|
|
  |
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
|
|
|
|
|
Dec 15 2005, 07:40
|

Adept
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 469
Регистрация: 6-12-04
Из: Novosibirsk
Пользователь №: 1 343

|
Цитата(_pegas_ @ Dec 14 2005, 23:38)  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??????? Что-то схема какая-то сложная - целый ПИ-регулятор, если правильно понял. Зачем он там? Для вас так важна статическая ошибка? С ПИ-регулятором повозиться придется - коэффициенты подбирать, на эту тему есть несколько методик. Советую прежде чем паять эти вещи сначала помоделировать в спайсе, микрокапе или любом другом электронном симуляторе. И все-таки не лишне подумать, надо ли именно ПИ-регулятор или хватит обычного П.
--------------------
«Отыщи всему начало, и ты многое поймёшь» К. Прутков
|
|
|
|
|
Dec 15 2005, 08:27
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 79
Регистрация: 24-11-04
Пользователь №: 1 220

|
Цитата(_artem_ @ Dec 14 2005, 22:08)  postav konder paralelno R12 gde to 500 pf - 1 nf (ili podberi sam v zavisimosti ot skorosti deystviya petli ). Успокоился! В общем с емкостью 1 нФ петля стабильна - но если только лазер на выход последнего операционника повесить. Если подключать выходные транзисторы, то пришлось на два порядка емкость увеличить. Может с транзюками хватит и меньше, нет времени на эксперименты и на расчеты. Я в принципе емкость и до этого туда лепил, но видать маловато была (расчеты обманули). Цитата(dxp @ Dec 15 2005, 10:40)  Цитата(_pegas_ @ Dec 14 2005, 23:38)  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???????
Что-то схема какая-то сложная - целый ПИ-регулятор, если правильно понял. Зачем он там? Для вас так важна статическая ошибка? С ПИ-регулятором повозиться придется - коэффициенты подбирать, на эту тему есть несколько методик. Советую прежде чем паять эти вещи сначала помоделировать в спайсе, микрокапе или любом другом электронном симуляторе. И все-таки не лишне подумать, надо ли именно ПИ-регулятор или хватит обычного П. Да, это ПИ-рег, так как нужна маленькая стат. ошибка. Просто надо иметь 256 стабилизированных значений мощности лазера. Пробовал в микрокапе - там все нормально было, наверное модель у меня упрощенная была. Может Вы посоветуете что нибудь качестсвенное по П, ПИ, ПИД регуляторам на русском. Титце и Шенка не предлагать, читал  Всем спасибо за советы!
Сообщение отредактировал _pegas_ - Dec 15 2005, 08:35
|
|
|
|
|
Dec 16 2005, 00:10
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 30
Регистрация: 19-11-05
Пользователь №: 11 075

|
Цитата(_pegas_ @ Dec 15 2005, 02:27)  Цитата(_artem_ @ Dec 14 2005, 22:08)  postav konder paralelno R12 gde to 500 pf - 1 nf (ili podberi sam v zavisimosti ot skorosti deystviya petli ).
Успокоился! В общем с емкостью 1 нФ петля стабильна - но если только лазер на выход последнего операционника повесить. Если подключать выходные транзисторы, то пришлось на два порядка емкость увеличить. Может с транзюками хватит и меньше, нет времени на эксперименты и на расчеты. Я в принципе емкость и до этого туда лепил, но видать маловато была (расчеты обманули). Цитата(dxp @ Dec 15 2005, 10:40)  Цитата(_pegas_ @ Dec 14 2005, 23:38)  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???????
Что-то схема какая-то сложная - целый ПИ-регулятор, если правильно понял. Зачем он там? Для вас так важна статическая ошибка? С ПИ-регулятором повозиться придется - коэффициенты подбирать, на эту тему есть несколько методик. Советую прежде чем паять эти вещи сначала помоделировать в спайсе, микрокапе или любом другом электронном симуляторе. И все-таки не лишне подумать, надо ли именно ПИ-регулятор или хватит обычного П. Да, это ПИ-рег, так как нужна маленькая стат. ошибка. Просто надо иметь 256 стабилизированных значений мощности лазера. Пробовал в микрокапе - там все нормально было, наверное модель у меня упрощенная была. Может Вы посоветуете что нибудь качестсвенное по П, ПИ, ПИД регуляторам на русском. Титце и Шенка не предлагать, читал  Всем спасибо за советы! Вот ссылка с достойным описанием настройки ПИДа, но на английском (с приведенной спайс-моделью). Гляньте, может поможет. http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/pid1/pid1.htm
|
|
|
|
|
Dec 19 2005, 19:43
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 719
Регистрация: 13-09-05
Из: Novosibirsk
Пользователь №: 8 528

|
Цитата(_pegas_ @ Dec 14 2005, 23:38)  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? На низких частотах - прав, а на высоких - не прав. :-) За счёт запаздывания сигнала ООС в конце-концов становится ПОС. Цитата Частота колебаний 1.3 МГц. Колебания на базе первого диода чуть отстают по фазе (градусов на 45) от колебаний на фотодиоде(и резисторе). Для возникновения генерации необходимо чтобы суммарный коэффициент передачи во всей петле (стабилизатор -> лазер -> фотодиод) был равен 1, а фазовый сдвиг 0 (т.е. 360) градусов. Сама схема стабилизатора,по Вашим словам, сдвигает фазу на 45 градусов , ещё 180 градусов даёт соответствующая полярность включения фотодиода, стало быть от лазера до фотодиода набегает 360-180-45=135 градусов. Период колебаний T=1/1.3МГц=0.77мкс, 135 градусов соответствуют задержке T*135/360=0.29мкс. Как бороться? Простейший способ - уменьшить общее усиление, чтобы на частотах, где суммарный фазовый сдвиг подбирается к 360 градусам суммарное усиление было заведомо меньше 1 (собственно это и происходит при исключении из схемы выходных транзисторов). Или вводить частотную коррекцию для компенсации запаздывания. В Титце-Шенке, как и в Хоровице с Хиллом эта тема - устойчивость усилителей с обратной связью и частотная коррекция - более-менее рассмотрена.
--------------------
Russia est omnis divisa in partes octo.
|
|
|
|
|
Jan 5 2006, 19:32
|

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

|
Цитата(_pegas_ @ Dec 14 2005, 20:38)  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??????? На мой взгляд, схема не очень удачна - сильно перегружена ненужными компонентами. Не следует забывать, что каждый каскад усиления, буть то опер или транзистор (особенно в Вашем включении), вносят временнУю задержку в петлю регулирования. Вообще удивительно, что удалось добиться устойчивости схемы (готов спорить, что переходный процесс все же очень плох). Вместо этого предлагаю следующую схему ПИ-регулятора (точнее, ее эскиз).  Питание может быть даже однополярным, а ожидаемое качество регулирования будет выше, чем в Вашей схеме. Если интересно, предлагаю обсудить подробнее.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|