|
|
  |
Стабилизатор мощности лазерного диода, Не могу понять почему возникают колебания в петле! |
|
|
|
Nov 22 2006, 17:33
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 10:17)  Сразу не вспомню, но где-то я встречал такое - "коррекция грубой силой" - возможно Хоровиц, но сейчас поискал не нашел. Но что-то мне не нравится в этом. По моим представлениям устойчивость схемы будет только хуже, поскольку в петле местной обратной связи появится дополнительная интегрирующая RC цепь - дополнительный сдвиг фазы. Вообще-то, параметры основной цепи коррекции определяются номиналами элементов, включенных в ОС ОУ. Коррекция по входу - дополнительная. Лучше, конечно, брать опера с выводами цепи коррекции "на улице". Однако, сейчас таких практически не делают, вот и приходится иногда извращаться. Существенно повысить устойчивость регулирования можно путём приложения запирающего напряжения к фотодиоду (выход датчика при этом также должен быть нагружен на КЗ).. Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 10:17)  ...Однако на модели только LM124 не заводится (ORCAD 9.2). У меня складывается представление, что проблема в паре лазер-диод. Их задержка - фазовый сдвиг - генерация. Хочу попробовать с реальными компонентами, но "сикаю" - лазер 100$. Ток ограничил, но при генерации возможно всякое - паразитный LC контур, резонанс и.... Особенно для частот 10-50 МГц. Схема управдения должна иметь как можно меньшие линейные размеры, и монтироваться с лазером в одном блоке. Уставку тока "подпорки" можно задавать в обсуждаемой схеме при помощи ЦАП, а для подачи управляющего импульса использовать дополнительную цепь: выход лог. элемента через резстор в точку суммирования токов. Хотел посоветовать сначала поитраться с "указочными" лазерами, да опередили.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 22 2006, 20:46
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2DS Цитата Играйтесь для начала с 5 долларовыми лазерами, пока гореть не перестанут. Для начала они у Вас будут гореть по самым разным причинам, не только из-за системы стабилизации. У меня есть знакомые, у которых лазера горели при включении в комнате лампы дневного света. Совет хороший, но это для шибко трудолюбивых. Я просто на первых парах думаю ограничить максимальный ток раза в 3 меньше номинального. Если будет генерация будем париться, если нет увеличу ток. И вообще на первых парах емкость на 2 мкф повешу с выхода ОУ на его - вход. 2Stanislav Цитата Между входами ОУ всегда есть ёмкость. Наличие доп. резистора приводит к уменьшению скорости изменения напряжения между входами, а также уменьшает перегрузку входного каскада при резком изменении тока на входе, что эквивалентно включению корректирующей цепи на входе ОУ. Я так и понял - ОУ усиливает разность входного сигнала, если разность уменьшается (за счет падения напряжения на доп.резисторе), то это эквивалентно уменьшению коэффициента усиления, но при этом возникает сдвиг фазы (грубо заряд емкости через этот резистор) и как следствие возможность возбуждения (о чем Вы и писали). Цитата Вообще-то, параметры основной цепи коррекции определяются номиналами элементов, включенных в ОС ОУ. Коррекция по входу - дополнительная. Основная цепь коррекции это RC цепь в обратной связи на эмиттерный резистор? Тогда входная емкость и доп.резистор и на нее скажутся (в плане уменьшения запаса устойчивости). Цитата Существенно повысить устойчивость регулирования можно путём приложения запирающего напряжения к фотодиоду (выход датчика при этом также должен быть нагружен на КЗ).. Это за счет уменьшения емкости фотодиода и как следствие уменьшения шума? Цитата Уставку тока "подпорки" можно задавать в обсуждаемой схеме при помощи ЦАП, а для подачи управляющего импульса использовать дополнительную цепь: выход лог. элемента через резстор в точку суммирования токов. Сомневаюсь я на счет возможности работы на высоких (более 10 КГц) частотах. Но если возможно, то придется задавать оба уровня ЦАПами и коммутировать их ключом (или быстрый ЦАП поставить). Цитата Хотел посоветовать сначала поитраться с "указочными" лазерами, да опередили. А есть ли в указочном лазере фотодиод? Может и попробую (после гибели дорогого).
|
|
|
|
|
Nov 23 2006, 12:30
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 20:46)  Я так и понял - ОУ усиливает разность входного сигнала, если разность уменьшается (за счет падения напряжения на доп.резисторе), то это эквивалентно уменьшению коэффициента усиления, но при этом возникает сдвиг фазы (грубо заряд емкости через этот резистор) и как следствие возможность возбуждения (о чем Вы и писали). Основная ёмкость - это ёмкость фотодиода, и сдвиг фазы в петле ОС будет и с резистором, и без него. Но у схемы с резистором усиление на ВЧ ниже, что и повышает устойчивость. Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 20:46)  Цитата Вообще-то, параметры основной цепи коррекции определяются номиналами элементов, включенных в ОС ОУ. Коррекция по входу - дополнительная. Основная цепь коррекции это RC цепь в обратной связи на эмиттерный резистор? Тогда входная емкость и доп.резистор и на нее скажутся (в плане уменьшения запаса устойчивости). Я не совсем правильно выразился - коррекция по входу относится только к регулятору, а RC в ОС - ко всей системе автоматического регулирования. Так, например, ОУ может будиться и "сам по себе", даже без учёта ОС по световому потоку, и коррекция по входу уменьшает вероятность такого самобуда. Правда, коррекцию можно сделать и по-другому... Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 20:46)  Цитата Существенно повысить устойчивость регулирования можно путём приложения запирающего напряжения к фотодиоду (выход датчика при этом также должен быть нагружен на КЗ).. Это за счет уменьшения емкости фотодиода и как следствие уменьшения шума? Ну, шум вряд ли сильно уменьшится, а вот ёмкость - уменьшится. Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 20:46)  Цитата Уставку тока "подпорки" можно задавать в обсуждаемой схеме при помощи ЦАП, а для подачи управляющего импульса использовать дополнительную цепь: выход лог. элемента через резстор в точку суммирования токов. Сомневаюсь я на счет возможности работы на высоких (более 10 КГц) частотах. Но если возможно, то придется задавать оба уровня ЦАПами и коммутировать их ключом (или быстрый ЦАП поставить). Почему сомневаетесь? У любого быстрого ЦАПа есть глитчи - неприятный звон на выходе. Может быть фатальным Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 20:46)  Цитата Хотел посоветовать сначала поитраться с "указочными" лазерами, да опередили. А есть ли в указочном лазере фотодиод? Может и попробую (после гибели дорогого). Честно говоря, не знаю, не разбирал. Однако, в магазинах лежат трёх-, реже - четырёхвыводные ЛД рублей по 300-500. Мне казалось, что такие и стоят в указках. А зачем сначала жечь дорогой? Всему своё время...  Цитата(Andr2I @ Nov 22 2006, 21:17)  2artem Спасибо, обязательно посмотрю. Там что-то новое или те же диаграммы Боде? У меня проблема в том, что в цепи ОС стоит элемент, быстродействие которого зависит от тока, протекающего через него. Как это обойти не знаю. В цепи какой ОС? По световому потоку?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 23 2006, 13:46
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(DS @ Nov 23 2006, 12:37)  Stanislav, емкостью встроенного в лазер диода, я думаю вполне можно пренебречь - даже без смещения она будет сравнима с входной емкостью ОУ - немолько пф. Хотя смещение, конечно, желательно подавать. Ну, у хорошего ОУ ёмкость - меньше пики, если склероз не изменяет. А влияние выходной ёмкости диода можно минимизировать, используя каскад с ОБ, как показано на рисунке:  Здесь Uзап - запирающее смещение. Базу нужно "заземлить" по переменному току на -U.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 23 2006, 14:22
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2Herz Сейчас под руками нет названия и данных, но по памяти 1 мВт, 40 мА, для фотодиода - 500 мкА, 20 пФ. 2Stanislav Цитата Основная ёмкость - это ёмкость фотодиода, и сдвиг фазы в петле ОС будет и с резистором, и без него. Но у схемы с резистором усиление на ВЧ ниже, что и повышает устойчивость. Я с Вами согласен. Скорее всего это все "ловля блох". И если подвесить емкость 1Н с выхода ОУ на его - вход будет еще стабильнее, но в плане быстродействия... Цитата Почему сомневаетесь? У любого быстрого ЦАПа есть глитчи - неприятный звон на выходе. Может быть фатальным. Сомневаюсь, поскольку вижу на модели либо завал фронтов (LM124) или генерацию (для более быстродействующих). На счет глитчей - золотые слова. Даже при моделировании после подачи ступеньки виден либо звон, либо завал фронтов. От параметров RC цепи сильно зависит. Цитата В цепи какой ОС? По световому потоку? Да по световому потоку. Откуда думаю и все проблемы (пока теоретические). А так я ОУ и на 10-50 МГц наблюдал - все работает, правда на прямоугольниках обычно со звоном. Цитата А влияние выходной ёмкости диода можно минимизировать, используя каскад с ОБ Для низких частот это не нужно, а на высоких может дать дополнительный сдвиг фазы. Конечно уменьшение емкости уменьшит усиление ВЧ шума ОУ. Но с другой стороны, как я понимаю, фотодиод при изменении фототока все равно сначала будет перезаряжать этим же током свою емкость, а уж потом менять ток коллектора. Да и работать транзистор будет в режиме микротоков - по частоте сильно не разгонишься. Пока для меня это спорное решение.
|
|
|
|
|
Nov 23 2006, 14:26
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(DS @ Nov 23 2006, 14:12)  Порядка пики - только у некоторых, и то между + и - входами. Между землей и входом обычно 6 -8, редко 4. При таких емкостях и небольшом сопротивлении в обратной связи, все будет ограничиваться полосой ОУ, а не входной емкостью и/или емкостью диода. Не уверен. Здесь от количественных соотношений всё зависит. Например, есть ОУ с common-mode ёмкостью порядка 1 пФ (у AD видел когда-то), а ёмкость фотодиода - думается, порядка 10 пФ. Более точно можно сказать, узнав параметры лазера (и его фотодетектора).
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 23 2006, 14:39
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
Цитата Порядка пики - только у некоторых, и то между + и - входами. Между землей и входом обычно 6 -8, редко 4. При таких емкостях и небольшом сопротивлении в обратной связи, все будет ограничиваться полосой ОУ, а не входной емкостью и/или емкостью диода. На модели у меня так и получается. При R=1K (C=2мкФ) наиболее стабильно и фронты определяются только самим ОУ. Цитата Более точно можно сказать, узнав параметры лазера (и его фотодетектора). Емкость 20пФ, рабочий ток 500 мкА.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|