integrovaná chyba) pridať k rýchlemu nastavením prepínača SLOW na „NESTED“. V tomto režime sa odporúča, aby bol dvojitý integrátor v pomalom kanáli deaktivovaný pomocou DIP2, aby sa zabránilo trojitej integrácii.
16
Kapitola 3. Spätnoväzobné regulačné slučky
3.2.1 Meranie pomalej odozvy serva
Pomalá servo slučka je navrhnutá pre kompenzáciu pomalého driftu. Pozorovanie odozvy pomalej slučky:
1. Nastavte MONITOR 1 na SLOW ERR a pripojte výstup k osciloskopu.
2. Nastavte MONITOR 2 na SLOW a pripojte výstup k osciloskopu.
3. Nastavte INPUT na (offsetový režim) a CHB na 0.
4. Otáčajte gombík ERR OFFSET, kým sa úroveň jednosmerného napätia zobrazená na monitore SLOW ERR neblíži nule.
5. Otáčajte gombík FREQ OFFSET, kým sa úroveň jednosmerného napätia zobrazená na monitore SLOW nedosiahne blízka nule.
6. Nastavte počet napätí na dielik na osciloskope na 10 mV na dielik pre oba kanály.
7. Zapnite pomalú servo slučku nastavením režimu SLOW na LOCK.
8. Pomaly otáčajte gombík ERR OFFSET tak, aby sa úroveň jednosmerného prúdu zobrazená na monitore SLOW ERR pohybovala nad a pod nulou o 10 mV.
9. Keď sa integrovaný signál chyby zmení, budete pozorovať pomalú zmenu výstupu o 250 mV.
Všimnite si, že čas odozvy pomalého serva do dosiahnutia limitu závisí od viacerých faktorov vrátane pomalého zosilnenia, časovej konštanty pomalého integrátora, jednoduchej alebo dvojitej integrácie a veľkosti chybového signálu.
3.2 Pomalá servo slučka
17
3.2.2 Pomalý výstupný objemtaghojdačka (iba pre série FSC A04… a nižšie)
Výstup pomalej servo regulačnej slučky je konfigurovaný na rozsah 0 až 2.5 V pre kompatibilitu s DLC MOGLabs. Piezoelektrický riadiaci vstup DLC SWEEP má regulátor hlasitosti...tagzosilnenie 48, takže maximálny vstup 2.5 V má za následok 120 V na piezoelektrickom člene. Keď je zapnutá pomalá servo slučka, pomalý výstup sa bude kolísať iba o ±25 mV v porovnaní s hodnotou pred zapnutím. Toto obmedzenie je zámerné, aby sa predišlo skokom v laserovom režime. Keď sa pomalý výstup FSC používa s DLC MOGLabs, kolísanie 50 mV na výstupe pomalého kanála FSC zodpovedá kolísaniu 2.4 V v piezoelektrickom člene.tage, čo zodpovedá zmene laserovej frekvencie približne o 0.5 až 1 GHz, porovnateľnej s voľným spektrálnym rozsahom typickej referenčnej dutiny.
Pre použitie s rôznymi laserovými ovládačmi je možné dosiahnuť väčšiu zmenu v uzamknutom pomalom výstupe FSC jednoduchou zmenou odporu. Zisk na výstupe pomalej spätnoväzobnej slučky je definovaný odporom R82/R87, pomerom odporov R82 (500 Om) a R87 (100 kΩ). Na zvýšenie pomalého výstupu zvýšte odpor R82/R87, čo sa najjednoduchšie dosiahne znížením odporu R87 paralelným zapojením ďalšieho odporu (puzdro SMD, veľkosť 0402). Napr.ampNapríklad pridanie 30 kOhm rezistora paralelne s existujúcim 100 kOhm rezistorom by poskytlo efektívny odpor 23 kOhm, čo by zvýšilo pomalý výstupný rozkmit z ±25 mV na ±125 mV. Obrázok 3.4 znázorňuje rozloženie dosky plošných spojov FSC okolo...amp U16.
329 XNUMX R
U16
C36
C362 R85 R331 C44 R87
C71
C35
R81 R82
Obrázok 3.4: Rozloženie dosky plošných spojov FSC okolo finálneho operačného obvodu s pomalým zosilnenímamp U16, s rezistormi na nastavenie zosilnenia R82 a R87 (zakrúžkované); veľkosť 0402.
18
Kapitola 3. Spätnoväzobné regulačné slučky
3.3 Rýchla servo slučka
Servopohon s rýchlou spätnou väzbou (obrázok 3.5) je PID slučka, ktorá poskytuje presné riadenie každej z proporcionálnych (P), integračných (I) a diferenciálnych (D) zložiek spätnej väzby, ako aj celkového zosilnenia celého systému. Rýchly výstup FSC sa môže meniť od -2.5 V do 2.5 V, čo pri konfigurácii s externým diódovým laserom MOGLabs dokáže poskytnúť kolísanie prúdu ±2.5 mA.
RÝCHLE SERVO
ZÍSKAJTE
Externý zisk [1]
RÝCHLY ZISK
Rýchla chyba
Pomalé ovládanie
0v
+ VNORENÉ
RÝCHLO = ZAMYKNUTIE ZAMYKNUTIE (RÝCHLO)
PI
D
0v
+
Rýchle ovládanie
Obrázok 3.5: Schéma rýchlospätnoväzobného servo PID regulátora.
Obrázok 3.6 znázorňuje koncepčný graf činnosti rýchlej aj pomalej servo slučky. Pri nízkych frekvenciách dominuje slučka rýchleho integrátora (I). Aby sa zabránilo nadmernej reakcii slučky rýchleho serva na nízkofrekvenčné (akustické) externé rušenie, aplikuje sa nízkofrekvenčné obmedzenie zosilnenia ovládané gombíkom GAIN LIMIT.
Pri stredných frekvenciách (10 kHz až 1 MHz) dominuje proporcionálna (P) spätná väzba. Hraničná frekvencia jednotkového zosilnenia, pri ktorej proporcionálna spätná väzba prevyšuje integrovanú odozvu, sa ovláda gombíkom FAST INT. Celkové zosilnenie slučky P sa nastavuje trimmerom FAST GAIN alebo externým riadiacim signálom cez konektor GAIN IN na zadnom paneli.
3.3 Rýchla servo slučka
19
60
Zisk (dB)
Dvojitý integrátor s vysokou frekvenciou
RÝCHLY INT RÝCHLY ZISK
RÝCHLY ROZDIEL ROZDIEL ZISOK (limit)
40
20
integrátor
0
RÝCHLE LF ZOSILNENIE (limit)
integrátor
Proporcionálne
Diferenciátor
Filter
POMALÝ INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourierova frekvencia [Hz]
Obrázok 3.6: Koncepčný Bodeov graf znázorňujúci činnosť rýchleho (červeného) a pomalého (modrého) regulátora. Pomalý regulátor je buď jednoduchý, alebo dvojitý integrátor s nastaviteľnou rohovou frekvenciou. Rýchly regulátor je PID kompenzátor s nastaviteľnými rohovými frekvenciami a limitmi zosilnenia pri nízkych a vysokých frekvenciách. Voliteľne je možné diferenciálny člen deaktivovať a nahradiť ho dolnopriepustným filtrom.
Vysoké frekvencie (1 MHz) zvyčajne vyžadujú dominanciu diferenciálnej slučky pre lepšie uzamknutie. Diferenciál poskytuje kompenzáciu fázového predstihu pre konečný čas odozvy systému a má zisk, ktorý sa zvyšuje rýchlosťou 20 dB za dekádu. Rohovú frekvenciu diferenciálnej slučky je možné nastaviť pomocou gombíka FAST DIFF/FILTER, ktorý ovláda frekvenciu, pri ktorej dominuje diferenciálna spätná väzba. Ak je FAST DIFF/FILTER nastavený na OFF, diferenciálna slučka sa deaktivuje a spätná väzba zostáva pri vyšších frekvenciách proporcionálna. Aby sa zabránilo oscilácii a obmedzil vplyv vysokofrekvenčného šumu, keď je aktivovaná diferenciálna spätná väzba, existuje nastaviteľný limit zosilnenia DIFF GAIN, ktorý obmedzuje diferenciál pri vysokých frekvenciách.
Derivátor často nie je potrebný a kompenzátor môže namiesto toho využiť nízkopriepustné filtrovanie rýchlej odozvy serva, aby sa ďalej znížil vplyv šumu. Otočte ovládač FAST DIFF/FILTER.
20
Kapitola 3. Spätnoväzobné regulačné slučky
Otočte gombík proti smeru hodinových ručičiek z polohy OFF, aby ste nastavili frekvenciu poklesu pre režim filtrovania.
Rýchle servo má tri prevádzkové režimy: SCAN, SCAN+P a LOCK. Pri nastavení na SCAN je spätná väzba deaktivovaná a na rýchly výstup sa aplikuje iba predpätie. Pri nastavení na SCAN+P sa aplikuje proporcionálna spätná väzba, ktorá umožňuje určenie znamienka a zosilnenia rýchleho serva, zatiaľ čo laserová frekvencia stále skenuje, čo zjednodušuje postup blokovania a ladenia (pozri §4.2). V režime LOCK sa skenovanie zastaví a aktivuje sa plná spätná väzba PID.
3.3.1 Meranie rýchlej odozvy serva
Nasledujúce dve časti opisujú meranie proporcionálnej a diferenciálnej spätnej väzby na zmeny chybového signálu. Na simuláciu chybového signálu použite generátor funkcií a na meranie odozvy osciloskop.
1. Pripojte MONITOR 1, 2 k osciloskopu a nastavte prepínače do polohy FAST ERR a FAST.
2. Nastavte INPUT na (offsetový režim) a CHB na 0.
3. Pripojte generátor funkcií na vstup CHA.
4. Nakonfigurujte generátor funkcií tak, aby produkoval sínusovú vlnu s frekvenciou 100 Hz a napätím 20 mV medzi špičkami.
5. Nastavte gombík ERR OFFSET tak, aby sínusový signál chyby, ktorý je viditeľný na monitore FAST ERR, bol vycentrovaný okolo nuly.
3.3.2 Meranie proporcionálnej odozvy · Znížte rozsah na nulu otočením gombíka SPAN úplne proti smeru hodinových ručičiek.
· Nastavte FAST na SCAN+P, aby ste aktivovali proporcionálnu spätnú väzbu.
3.3 Rýchla servo slučka
21
· Na osciloskope by mal výstup FAST z FSC ukazovať sínusový priebeh s frekvenciou 100 Hz.
· Otočením gombíka FAST GAIN meňte proporcionálne zosilnenie rýchleho serva, kým výstup nebude rovnaký amplitude ako vstup.
· Na meranie frekvenčnej odozvy proporcionálnej spätnej väzby upravte frekvenciu generátora funkcií a monitorujte ampmiera odozvy výstupu FAST. Napríkladampnapr. zvyšujte frekvenciu, kým ampLitude sa delí na polovicu, aby sa zistila frekvencia zosilnenia -3 dB.
3.3.3 Meranie diferenciálnej odozvy
1. Nastavte FAST INT na OFF, aby ste vypli integračnú slučku.
2. Nastavte RÝCHLE ZOSILNENIE na jednotku podľa krokov popísaných v predchádzajúcej časti.
3. Nastavte ROZDIEL ZISENIA na 0 dB.
4. Nastavte RÝCHLY ROZDIEL/FILTER na 100 kHz.
5. Zmeňte frekvenciu generátora funkcií od 100 kHz do 3 MHz a monitorujte výstup FAST.
6. Pri zmene frekvencie chybového signálu by ste mali vidieť jednotkové zosilnenie na všetkých frekvenciách.
7. Nastavte ROZDIEL ZISENIA na 24 dB.
8. Pri zmene frekvencie chybového signálu by ste si mali všimnúť nárast sklonu o 20 dB na dekádu po 100 kHz, ktorý začne klesať pri 1 MHz, čo ukazuje naamp obmedzenia šírky pásma.
Zisk rýchleho výstupu je možné zmeniť zmenou hodnôt rezistorov, ale obvod je zložitejší ako pre pomalú spätnú väzbu (§3.2.2). V prípade potreby kontaktujte MOGLabs pre ďalšie informácie.
22
Kapitola 3. Spätnoväzobné regulačné slučky
3.4 Modulácia a skenovanie
Laserové skenovanie je riadené buď interným generátorom rozmítania, alebo externým signálom rozmítania. Interné rozmítanie je pílovité s premenlivou periódou, ktorá sa nastavuje interným štvorpolohovým prepínačom rozsahu (dodatok C) a jednootáčkovým trimmerom RATE na prednom paneli.
Rýchle a pomalé servo slučky je možné individuálne zapínať pomocou TTL signálov pripojených k prepínačom na prednom paneli na zadnom paneli. Nastavením ktorejkoľvek slučky do polohy LOCK sa zastaví rozmítanie a aktivuje sa stabilizácia.
MODULÁCIA A ROZMET
INT/EXT
TRIG
RATE
Ramp
Sklon [6] ZAMETENIE
SPAN
0v
+
OFFSET
0v
0v
Pevný posun [5]
Rýchle ovládanie MOD IN
Modifikácia [4]
0v
0v 0v
+
BIAS
0v 0v
Skreslenie [3]
ZAMYKNUTIE (RÝCHLE)
ZAMKNUTIE (POMALÉ)
RÝCHLO = ZAMKNUTO POMALÉ = ZAMKNUTO
RAMP RA
LF rozmítanie
BIAS BS
RÝCHLY VON +
HF RÝCHLY
Obrázok 3.7: Rozmietanie, externá modulácia a predpätie prúdu.
ramp k rýchlemu výstupu sa dá pridať aj povolením DIP3 a nastavením trimru BIAS, ale mnoho laserových ovládačov (napríklad MOGLabs DLC) generuje potrebný predpäťový prúd na základe pomalého servo signálu, v takom prípade nie je potrebné ho generovať aj v rámci FSC.
4. Aplikácia naprample: Pound-Drever Hall uzamykanie
Typickou aplikáciou FSC je frekvenčné uzamknutie laseru k optickej dutine pomocou techniky PDH (obr. 4.1). Dutina funguje ako frekvenčný diskriminátor a FSC udržiava laser v rezonancii s dutinou riadením laserového piezoelektrického elementu a prúdu cez jeho výstupy SLOW a FAST, čím sa znižuje šírka laserového čiarového vedenia. K dispozícii je samostatná aplikačná poznámka (AN002), ktorá poskytuje podrobné praktické rady o implementácii zariadenia PDH.
Osciloskop
TRIG
CH1
CH2
Laser
Aktuálny mod Piezo SMA
EOM
PBS
PD
DLC ovládač
PZT MOD
AC
Dutinový LPF
MONITOR 2 MONITOR 1 UZAMKNUTÝ
ZÍSKAJ ZÁBER
B V
A IN
Serial:
TRIG
RÝCHLY VÝCHOD POMALÝ VÝCHOD MOD IN
VÝKON B VÝKON A
Obrázok 4.1: Zjednodušená schéma zapojenia PDH-dutiny pomocou FSC. Elektrooptický modulátor (EOM) generuje bočné pásma, ktoré interagujú s dutinou a generujú odrazy merané na fotodetektore (PD). Demodulácia signálu fotodetektora vytvára chybový signál PDH.
Na generovanie chybových signálov možno použiť rôzne ďalšie metódy, ktoré tu nebudú diskutované. Zvyšok tejto kapitoly popisuje, ako dosiahnuť uzamknutie po vygenerovaní chybového signálu.
23
24
Kapitola 4. Žiadosť example: Pound-Drever Hall uzamykanie
4.1 Konfigurácia lasera a ovládača
FSC je kompatibilný s rôznymi lasermi a ovládačmi za predpokladu, že sú správne nakonfigurované pre požadovaný režim prevádzky. Pri prevádzke ECDL (ako sú lasery MOGLabs CEL alebo LDL) sú požiadavky na laser a ovládač nasledovné:
· Modulácia s vysokou šírkou pásma priamo do laserovej čelnej dosky alebo fázového modulátora v dutine.
· High-voltagpiezoelektrické ovládanie z externého riadiaceho signálu.
· Generovanie doprednej spätnej väzby („predpätie“) pre lasery, ktoré vyžadujú predpätie 1 mA v celom rozsahu skenovania. FSC je schopný generovať predpätie interne, ale rozsah môže byť obmedzený elektronikou čelnej dosky alebo saturáciou fázového modulátora, takže môže byť potrebné použiť predpätie poskytované laserovým ovládačom.
Laserové ovládače a čelné dosky MOGLabs je možné jednoducho nakonfigurovať tak, aby sa dosiahlo požadované správanie, ako je vysvetlené nižšie.
4.1.1 Konfigurácia čela postele
Lasery MOGLabs obsahujú internú čelnú dosku, ktorá spája komponenty s riadiacou jednotkou. Na prevádzku s FSC je potrebná čelná doska s rýchlou moduláciou prúdu cez SMA konektor. Čelná doska by mala byť pripojená priamo k FSC FAST OUT.
Pre maximálnu modulačnú šírku pásma sa dôrazne odporúča čelný panel B1240, hoci B1040 a B1047 sú prijateľnými náhradami za lasery, ktoré nie sú kompatibilné s B1240. Čelný panel má niekoľko prepínačov, ktoré musia byť v prípade potreby nakonfigurované na jednosmerne viazaný a vyrovnávací vstup (BUF).
4.2 Dosiahnutie počiatočného uzamknutia
25
4.1.2 Konfigurácia DLC
Hoci je možné FSC nakonfigurovať na interné alebo externé rozmítanie, je výrazne jednoduchšie použiť režim interného rozmítania a nastaviť DLC ako podriadené zariadenie nasledovne:
1. Pripojte SLOW OUT k SWEEP / PZT MOD na DLC.
2. Povoľte DIP9 (externé rozmítanie) na DLC. Uistite sa, že DIP13 a DIP14 sú vypnuté.
3. Vypnite DIP3 (generovanie predpätia) na FSC. DLC automaticky generuje aktuálne predpätie z rozmítania vstupu, takže nie je potrebné generovať predpätie v rámci FSC.
4. Nastavte SPAN na DLC na maximum (úplne v smere hodinových ručičiek).
5. Nastavte FREKVENCII na DLC na nulu pomocou LCD displeja, aby sa zobrazila frekvencia.
6. Uistite sa, že funkcia SWEEP na ovládači FSC je nastavená na INT.
7. Nastavte FREQ OFFSET na stredný rozsah a SPAN na plný rozsah na FSC a pozorujte laserové skenovanie.
8. Ak je skenovanie v nesprávnom smere, prehoďte DIP4 na FSC alebo DIP11 na DLC.
Je dôležité, aby sa gombík SPAN na DLC po nastavení, ako je uvedené vyššie, neupravoval, pretože to ovplyvní spätnú väzbu a môže zabrániť uzamknutiu FSC. Ovládacie prvky FSC by sa mali používať na nastavenie rozmítania.
4.2 Dosiahnutie počiatočného uzamknutia
Ovládacie prvky SPAN a OFFSET na FSC je možné použiť na ladenie laseru tak, aby prechádzal cez požadovaný bod uzamknutia (napr. rezonancia dutiny) a na priblíženie do menšieho skenovania okolo rezonancie. Nasledujúce
26
Kapitola 4. Žiadosť example: Pound-Drever Hall uzamykanie
Kroky ilustrujú proces potrebný na dosiahnutie stabilného zámku. Uvedené hodnoty sú orientačné a bude potrebné ich upraviť pre konkrétne aplikácie. Ďalšie rady o optimalizácii zámku sú uvedené v §4.3.
4.2.1 Zamykanie s rýchlou spätnou väzbou
1. Pripojte chybový signál k vstupu A IN na zadnom paneli.
2. Uistite sa, že chybový signál má rádovo 10 mVpp.
3. Nastavte INPUT na (offsetový režim) a CHB na 0.
4. Nastavte MONITOR 1 na FAST ERR a pozorujte na osciloskope. Otáčajte gombík ERR OFFSET, kým sa nezobrazí nulová úroveň jednosmerného napätia. Ak nie je potrebné použiť gombík ERROR OFFSET na nastavenie úrovne jednosmerného napätia chybového signálu, prepínač INPUT je možné nastaviť na DC a gombík ERROR OFFSET nebude mať žiadny účinok, čím sa zabráni náhodnému nastaveniu.
5. Znížte RÝCHLE ZÍSKANIE na nulu.
6. Nastavte FAST na SCAN+P, nastavte SLOW na SCAN a pomocou ovládačov rozmítania vyhľadajte rezonanciu.
7. Zvyšujte hodnotu FAST GAIN, kým sa chybový signál „neroztiahne“, ako je znázornené na obrázku 4.2. Ak sa tak nestane, otočte prepínač FAST SIGN a skúste to znova.
8. Nastavte FAST DIFF na OFF a GAIN LIMIT na 40. Znížte FAST INT na 100 kHz.
9. Nastavte režim FAST na LOCK a ovládač sa uzamkne na nulu pri prekročení chybového signálu. Na uzamknutie laseru môže byť potrebné vykonať malé úpravy FREQ OFFSET.
10. Optimalizujte uzamknutie nastavením FAST GAIN a FAST INT a zároveň sledujte chybový signál. Po nastavení integrátora môže byť potrebné servo znova uzamknúť.
4.2 Dosiahnutie počiatočného uzamknutia
27
Obrázok 4.2: Skenovanie lasera s P-spätnou väzbou na rýchlom výstupe počas skenovania pomalého výstupu spôsobí, že chybový signál (oranžový) sa predĺži, keď sú znamienko a zosilnenie správne (vpravo). V aplikácii PDH sa predĺži aj prenos dutiny (modrý).
11. Niektoré aplikácie môžu mať úžitok zo zvýšenia FAST DIFF na zlepšenie odozvy slučky, ale zvyčajne to nie je potrebné na dosiahnutie počiatočného uzamknutia.
4.2.2 Zamykanie s pomalou spätnou väzbou
Po dosiahnutí uzamknutia s rýchlou proporcionálnou a integračnou spätnou väzbou by sa mala zapnúť pomalá spätná väzba, aby sa zohľadnili pomalé drifty a citlivosť na nízkofrekvenčné akustické poruchy.
1. Nastavte SLOW GAIN na stredný rozsah a SLOW INT na 100 Hz.
2. Nastavte režim FAST na SCAN+P, aby ste odomkli laser, a upravte SPAN a OFFSET tak, aby ste videli prechod nulou.
3. Nastavte MONITOR 2 na SLOW ERR a pozorujte na osciloskope. Upravte trimmer vedľa ERR OFFSET tak, aby ste signál pomalej chyby nastavili na nulu. Nastavenie tohto trimmera ovplyvní iba úroveň jednosmerného prúdu signálu pomalej chyby, nie signálu rýchlej chyby.
4. Znovu uzamknite laser nastavením režimu FAST na LOCK a vykonaním potrebných malých úprav FREQ OFFSET na uzamknutie laseru.
28
Kapitola 4. Žiadosť example: Pound-Drever Hall uzamykanie
5. Nastavte režim SLOW na LOCK a pozorujte signál pomalej chyby. Ak sa pomalé servo zablokuje, úroveň jednosmerného napätia pomalej chyby sa môže zmeniť. Ak k tomu dôjde, zaznamenajte si novú hodnotu signálu chyby, nastavte SLOW späť na SCAN a pomocou trimátora posunu chyby priblížte signál pomalej odomknutej chyby bližšie k zablokovanej hodnote a skúste znova zablokovať pomalé zablokovanie.
6. Opakujte predchádzajúci krok pomalého uzamknutia lasera, pozorujte zmenu jednosmerného prúdu v pomalej chybe a upravujte trimmer posunu chyby, kým aktivácia pomalého uzamknutia nespôsobí merateľnú zmenu v hodnote signálu pomaly uzamknutej chyby oproti rýchlo uzamknutej.
Trimmer posunu chyby upravuje malé rozdiely (mV) v posunoch signálu rýchlej a pomalej chyby. Nastavenie trimmera zabezpečí, že obvody kompenzácie rýchlej aj pomalej chyby uzamknú laser na rovnakú frekvenciu.
7. Ak sa servo po zapnutí pomalého zámku okamžite odomkne, skúste obrátiť znamienko POMALÉHO chodu.
8. Ak sa pomalé servo stále okamžite odomkne, znížte pomalý zisk a skúste to znova.
9. Keď sa dosiahne stabilné pomalé uzamknutie so správne nastaveným trimmerom ERR OFFSET, upravte SLOW GAIN a SLOW INT pre zlepšenie stability uzamknutia.
4.3 Optimalizácia
Účelom serva je uzamknúť laser na nulu pri prekročení chybového signálu, ktorý by v ideálnom prípade mal byť pri uzamknutí identicky nulový. Šum v chybovom signáli je preto mierou kvality uzamknutia. Spektrumálna analýza chybového signálu je účinným nástrojom na pochopenie a optimalizáciu spätnej väzby. Možno použiť analyzátory RF spektra, ale sú pomerne drahé a majú obmedzený dynamický rozsah. Dobrá zvuková karta (24-bitová 192 kHz, napr. Lynx L22)
4.3 Optimalizácia
29
poskytuje analýzu šumu až do Fourierovej frekvencie 96 kHz s dynamickým rozsahom 140 dB.
V ideálnom prípade by sa spektrálny analyzátor používal s nezávislým frekvenčným diskriminátorom, ktorý je necitlivý na kolísanie výkonu laseru [11]. Dobré výsledky sa dajú dosiahnuť monitorovaním chybového signálu v slučke, ale vhodnejšie je meranie mimo slučky, napríklad meranie prenosu dutiny v aplikácii PDH. Na analýzu chybového signálu pripojte spektrálny analyzátor k jednému z výstupov MONITOR nastavených na FAST ERR.
Blokovanie s vysokou šírkou pásma zvyčajne zahŕňa najprv dosiahnutie stabilného blokovania iba s použitím rýchleho serva a potom použitie pomalého serva na zlepšenie dlhodobej stability blokovania. Pomalé servo je potrebné na kompenzáciu tepelného driftu a akustických porúch, ktoré by pri kompenzácii iba prúdom viedli k preskoku módu. Naproti tomu jednoduché techniky blokovania, ako je saturovaná absorpčná spektroskopia, sa zvyčajne dosahujú najprv dosiahnutím stabilného blokovania s pomalým servom a potom použitím rýchleho serva na kompenzáciu iba fluktuácií s vyššou frekvenciou. Pri interpretácii spektra chybového signálu môže byť užitočné konzultovať Bodeho graf (obrázok 4.3).
Pri optimalizácii FSC sa odporúča najprv optimalizovať rýchle servo analýzou chybového signálu (alebo prenosu cez dutinu) a potom pomalé servo, aby sa znížila citlivosť na vonkajšie poruchy. Najmä režim SCAN+P poskytuje pohodlný spôsob, ako získať približne správny signál a zosilnenie spätnej väzby.
Treba poznamenať, že dosiahnutie najstabilnejšieho frekvenčného zámku si vyžaduje starostlivú optimalizáciu mnohých aspektov zariadenia, nielen parametrov FSC. Napríkladample, zvyškový ampModulácia svetla (RAM) v PDH zariadení vedie k posunu chybového signálu, ktorý servo nedokáže kompenzovať. Podobne, zlý pomer signálu k šumu (SNR) bude privádzať šum priamo do laseru.
Najmä vysoký zisk integrátorov znamená, že zámok môže byť citlivý na zemné slučky v reťazci spracovania signálu a
30
Kapitola 4. Žiadosť example: Pound-Drever Hall uzamykanie
Treba dbať na ich elimináciu alebo zmiernenie. Uzemnenie FSC by malo byť čo najbližšie k laserovému ovládaču aj k akejkoľvek elektronike zapojenej do generovania chybového signálu.
Jeden z postupov na optimalizáciu rýchleho serva je nastaviť FAST DIFF na OFF a upraviť FAST GAIN, FAST INT a GAIN LIMIT, aby sa čo najviac znížila úroveň šumu. Potom optimalizujte FAST DIFF a DIFF GAIN, aby sa znížili vysokofrekvenčné zložky šumu pozorované na spektrálnom analyzátore. Upozorňujeme, že po zavedení diferenciátora môžu byť na optimalizáciu zámku potrebné zmeny FAST GAIN a FAST INT.
V niektorých aplikáciách je chybový signál obmedzený šírkou pásma a obsahuje iba nekorelovaný šum pri vysokých frekvenciách. V takýchto scenároch je žiaduce obmedziť činnosť serva pri vysokých frekvenciách, aby sa zabránilo spätnému prepojeniu tohto šumu s riadiacim signálom. Na zníženie rýchlej odozvy serva nad určitou frekvenciou je k dispozícii možnosť filtra. Táto možnosť sa vzájomne vylučuje s diferenciátorom a mala by sa vyskúšať, ak sa zistí, že zapnutie diferenciátora zvyšuje...
60
Zisk (dB)
Dvojitý integrátor s vysokou frekvenciou
RÝCHLY INT RÝCHLY ZISK
RÝCHLY ROZDIEL ROZDIEL ZISOK (limit)
40
20
integrátor
0
RÝCHLE LF ZOSILNENIE (limit)
integrátor
Proporcionálne
Diferenciátor
Filter
POMALÝ INT
20101
102
103
104
105
106
107
108
Fourierova frekvencia [Hz]
Obrázok 4.3: Koncepčný Bodeov graf znázorňujúci činnosť rýchlych (červených) a pomalých (modrých) ovládačov. Hraničné frekvencie a limity zosilnenia sa nastavujú pomocou otočných koliesok na prednom paneli podľa označenia.
4.3 Optimalizácia
31
nameraný šum.
Pomalé servo je potom možné optimalizovať tak, aby sa minimalizovala nadmerná reakcia na vonkajšie poruchy. Bez slučky pomalého serva vysoký limit zosilnenia znamená, že rýchle servo bude reagovať na vonkajšie poruchy (napr. akustickú väzbu) a výsledná zmena prúdu môže vyvolať preskoky módov v lasere. Preto je výhodnejšie, aby sa tieto (nízkofrekvenčné) fluktuácie kompenzovali v piezoelektrickom člene.
Úprava parametrov SLOW GAIN a SLOW INT nemusí nevyhnutne viesť k zlepšeniu spektra chybového signálu, ale po optimalizácii sa zníži citlivosť na akustické rušenie a predĺži sa životnosť zámku.
Podobne, aktivácia dvojitého integrátora (DIP2) môže zlepšiť stabilitu zabezpečením, že celkové zosilnenie pomalého servosystému bude pri týchto nižších frekvenciách vyššie ako zosilnenie rýchleho servosystému. To však môže spôsobiť, že pomalé servo bude prehnane reagovať na nízkofrekvenčné poruchy a dvojitý integrátor sa odporúča iba v prípade, že dlhodobé kolísanie prúdu destabilizuje zámok.
32
Kapitola 4. Žiadosť example: Pound-Drever Hall uzamykanie
A. Špecifikácie
Parameter
Špecifikácia
Časovanie Šírka pásma zosilnenia (-3 dB) Oneskorenie šírenia Šírka pásma externej modulácie (-3 dB)
> 35 MHz < 40 ns
> 35 MHz
Vstup A IN, B IN SWEEP IN GAIN IN MOD IN LOCK IN
SMA, 1 M, ±2 V SMA, 5 M, 1 až +0 V SMA, 2 M, ±5 V SMA, 1 M, ±2 V 5 mm audio konektor (samica), TTL
Analógové vstupy sú prehlučnenétagChránené do ±10 V. TTL vstupy prijímajú < 1 V ako nízke napätie, > 0 V ako vysoké napätie. LOCK IN vstupy sú -2 V až 0 V, aktívne nízke, odber ±0 µA.
33
34
Dodatok A. Špecifikácie
Parameter
Výstup POMALÝ VÝSTUP RÝCHLY VÝSTUP MONITOR 1, 2 SPÚŠŤACÍ NAPÁJACÍ A, B
Špecifikácia
SMA, 50 mA, 0 až +2 V, šírka pásma 5 kHz SMA, 20 mA, ±50 V, šírka pásma > 2 MHz SMA, 5 mA, šírka pásma > 20 MHz SMA, 50M, 20 až +1 V Konektor M0, samica, ±5 V, 8 mA
Všetky výstupy sú obmedzené na ±5 V. 50 výstupov max. 50 mA (125 mW, +21 dBm).
Mechanické a výkonové
Vstup IEC
110 až 130 V pri 60 Hz alebo 220 až 260 V pri 50 Hz
Poistka
5x20mm keramická prepäťová ochrana 230 V/0.25 A alebo 115 V/0.63 A
Rozmery
Š×V×H = 250 × 79 × 292 mm
Hmotnosť
2 kg
Spotreba energie
< 10 W
Riešenie problémov
B.1 Laserová frekvencia neskenuje
DLC MOGLabs s externým piezoelektrickým ovládacím signálom vyžaduje, aby externý signál prekročil 1.25 V. Ak ste si istí, že váš externý ovládací signál prekročí 1.25 V, overte si nasledovné:
· Rozsah DLC je úplne v smere hodinových ručičiek. · FREKVENCIA na DLC je nula (nastavenie sa vykonáva pomocou LCD displeja)
Frekvencia). · DIP9 (externé rozmítanie) DLC je zapnutý. · DIP13 a DIP14 DLC sú vypnuté. · Prepínač zámku na DLC je nastavený na SCAN. · SLOW OUT na FSC je pripojený k SWEEP / PZT MOD
vstup DLC. · SWEEP na FSC je INT. · Rozsah FSC je úplne v smere hodinových ručičiek. · Pripojte FSC MONITOR 1 k osciloskopu, nastavte MONI-
Gombík TOR 1 do polohy RAMP a upravujte FREKVENČNÝ OFFSET, kým sa ramp je vycentrovaný na približne 1.25 V.
Ak vyššie uvedené kontroly nevyriešili váš problém, odpojte FSC od DLC a uistite sa, že laser skenuje, keď je ovládaný pomocou DLC. Ak sa vám nepodarí, kontaktujte spoločnosť MOGLabs.
35
36
Príloha B. Riešenie problémov
B.2 Pri použití modulačného vstupu sa rýchly výstup pohybuje na vysokej hlasitostitage
Pri použití funkcie MOD IN FSC (DIP 4 povolený) sa rýchly výstup zvyčajne bude pohybovať v kladnom smere k objemu.tage-koľajnica, okolo 4V. Uistite sa, že MOD IN je skratovaný, keď sa nepoužíva.
B.3 Signály s veľkou kladnou chybou
V niektorých aplikáciách môže byť chybový signál generovaný aplikáciou striktne kladný (alebo záporný) a veľký. V tomto prípade nemusia trimmer REF a ERR OFFSET poskytnúť dostatočný jednosmerný posun na zabezpečenie toho, aby sa požadovaný bod uzamknutia zhodoval s 0 V. V tomto prípade je možné použiť kanál A aj kanál B s prepínačom INPUT nastaveným na , kanál B nastaveným na PD a s regulátorom jednosmerného napätia.tage aplikované na CH B na generovanie odsadenia potrebného na vycentrovanie bodu zámku. Ako príkladampt. j. ak je chybový signál medzi 0 V a 5 V a bod uzamknutia bol 2.5 V, potom pripojte chybový signál ku kanálu A a na kanál B priveďte 2.5 V. Pri vhodnom nastavení bude chybový signál medzi -2 V a +5 V.
B.4 Rýchle výstupné koľajnice pri ±0.625 V
Pre väčšinu ECDL MOGLabs je potrebný zväzoktagRozsah rýchleho výstupu ±0.625 V (čo zodpovedá ±0.625 mA vstreknutému do laserovej diódy) je väčší, ako je potrebné na uzamknutie optickej dutiny. V niektorých aplikáciách je potrebný väčší rozsah rýchleho výstupu. Tento limit je možné zvýšiť jednoduchou zmenou odporu. V prípade potreby kontaktujte spoločnosť MOGLabs pre viac informácií.
B.5 Spätná väzba musí zmeniť znamienko
Ak sa zmení polarita rýchlej spätnej väzby, je to zvyčajne preto, že laser prešiel do viacrežimového stavu (dva externé režimy dutiny oscilujú súčasne). Upravte laserový prúd tak, aby ste dosiahli jednomódový režim, a nie aby ste obrátili polaritu spätnej väzby.
B.6 Monitor vydáva nesprávny signál
37
B.6 Monitor vydáva nesprávny signál
Počas výrobných testov sa overuje výstup každého z gombíkov MONITOR. Časom sa však môžu uvoľniť nastavovacie skrutky, ktoré držia gombík na mieste, a gombík sa môže šmyknúť, čo spôsobí, že bude indikovať nesprávny signál. Kontrola:
· Pripojte výstup MONITORA k osciloskopu.
· Otočte gombík SPAN úplne v smere hodinových ručičiek.
· Otočte MONITOR do polohy RAMPTeraz by ste mali pozorovať arampsignál rádovo 1 volt; ak to neurobíte, potom je poloha gombíka nesprávna.
· Aj keď dodržiavateampAk sa objaví signál, poloha gombíka môže byť stále nesprávna, otočte gombík o jednu polohu v smere hodinových ručičiek.
· Teraz by ste mali mať slabý signál blízko 0 V a možno by ste mohli vidieť aj malé ramp na osciloskope rádovo v desiatkach mV. Nastavte trimmer BIAS a mali by ste vidieť ampvýška tohto ramp zmeniť.
· Ak sa signál na osciloskope mení pri nastavovaní trimru BIAS, je poloha gombíka MONITOR správna; ak nie, je potrebné upraviť polohu gombíka MONITOR.
Na korekciu polohy gombíka MONITOR je potrebné najskôr identifikovať výstupné signály pomocou podobného postupu ako vyššie a potom je možné otočiť polohu gombíka uvoľnením dvoch nastavovacích skrutiek, ktoré držia gombík na mieste, pomocou 1.5 mm imbusového kľúča alebo guľôčkového kľúča.
B.7 Laser prechádza pomalými módovými skokmi
Pomalé preskoky v móde môžu byť spôsobené optickou spätnou väzbou z optických prvkov medzi laserom a dutinou, napríkladampoptických spojok alebo zo samotnej optickej dutiny. Medzi príznaky patrí frekvencia
38
Príloha B. Riešenie problémov
skoky voľne bežiaceho laseru v pomalých časových intervaloch, rádovo 30 s, kde laserová frekvencia skočí o 10 až 100 MHz. Zabezpečte, aby laser mal dostatočnú optickú izoláciu, v prípade potreby nainštalujte ďalší izolátor a zablokujte všetky nepoužívané dráhy lúča.
C. Rozloženie dosky plošných spojov
C39
C59
30 XNUMX R
C76
C116
C166
C3
C2
P1
P2
C1
C9
C7
C6
C4
C5
P3
R1 C8 C10
R2
R338 D1
C378
24 XNUMX R
337 XNUMX R
27 XNUMX R
C15
R7
28 XNUMX R
R8
R66 R34
R340 C379
33 XNUMX R
10 XNUMX R
D4
R11 C60 R35
342 XNUMX R
37 XNUMX R
R343 D6
C380
R3 C16 R12
R4
C366 R58 R59 C31 R336
P4
R5 D8
C365 R347 R345
49 XNUMX R
R77 R40
R50 D3
C368 R344 R346
75 XNUMX R
C29 R15 R38 R47 R48
C62 R36 R46 C28
C11 C26
339 XNUMX R
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
73 XNUMX R
C68
C56
76 XNUMX R
333 XNUMX R
C42 C69
C367 R6
R334 C369
C13
335 XNUMX R
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
108 XNUMX R
U48
R146 C127
185 XNUMX R
U50 R326
U49
332 XNUMX R
201 XNUMX R
191 XNUMX R
R199 C202
R198 R190
C216
P8
U57
C221
C234
C222 R210 C217
C169 R192 R202
R195 C170
171 XNUMX R
U51
203 XNUMX R
211 XNUMX R
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
123 XNUMX R
U34 R130 R120 R121
C161
C134
R169 U43
C132
C182 R157 C197
C189 R155 C201
C181 R156
C173
U56
C198 R193
C206
189 XNUMX R
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
206 XNUMX R
U60
C261
R207 C260 R215
218 XNUMX R
216 XNUMX R
U61 C262
U66 R219
U68 R222
U67 R220
C258 C235 C236
C273
SW1
R225 R224
C266
C265
228 XNUMX R
U69
C269
R231 R229
U70
C270
U71
234 XNUMX R
C272
226 XNUMX R
U72
C71
C36
R16 R18
C14
C114
131 XNUMX R
C115
C58 R93
C46
C371
C370
R43 C45
44 XNUMX R
U11
R330 R92
R90 R89 R88 R91
20 XNUMX R
U7
19 XNUMX R
R39 C34
C72
61 XNUMX R
C73
C19
R45 C47
C41 C78
P5
23 XNUMX R
U8
22 XNUMX R
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
128 XNUMX R
R126 C106
R127 R125
U35 R132 U39
R141 C117 R129 R158
142 XNUMX R
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
182 XNUMX R
R178 R167
181 XNUMX R
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
179 XNUMX R
R150 C156
183 XNUMX R
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
328 XNUMX R
REF1 R257
C285 R246
C286 C284
242 XNUMX R
U73
247 XNUMX R
C281 R243
C280
U74
C287
248 XNUMX R
C289 R251 R252
R233 R227 R232
C282 R244 R245
U75
269 XNUMX R
C288 R250 R249
R253 R255
C290
241 XNUMX R
254 XNUMX R
U76
272 XNUMX R
C291
256 XNUMX R
U77
C294 C296
C283
C277
MH5
C292
C293
C279 C278
U37 C125
MH3
C295
C307 R265
Q1
C309
C303 R267 R268
C305
C301
MH6
282 XNUMX R
C312
R274 R283 R284
C322
C298
C300
R264 C297 R262
U78
R273 C311
C299
263 XNUMX R
C302
R261 R258 R259 R260
U79
C306
U80
C315
C313
266 XNUMX R
U81
R278 R275 R276
C304
277 XNUMX R
C316
R271 C308
270 XNUMX R
U82
C314
C318
U83
R280 R279 C321
C310
U84
R285 C317
C320
281 XNUMX R
C319
R290 R291
D11
D12
D13
D14
R287 R286
SW2
R297 R296
R289 R288
C334 C328 C364
R299 C330
R293 R292
C324
C331
300 XNUMX R
R298 C329
C333 C332
U85
C335
C323
C325
D15
303 XNUMX R
D16
C336
R301 R302 C342 C341
C337
U86
C343
C339
C346
R310 R307
309 XNUMX R
308 XNUMX R
MH8
C347 R305 R306
315 XNUMX R
321 XNUMX R
C345
P10
C344 C348
MH9
C349 R318 C350 R319 R317 R316
C352
P11
C351
C354
U87
MH10
C353
U88
C338
C340
294 XNUMX R
C363
MH4 P9
XF1
C358
295 XNUMX R
C326
C327
D17
304 XNUMX R
D18
U89
C355 C356
U91
U90
C361 R323
C357
C359
P12
C360
MH7
R313 R314 R320 R311 R312 R322
39
40
Dodatok C. Rozloženie dosky plošných spojov
D. Konverzia 115/230 V
D.1 Poistka
Poistka je keramická prepäťová poistka, 0.25 A (230 V) alebo 0.63 A (115 V), 5 x 20 mm, napr.ample Littlefuse 0215.250MXP alebo 0215.630MXP. Držiak poistky je červená kazeta tesne nad vstupom napájania IEC a hlavným vypínačom na zadnej strane jednotky (obr. D.1).
Obrázok D.1: Poistková kazeta znázorňujúca umiestnenie poistiek pre prevádzku pri napätí 230 V.
D.2 Prevod 120/240 V
Ovládač je možné napájať striedavým prúdom s frekvenciou 50 až 60 Hz, 110 až 120 V (100 V v Japonsku) alebo 220 až 240 V. Na prevod medzi 115 V a 230 V je potrebné vybrať a znova vložiť poistkovú kazetu tak, aby sa dosiahlo správne napätie.tagCez krycie okienko je vidieť e a je nainštalovaná správna poistka (ako je uvedené vyššie).
41
42
Dodatok D. Prevod 115/230 V
Obrázok D.2: Výmena poistky alebo objemutage, otvorte kryt poistkovej kazety pomocou skrutkovača zasunutého do malej štrbiny na ľavom okraji krytu, tesne naľavo od červeného voltutage indikátor.
Pri vyberaní poistkovej kazety vložte skrutkovač do výrezu na ľavej strane kazety; nepokúšajte sa ju vytiahnuť pomocou skrutkovača po stranách držiaka poistky (pozri obrázky).
NESPRÁVNE!
SPRÁVNE
Obrázok D.3: Na vybratie poistkovej kazety zasuňte skrutkovač do výklenku na ľavej strane kazety.
Pri zmene zvtagnapr. poistka a premosťovacia svorka sa musia vymeniť z jednej strany na druhú tak, aby premosťovacia svorka bola vždy dole a poistka vždy hore; pozri obrázky nižšie.
D.2 Prevod 120/240 V
43
Obrázok D.4: Mostík 230 V (vľavo) a poistka (vpravo). Pri zmene napätia vymeňte mostík a poistku.tage, aby poistka po vložení zostala najvyššie.
Obrázok D.5: Mostík 115 V (vľavo) a poistka (vpravo).
44
Dodatok D. Prevod 115/230 V
Bibliografia
[1] Alex Abramovici a Jake Chapsky. Systémy riadenia so spätnou väzbou: Stručný sprievodca pre vedcov a inžinierov. Springer Science & Business Media, 2012. 1
[2] Boris Lurie a Paul Enright. Klasické riadenie so spätnou väzbou: s MATLAB® a Simulink®. CRC Press, 2011. 1
[3] Richard W. Fox, Chris W. Oates a Leo W. Hollberg. Stabilizácia diódových laserov pre vysoko jemné dutiny. Experimentálne metódy vo fyzikálnych vedách, 40:1, 46. 2003
[4] RWP Drever, JL Hall, FV Kowalski, J. Hough, GM Ford, AJ Munley a H. Ward. Stabilizácia fázy a frekvencie laseru pomocou optického rezonátora. Appl. Phys. B, 31:97 105, 1983. 1
[5] TW Ha¨nsch a B. Couillaud. Stabilizácia laserovej frekvencie pomocou polarizačnej spektroskopie reflexnej referenčnej dutiny. Optics communications, 35(3):441-444, 1980. 1
[6] M. Zhu a JL Hall. Stabilizácia optickej fázy/frekvencie laserového systému: aplikácia na komerčný farbivý laser s externým stabilizátorom. J. Opt. Soc. Am. B, 10:802, 1993. 1
[7] GC Bjorklund. Frekvenčne modulačná spektroskopia: nová metóda na meranie slabých absorpcií a disperzií. Opt. Lett., 5:15, 1980. 1
[8] Joshua S. Torrance, Ben M. Sparkes, Lincoln D. Turner a Robert E. Scholten. Zúženie šírky čiary subkilohertzového laseru pomocou polarizačnej spektroskopie. Optics express, 24(11):11396 11406, 2016. 1
45
[10] W. Demtröder. Laserová spektroskopia, základné koncepty a prístrojové vybavenie. Springer, Berlín, 2. vydanie, 1996. 1
[11] LD Turner, KP Weber, CJ Hawthorn a RE Scholten. Charakterizácia frekvenčného šumu úzkych čiar s diódovými lasermi. Opt. Communic., 201:391, 2002. 29
46
MOG Laboratories Pty Ltd 49 University St, Carlton VIC 3053, Austrália Tel.: +61 3 9939 0677 info@moglabs.com
© 2017 2025 Špecifikácie a popisy produktov v tomto dokumente sa môžu zmeniť bez predchádzajúceho upozornenia.
Dokumenty / zdroje
 |
Moglabs PID rýchly servo regulátor [pdfNávod na obsluhu PID rýchly servo regulátor, PID, rýchly servo regulátor, servo regulátor |