Regler+Lock Error

07/02/2008 - 18:06 von nitro1185 | Report spam
Hallo.

Also ich habe einen Phasenregler gebaut, wobei das design nicht von
mir war. Ich habe schon mal nachgefragt, aber die Beschreibung war
nicht sehr ausführlich. Es geht darum, dass man die Phase eines
Laserstrahls reglen will. Das heißt, man baut sich ein Mach-Zehnder
Interferometer, das als Phasendetektor wirkt (nicht so wichtig). Fazit
ist, dass der Regler zwei Eingànge hat. Ein Referenzsignal und das
Signal der Photodiode. Nun werden die beiden Signale auf einen Mischer
gegeben und anschließend über einen Tiefpass auf den Monitor und auf
einen Integrator. Den Signal nach dem Integrator wird noch ein
einstellbarer Offset aufsummiert. Dann wird das Signal verstàrkt und
auf einen VCO gegeben, der dann einen Akusto optischen Modulator
antreibt, der dann wiederum den Laserstrahl beeinflusst. Nun ist aber
noch vor dem Ausgang, also kurz nach dem Verstàrker ein Lock-Error
eingebaut.

Es handelt sich um einen Komperator der Nummer LM319AN, der eigentlich
zwei unabhàngige Komperatoren hat. Nun wird das Signal nach dem
Verstàrken auf den invertierenden Eingang des ersten Komperators und
auf den positiven Eingang des zweiten Komperators gelegt.An den
anderen Eingaànge sind jeweils +5V angelegt. Die beiden Ausgàmge sind
zusammengeführt und mit einem Lautsprecher , der ebenfalls mit +5V
vorgespannt ist, verbunden.

Der Ausgang ist aber noch mit dem TRIG Eingang eines Timers verbunden.
Nun ist meine Frage, was das für einen Sinn hat. Meiner Meinumg nach
ist am Ausgang der beiden zusammengeführten Komperatoren immer 0V.
Viell. weiß ja jemand was, wenn er sich vorstellen kann was ich meine.
Ist ein bisschen blöd zu beschreiben ohne Schaltung.

MFG Dani und danke
 

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#1 JÃŒrgen Appel
10/02/2008 - 16:53 | Warnen spam
nitro1185 schrieb:

^ Bitte trag' doch deinen richtigen Namen hier ein.

Also ich habe einen Phasenregler gebaut, wobei das design nicht von
mir war.


[...]
Ein Referenzsignal und das
Signal der Photodiode. Nun werden die beiden Signale auf einen Mischer
gegeben und anschließend über einen Tiefpass auf den Monitor und auf
einen Integrator. Den Signal nach dem Integrator wird noch ein
einstellbarer Offset aufsummiert. Dann wird das Signal verstàrkt und
auf einen VCO gegeben, der dann einen Akusto optischen Modulator
antreibt, der dann wiederum den Laserstrahl beeinflusst.



Klingt nach einer PLL mit einem mischerbasierten Phasendetektor.
Diese haben den Voreil, daß sie sehr schnell sein können (das brauchst Du,
wenn die Bandbreite Deines Lasers recht groß ist (>~1 MHz)). Ihr
gravierender Nachteil ist, daß ihr Fangbereich nur 2pi groß ist: Wenn durch
Rauschen oder Erschütterung die Phase um mehr als 2pi wegdriftet, hat das
Fehlersignal die falsche Polaritàt und Du bekommst einen Phase-slip;
Referenz- und Fehlersignal verrutschen um eine Schwingung und im
schlimmsten Fall verlierst Du den Lock.

Ich habe den Verdacht, daß die von Dir benutzte Schaltung auf einem ca. >5
Jahre alten Design basiert. Heutzutage kann man das ganze bis hin zu
Photodetektorfrequenzen im GHz-Bereich digital lösen und
Phase-Frequency-Discriminator - ICs benutzen, deren Fangbereich viel größer
ist und funktioniert für Laserbandbreiten <1 MHz. So ein digitaler Lock ist
wegen des effektiv unendlichen Fangbereichs stabiler und eliminiert
Phasenslips.

Ich vermute stark, daß der von Dir beschriebene Schaltungsteil dazu da ist,
solche Phasenslips zu erkennen und außerdem erst ermöglicht, die Laser zu
locken: Anfangs muß die VCO-Frequenz passend eingestellt werden, so daß die
Schwebungsfrequenz zwischen Photodetektor- und Referenzsignal in etwa
innerhalb der Regelbandbreite liegt.

Es handelt sich um einen Komperator der Nummer LM319AN, der eigentlich
zwei unabhàngige Komperatoren hat. Nun wird das Signal nach dem
Verstàrken auf den invertierenden Eingang des ersten Komperators und
auf den positiven Eingang des zweiten Komperators gelegt.An den
anderen Eingaànge sind jeweils +5V angelegt.



Überprüf das bitte nochmal. Ich vermute stark daß dort 5V+-epsilon anliegen,
so daß die Schaltung gemàß Note2 in
http://cache.national.com/ds/LM/LM119.pdf als Fensterkomperator arbeitet
und erkennt, wenn das Fehlersignal den Sollwert von 5V(?) verlàßt.

Die beiden Ausgàmge sind
zusammengeführt und mit einem Lautsprecher , der ebenfalls mit +5V
vorgespannt ist, verbunden.


Da hört man bei jedem Phasenslip dann ein Knacken

Der Ausgang ist aber noch mit dem TRIG Eingang eines Timers verbunden.


Retriggerbares Monoflop vermutlich: Nur, wenn es "selten" knackt, ist der
Laser gelockt.

Du postest von einer Uni-Insbruck-Adresse: Bist Du in 2 Wochen in Obergurgl?

Gruß,
Jürgen
GPG key:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get

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