|
Стабилизатор мощности лазерного диода, Не могу понять почему возникают колебания в петле! |
|
|
|
Dec 14 2005, 17:38
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 79
Регистрация: 24-11-04
Пользователь №: 1 220

|
Собрал стабилизатор оптической мощности лазера. Желаемая мощность выставляется "опорным напряжением", предполгается что петля настроит мощность лазера так, что напряжение на фотодиоде уравняется с "опорным". Самое интересное, что средняя мощность все таки держится. Но присутствует колебательный процесс в петле. Вроде бы здесь ООС. Может я не прав? Частота колебаний 1.3 МГц. Колебания на базе первого диода чуть отстают по фазе (градусов на 45) от колебаний на фотодиоде(и резисторе). Перемена местами фотодиода и резистора приводит к насыщению выходных каскадов намертво, схема или включается или выключается, ничего не регулируется!! Как убрать колебания???????
Прикрепленные файлы
regul.pdf ( 55.86 килобайт )
Кол-во скачиваний: 527
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(105 - 119)
|
Nov 28 2006, 05:38
|

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

|
Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 20:56)  2Stanislav Однако сбылись мрачные прогнозы. Можно поздравить с почином - лазер помер! Примите поздравления и соболезнования.  Лазер умер - да здравствует лазер! Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 20:56)  ...Самое интересное, что сначала прикрутили лазер от CD-ROM. Лазер светил. Но был не той полярности - общая точка на минусе, по этой причине (как мне кажется) возникла положительная ОС ( катод фотодиода соединен с коллектором транзистора) колебания на чатоте 200 КГц. Но лазер светил (немного видно). Затем было решено прикрутить "дорогой" "правильный лазер" (общая точка на плюс питания). После чего ток через лазер не пошел. После прозвонки оказалось что внутри что-то оборвалось. Ничего не понятно. Схемы включения нужны. Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 20:56)  Цитата Для улучшения устойчивости этот полюс надо вывести из рабочей полосы, или компенсировать его нулём. Для этого, выход ОУ нужно нагрузить на последовательную RC-цепь с R ~= 0,5 - 1 кОм, С > 10 нФ. Если потребление не волнует, можно ограничиться резистором приведённого номинала, подключенным к +Uп или "земле". Очень интересно. Я сталкивался с особенностью LM358 требующих подтяга на минус питания - ступенька. А про такое не читал. На первый взгляд странно. У меня ОУ работает при напряжения выхода близкое к +5В. Ток стекает на землю (базовый) порядка 0,5-1 мА. Это заменит резистор на землю? Где про это можно почитать? Не знаю. Не любят про это писать производители. Возможно, в журнале Analog Dialogue от AD что-нибудь есть. Дело в том, что выход rail-to-rail output ОУ - это источник тока с очень большим вых. сопротивлением (десятки-сотни килоом). Наличие даже небольшой ёмкости на выходе при большом активном сопротивлении нагрузки приводит к образованию полюса, который негативно сказывается на устойчивости системы. Поэтому, желательно для таких оперов вводить активную нагрузку по выходу, снижающую избыточное усиление и отодвигающую полюс в область высоких частот. Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 20:56)  ...Что-то с поиском транзистора плохо. Либо частота, либо ток (надо 150-200 мА). У мощных емкость большая. Да и корпус в виде свастики. Как я понимаю, мне важна общая емкость база-коллектор + база-эмиттер? Если поставить резистор, то постоянная времени каскада увеличится и я получу тоже самое, но за большие деньги? Может у Вас есть какой транзистор на примете? Нет пока. Посмотрю завтра... Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 20:56)  ...Так я скопировал ее в paint и получил на выходе около 2 метров. Попробую уменьшить объем. Из пэйнта в формате .gif можно попробовать сохранить, тогда объём будет небольшим.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 28 2006, 09:16
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2Stanislav Цитата Из пэйнта в формате .gif можно попробовать сохранить, тогда объём будет небольшим. Однако, чукча тоже понял... Файл большой, но жмется очень хорошо.
|
|
|
|
|
Nov 28 2006, 13:24
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 415
Регистрация: 10-06-05
Из: Наукоград Кольцово(Новосибирск)
Пользователь №: 5 898

|
Цитата(Andr2I @ Nov 27 2006, 23:56)  Однако сбылись мрачные прогнозы. Можно поздравить с почином - лазер помер! Позволю себе пару советов как не спалить лазер во время экспериментов. 1. Параллельно лазеру прицепить диод от защиты от обратного напряжения на всякий случай. 2. Поставить джампер коротящий лазер. Если в плату полез ручками или щупом первым делом замкни лазер. 3. Я запитываю лазер от источника тока на двух транзисторах, одну из схем я уже приводил. А уже ОС по свету уменьшает значение тока, выдаваемого источником тока. Это гарантирует что при любых проблемах по питанию, в цепи OC по свету, и т.п. максимально допустимый ток через лазер не превысит своего предела.
|
|
|
|
|
Nov 28 2006, 18:34
|

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

|
Цитата(Andr2I @ Nov 28 2006, 09:16)  Файл большой, но жмется очень хорошо. Ага, вот теперь более понятно. Вопросы, тем не менее, есть. 1. Каково напряжение V2? Выполняется ли условие (V2-Vлд)/R5 < Imax ? Здесь Vлд - напряжение на диодном лазере при макс. токе, Imax - максимально допустимый ток через него. 2. Каковы параметры источника V6 и генератора V15? Возможно, здесь собака порылась... Цитата(dinam @ Nov 28 2006, 13:24)  3. Я запитываю лазер от источника тока на двух транзисторах, одну из схем я уже приводил. Каскодная схема? Киньте ссылочку, не нашёл что-то... Цитата(dinam @ Nov 28 2006, 13:24)  А уже ОС по свету уменьшает значение тока, выдаваемого источником тока. Это гарантирует что при любых проблемах по питанию, в цепи OC по свету, и т.п. максимально допустимый ток через лазер не превысит своего предела. Обсуждаемая схема работает так же, и, при правильном её расчёте, ЛД выходить из строя не должен. Правда, ньюансы мне неизвестны... Цитата(DS @ Nov 28 2006, 13:32)  "Прозванивание" лазера - почти гарантирпованный его конец. Или сильнейшая деградация параметров. Шунтировать лучше Шоттковским диодом. И обязательно разобраться с тем, что происходит (и может происходить) при включении-выключении питания. Лазерный диод пробивается при отрицательном смещении в 2 вольта. Наглухо? Даже если ток мал (как в тестере)?
Сообщение отредактировал Stanislav - Nov 28 2006, 18:36
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 28 2006, 19:48
|
Гуру
     
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250

|
По рекомендациям фирм и по опыту тех, кто пробовал звонить - наглухо. В диоде есть два дополнительных перехода с маленькой разницей в энергии, чтобы увеличить эффективность излучения - то, что Алферов придумал. Они очень тонкие, вероятно, пробой происходит в одной малой точке и тока хватает, чтобы там что-нибудь необратимо изменилось. Хотя это мои домыслы.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
Nov 29 2006, 17:08
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2diman Цитата 1. Параллельно лазеру прицепить диод от защиты от обратного напряжения на всякий случай. Стоял. Цитата 2. Поставить джампер коротящий лазер. Если в плату полез ручками или щупом первым делом замкни лазер. Совет хороший, но я щупом-то смотрю как лазер модулируется. Цитата 3. Я запитываю лазер от источника тока на двух транзисторах, одну из схем я уже приводил. А уже ОС по свету уменьшает значение тока, выдаваемого источником тока. Это гарантирует что при любых проблемах по питанию, в цепи OC по свету, и т.п. максимально допустимый ток через лазер не превысит своего предела. Что-то я не понял на счет максимального тока - кто его ограничивает? - ОС? Тогда это не очень надежно. На счет двух транзисторов - схема хорошая, но стабильность у нее не очень (для меня). 2DS Цитата "Прозванивание" лазера - почти гарантирпованный его конец. Или сильнейшая деградация параметров. Шунтировать лучше Шоттковским диодом. Я "звонил" лазер уже после его гибели. Диод шоттки стоит. Цитата И обязательно разобраться с тем, что происходит (и может происходить) при включении-выключении Вопрос прорабатывается, но пока все должно быть нормально. Есть задержка включения, по выключению пока трудно сказать. Но мысль дельная. Правда у меня он не заработал вообще, т.е. до выключения дело не дошло. 2Stanislav Цитата 1. Каково напряжение V2? Выполняется ли условие (V2-Vлд)/R5 < Imax ? Здесь Vлд - напряжение на диодном лазере при макс. токе, Imax - максимально допустимый ток через него. 2. Каковы параметры источника V6 и генератора V15? Возможно, здесь собака порылась... 1) V2- 5V. Условие выполнено. 2) V6-2.5V. V15 - не было вообще.
|
|
|
|
|
Nov 29 2006, 20:15
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2DS Цитата По рекомендациям фирм и по опыту тех, кто пробовал звонить - наглухо. Данная версия очень похожа на правду.
|
|
|
|
|
Nov 29 2006, 20:34
|

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

|
Цитата(Andr2I @ Nov 29 2006, 17:08)  1) V2- 5V. Условие выполнено. 2) V6-2.5V. V15 - не было вообще. Вроде, всё нормально тогда. А с сидиромным лазером всё работает? Задержку лучше всего ввести по сточнику V6 (ну, и напряжение питания при включении, само собой, должно нарастать без выбросов). Цитата(DS @ Nov 28 2006, 19:48)  По рекомендациям фирм и по опыту тех, кто пробовал звонить - наглухо... Век живи - век учись.  Лазеры, правда, мне убивать ещё не доводилось, зато теперь знаю, как это делается.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 30 2006, 09:01
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(dinam @ Nov 30 2006, 04:36)  Цитата(Andr2I @ Nov 29 2006, 20:08)  Что-то я не понял на счет максимального тока - кто его ограничивает? - ОС? Тогда это не очень надежно. На счет двух транзисторов - схема хорошая, но стабильность у нее не очень (для меня). Макимальный ток через лазер ограничивается источником тока на двух транзисторах. Эта схема очень надежная в плане того, что она гарантирует что во всех режимах (включение и отключение питания и т.д.) ток через лазер не превысит максимального. Ну а стабильности большой от неё и не надо так как в номинальном режиме оптическую мощность стабилизирует ООС на ОУ. Уже больше полугода использую лазер на 40 мВт оптической мощности, полет нормальный. Хотя слабеньких лазеров попалил штуки три пока научился с ними обращаться  . На двух транзисторах - это токовое зеркало, что ли? Цитата 2Herz Сейчас под руками нет названия и данных, но по памяти 1 мВт, 40 мА, для фотодиода - 500 мкА, 20 пФ. Что-то дорого для такой мощности $100. Я брал здесь 5-ти и 50-ти милливаттные существенно дешевле. А в указках лазеры не имеют мониторного диода. А в CD часто применяют ИК-лазеры, что не всегда удобно для экспериментов
|
|
|
|
|
Nov 30 2006, 21:17
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2dinam Цитата Я запитываю лазер от источника тока на двух транзисторах, одну из схем я уже приводил. Если эта та схема, которая выложена в этой теме, то мне не нравятся следующие моменты: 1) погрешности задающего токового зеркала на диоде и транзисторе 2)"плавание" напряжения на фотодиоде - нелинейность по фототоку 3)модуляция = гашению лазера, а не фиксация низкого уровня 4)если глубина модуляции небольшая, то скорее всего обратная связь по свету компенсирует ее. Как плюс - величина тока всегда ограничена (при изменении напряжения питания). 2Herz Цитата Что-то дорого для такой мощности $100. Я брал здесь 5-ти и 50-ти милливаттные существенно дешевле. LFO-14/2-tr. Где брали не знаю (вроде в Питере). Сейчас тренируюсь на лазерных диодах из Чип-Дипа.
Сообщение отредактировал Andr2I - Nov 30 2006, 21:20
|
|
|
|
|
Dec 1 2006, 06:29
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 415
Регистрация: 10-06-05
Из: Наукоград Кольцово(Новосибирск)
Пользователь №: 5 898

|
Цитата(Andr2I @ Dec 1 2006, 00:17)  Если эта та схема, которая выложена в этой теме, то мне не нравятся следующие моменты: 1) погрешности задающего токового зеркала на диоде и транзисторе Да это та схема. Но это не токовое зеркало. Назначение диода тут другое :-) Цитата(Andr2I @ Dec 1 2006, 00:17)  2)"плавание" напряжения на фотодиоде - нелинейность по фототоку Не совсем понял. Вы ведь знаете что фотодиод имеет очень большое внутренне сопротивление? Цитата(Andr2I @ Dec 1 2006, 00:17)  3)модуляция = гашению лазера, а не фиксация низкого уровня 4)если глубина модуляции небольшая, то скорее всего обратная связь по свету компенсирует ее. Назначение схемы, которую я приводил получить импульсный источник света с регулируемой длительностью. Длительность свечения порядка десятков мкс. Поэтому фиксация мне здесь была не нужна :-).
|
|
|
|
|
Dec 1 2006, 11:02
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 368
Регистрация: 16-11-06
Из: Тверь
Пользователь №: 22 379

|
2dinam Цитата Да это та схема. Но это не токовое зеркало. Назначение диода тут другое :-) Можно сказать и по другому - из-за несогласованности диод-транзистор при изменении температуры возможен значительный (для меня) дрейф. Цитата (Andr2I @ Dec 1 2006, 00:17) 2)"плавание" напряжения на фотодиоде - нелинейность по фототоку
Не совсем понял. Вы ведь знаете что фотодиод имеет очень большое внутренне сопротивление? При изменении фототока (модуляция) будет менятся падение напряжения на резисторах соединенных с фотодиодом -> будет менятся обратное напряжение на фотодиоде -> будет менятся его темновой ток и емкость (в заряженном состоянии) -> нелинейность регулировки (да и вообще возможно возбуждение - видимо конденсатор как раз и победил эту проблему).
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|