Стабилизатор мощности лазерного диода, Не могу понять почему возникают колебания в петле! Опции

[_pegas_]

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

 

[Stanislav]

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.

[dxp]

Питание может быть даже однополярным, а ожидаемое качество регулирования будет выше, чем в Вашей схеме. Если интересно, предлагаю обсудить подробнее.

Это раззи ПИ регулятор? Насколько мои скромные познания в этой области позволяют мне судить, это И регулятор - пропроционального звена тут нет.

[Stanislav]

Это раззи ПИ регулятор? Насколько мои скромные познания в этой области позволяют мне судить, это И регулятор - пропроционального звена тут нет.

Как это нет? Не поленитесь посчитать передаточную функцию - все станет ясно.

Или кондер замкните, если считать лень...

[dxp]

Это раззи ПИ регулятор? Насколько мои скромные познания в этой области позволяют мне судить, это И регулятор - пропроционального звена тут нет.

Как это нет? Не поленитесь посчитать передаточную функцию - все станет ясно.

Боюсь, что не станет. Интегральное звено вижу. А пропроциональное где? Насколько мои скромные познания в этой области позволяют мне судить, ПИ регулятор - это устройство, в котором интегральное и пропорциональное звенья работают параллельно - сигнал ошибки поступает на оба звена одновременно, в пропроциональном звене просто усиливается (умножается на свой коэффициент), в интегральном - интегрируется, накапливается (тоже с масштабированием), после чего выходы с обоих звеньев суммируются.

Или кондер замкните, если считать лень...

Если замкнуть кондер, то получится просто П регулятор.

[Stanislav]

Боюсь, что не станет. Интегральное звено вижу. А пропроциональное где? Насколько мои скромные познания в этой области позволяют мне судить, ПИ регулятор - это устройство, в котором интегральное и пропорциональное звенья работают параллельно - сигнал ошибки поступает на оба звена одновременно, в пропроциональном звене просто усиливается (умножается на свой коэффициент), в интегральном - интегрируется, накапливается (тоже с масштабированием), после чего выходы с обоих звеньев суммируются.
...

Зачем писать столько слов, если можно взять карандаш и лист бумаги, и найти передаточную функцию?

Ладно, поясню "на пальцах". Входом является ток ФД, выходом - ток питания ЛД. Ток ФД создает частотно-независимое падение напр-я на резисторе (П) и интегрируется на кондере (И), после чего два напряжения складываются, т.к. резистор и кондер включены последовательно. Преобразователь напряжение-ток выполнен на транзисторе. Получается ПИ-регулятор.

...Если замкнуть кондер, то получится просто П регулятор.

Вот именно...

[dxp]

Зачем писать столько слов, если можно взять карандаш и лист бумаги, и найти передаточную функцию?

Ок, поскольку схема Ваша, Вы и предъявите эту самую передаточную функцию.

Ладно, поясню "на пальцах". Входом является ток ФД, выходом - ток питания ЛД. Ток ФД создает частотно-независимое падение напр-я на резисторе (П) и интегрируется на кондере (И), после чего два напряжения складываются, т.к. резистор и кондер включены последовательно. Преобразователь напряжение-ток выполнен на транзисторе. Получается ПИ-регулятор.

Извините мне мою тупость, я не понимаю как следует этого. Давайте на примере. Пусть лазер дает при 100 мА накачки 100 мкА фототока (для простоты быстродействие звена "лазер-фотодиод" будем считать бесконечным, что на самом деле обычно и имеет место по сравнению с быстродействием схемы ОС). Укажите номиналы элементов, чтобы можно было смоделировать и посмотреть, как это работает.