Вообще я видел уже подобные готовые приборы, например у RHK. Но тут есть одна проблема, если "физику" на месте взбредёт что то поменять, я уже в ваш прибор не влезу. Что каксается обратной связи для TF, опыт небольшой имеется. Ну в общих словах, я оптимист

Ну смотрите, у нас есть изделие в виде отдельного блока с аналоговыми выходами как раз по частоте и изменению добротности с управлением параметрами по RS232 от компьютера и с локальной клавиатуры. Специально для любителей превратить AFM в SNOM.
Видеть-то Вы видели, но одно дело, когда зонд живет один - два скана, а другое дело - неделю. Но дело хозяйское.
Да, еще совет - ФАПЧ не делайте.

Ну я в принципе хотел бы ознакомиться с продукцией, здесь наверное такие фразы писать неположено, да простит меня модератор! Напишите в ЛС, описание или ссылку, цену, можно сайт...


Гы, в общем то задача поставлена так что бы его сделать...

Система используется во в таком микроскопе, его на сайте пока нет, хотя четыре года уже как выпускается - не я за сайт отвечаю. Сайт в профиле, цена на блок - в личке.

У меня наверное не работает ЛС. Письмо не получил. Можно инфу скинуть мне на почту.

Это я торможу.
Посчитайте поворот фазы при работе, и поймете что можно вполне обходится фазовым детектором. ФАПЧ только шумов внесет немеряно и будет интерферировать с системой обратной связи. Если сила такая, что фазу повернуло за 45 град - зонду все равно пипец, ФАПЧ уже не нужен тоже.

Ну насколько я "силён" в таких делах, думаю изменение фазы не должно быть сильно большим, поверхности в основном гладкие - полимеры, да и скорости не большие - до 1 мсек на точку, но опять же могу ошибаться, ФАПЧ мне нужен чтобы не уходить от резонанса на датчике, обратной связью я должен подстраивать частоту, а не положение Z.

Я понял, что частоту. Если гладкие поверхности, то тем более, зачем постраивать частоту возбуждения. При малых отклонениях частоты изменение фазы в колебательном контуре и есть отклонение частоты. Другое дело, когда Вы уйдете за 45 градусов, то там изменится отклик вилки и действительно нужно будет следить за частотой, а не за фазой. Но по вышеизложенному - это не рабочий режим.
Мы тоже с ФАПЧ начинали, может Ваши заказчики где-то у нас и прочли/услышали. Но потом перестали так делать.

Частоту я всегда подстраиваю, поэтому у меня никогда нет набега фазы более чем 45град. Если частота уходит от заданной, я её возвращаю уже др. обратной связью по Z.
Вообще говоря, у меня есть прототип, работает по методу пересечения 0, ФАПЧ довольно неплохо следит за частотой. Скорость реакции не большая, да и сам по себе TF очень инертен. Это не самый оптимальный метод реализации, вот я и подумал сделать все "по-уму" грамотно так сказать, используя премудрости ЦОС.. Сканирование правда толком не делали, но грели, частота уплавала, ФАПЧ не срывался, при этом фаза была положительной, а при остывании - отрицательной, при этом уход частоты на DDS был +/ 20Гц. Проверяли на осцилографе - фаза подстраемого сигнала уходила не более чем 90град. Дрожжание где-то +/-0,025град. Честно говоря, не могу понять, где тут могут быть проблеммы, если только при контакте с поверхностью TF ведёт себя иначе.
Думаю наши с вашими немогли пересечся, если только вы не делали EasyPLL, так как наши щас на таком и работают.

Ну статьи то в журналах они читают.
В документации, что я Вам послал, ясно написано что полоса системы по -3 Дб - 300 гц при 10 000 добротности вилки. А у Вас будет - от силы 3 герца, если вилку хорошо угробите клеем - 30 герц, но с соответствующим увеличением шумов. В этом принципиальное отличие работающей системы от самодельной. У нас в не зависимости от добротности камертона время реакции системы меньше 1 мс. Соответственно, ТF уж никак не скажешь, что инертен.

Для работы с зондом полоса гораздо важнее, чем даже для кантилевера, поскольку при запаздывании системы обратной связи сила возрастает по 6 степени от ошибки. И одной лишней пылинки достаточно, чтобы обломить кончик зонда.

Я ведь поэтому и спрашивал, что Вы читали по данному вопросу - подход "и так все ясно" стоит Вам примерно двух порядков по быстродействию датчика. Ну и, наверное, по чувствительности, что - нибудь около порядка - полутора.

При сканировании в нормальном режиме собственная частота вилки меняется на 0.3 - 1 гц. Если больше, то силы возникают такие, что ломают зонд. Если Вы работаете не в режиме SNOM, то безграмотный заказчик может и не заметить поломанный зонд, но если в этом режиме, то счетчик фотонов зашкалит просто. Вы понимате, что усилие слома острия около микроньютона ?

Чувствуется более глубокое понимание и многолетний опыт в данной области. Все больше и больше волосы поднимаются... У вас случаем есть статейки из тех журналов? Не совсем понял интерпретацию цифр про вилку и полосу частот системы. Да, если бы "они" бы читали статьи, я бы не делал такую задачу "в лоб".


А какой порядок значения реакции системы должен быть? Есть что нибудь вроде статей по этому поводу?


Значит, если я правильно понимаю - основную задачу нужно решать в аналоге?


А разве мы работаем в контакте? Датчик вроде как должен чувствовать атомное взаимодействие на расстоянии. Если не ошибаюсь, изменение частоты на 1 Гц эквивалентоно набегу фазы в 0.0110град? Тагда я конечно все поломаю...

Сообщение отредактировал stoker - Oct 15 2007, 21:42

Если у вас стандартная вилка т.е. имеет на воздухе добротность порядка 10 000 - 12 000 и активное сопротивление порядка 100 Ком, то полоса пропускания системы вилка + трансимпедансный усилитель, которую как я понимаю, Вы собираетесь использовать, будет около 3 герц. Если Вы будете что-то клеить к вилке (а иначе зачем оно надо), добротность упадет. Если клеить тяп - ляп, до до величины около 500 - 1000. Если больше, работать будет крайне затруднительно, т.к. сопротивление возрастет до мегомов и влияние паразитных емкостей станет определяющим. При этом при добротности в 1000 полоса увеличится до примерно 30 гц. Если клеить хорошо, добротность останется высокой, и полоса - узкой. Некоторые специально мажут вилки клеем, чтобы расширить полосу. Не очень разумно, правда ?

Реакция долна быть чем быстрее, тем лучше. Времени около 0.5 мс, которого мы достигли, хватает, чтобы достаточно квалифицированный человек мог работатьс прибором без большого расхода зондов. Но для поставленной дирекцией задачи "чтобы мог работать китайский аспирант с по неделе с одним зондом" недотягивает. Мои мысли смещаются в сторону нелинейной системы управления вместо классической ПИД, но заложена она будет только в следующую серию приборов, так что через годик узнаю, верна ли мысль.
Поищите гуглем работы Khaleda Karrai, он, так сказать, основоположник датчиков на TF. Думаю, что они уже есть в бесплатном доступе. Почитаете их, можно будет еще подкинуть что-нибудь.

Нет, на 1 Гц будет 30 градусов, резонансная кривая вилки узкая и на 45 градусов повернется на 1.5 гц отстройки. Собака рылась не здесь.

Пожалуй это вопрос к производителям датчиков. Значит получается от качества исполнения датчика целиком зависит полоса пропускания системы в целом, я прав? Не совсем понимаю что такое трансимпедансный усилитель? Чем он отличается от токового усилителя?
Ещё вопрос по добротности. Чем выше добротность TF тем уже полоса, следует из определения добротности. Тогда мне не понятно как у вас получается ширина полосы 300Гц, при добротности аж 10 000! В моих опытах расчета добротности ширина полосы резонанса TF без иглы была порядка 0,2-1 Гц. Поэтому реакция TF на воздействие было медленным. В чем может быть нестыковка?


Khaleda Karrai, интересно, результат поисков = 0. Видимо это не широко доступная литература. По поводу определения фазы, что то не втыкаю, если опорная частота 32768 Гц, изменение в 1Гц, т.е. стало 32769Гц, вроде как даёт набег фазы за период 0,011град. Где собака роется?

Сообщение отредактировал stoker - Oct 15 2007, 22:41

Khaled Karrai, гугль сразу дает 781 ссылку.

Как включить датчик. Можно включить так, что полоса не будет зависить от добротности. Трансимпедансный, наверное то же, что и токовый, если Вы имеете в виду усилитель, который преобразует ток в напряжение.

В расчетах Вы где то ошиблись, раз получили значения в 0.2 гц, если только не брали значения для добротности в вакууме. Общая идея быстродействующего включения заключается в том, что параметры колебательной системы - добротность и собственная частота меняются при воздействии силы быстро, в отличие от параметров колебаний. При правильном подходе этим можно воспользоваться.

С фазой неверно. Вы имеете дело с резонансной системой, у которой ширина пика - 3 гц. В центре фаза нулевая. На отстройке в 1.5 гц - 45 град по определению ширины резонансной кривой. Соответственно, при отстройке в 1 гц будет около 30 град. Собственная частота колебаний тут никакой роли не играет.

Во, теперь нашлось, тока там в основном физика, по TF тока 2 статьи нашёл.

Как в вашем приборе организовывалась обратная связь? Я так понимаю выходы Vq Vf далее оцифровывались? Затем вы подстраивали частоту на DDS, передавая команды на MCU через RS232? Как быстро это происходило, в сравнении с периодом 1/32768?


Да, дело было в вакууме. По вашей схеме, добротность и частота это мнимая и действительная часть после умножителей(ну или наоборот)? Я прав?


Я понял, вы рассматриваете фазо частотную х-ку TF. Но фаза скакануть за период 1/32768 не сможет на 45град. Помоему это очевидно. Иначе в эквиваленте частота ушла более чем на 7Кгц. Так как скорость изменения фазы - это есть частота. То про что вы говорите, то это, помоему, набег фазы за несколько периодов. У меня фаза подстраивается не менее 1 раза в период а это скорость реакции около 30мкс. Я смотрел и на осцилографе и в программе - петля не срывается. Отрабатывает частоты до +/-20Гц. Не знаю, может быть мы о разных вещах говорим, но мне очень нужно разобраться и понять...

Кстати, вы говорили что у вас была какая то статья в журнале, не могли бы скинуть ссылочку?

Сообщение отредактировал stoker - Oct 16 2007, 09:32