主要特点
─ 4 个独立的具有 PLL 功能的 PID 控制器
─ LabOne® PID Advisor 具有多个 DUT 模式、传递函数和阶跃响应显示,可调节目标带宽
─ 自动调谐将残留 PID 错误降至最小
─ 50 kHz 最大环路滤波器带宽
─ 解调器 Θ 数据 ±1024 π 相位展开
─ 微分支路的低通滤波器
配置 | 4个具有PLL功能的PID控制器 |
PID输入参数 | 解调器的X、Y、R和Theta,辅助输入1和2,辅助输出1至4 |
PID输出参数 | 信号输出振幅,信号输出偏移,内部振荡器频率,辅助输出1至4,解调器相位偏移 |
PID最大带宽 | 最大50kHz |
PID最小传播延迟 | 2.5µs(信号输入至信号输出) |
PID Advisor DUT 模型 | 全通、低通1阶、低通2阶、VCO/激光设置、谐振器频率、谐振器振幅、内部PLL |
PID Advisor 图形显示选项 | 波德振幅、波德相位、阶跃响应、脉冲响应;闭环和开环 |
设置点切换频率 | 64mHz to 1MHz |
PID数据流 | PID错误、PID偏移和PID输出值可采用可调速率进行流传输,与解调器数据同步。 |
PLL频率范围 | 1 - 500 kHz |
PLL带宽 | 最大50kHz |
相位去卷叠范围 | ±1024π |
─ 激光稳频
─ 光纤噪声消除
─ 光学锁相环,例如载波包络偏移 (CEO) 稳定
─ 复杂 AFM 模式,例如开尔文探针力显微镜、尖端保护
─ MEMS 表征
锁相环 (PLL)
PID 控制器的一项重要应用是两个振荡器之间的相位相干同步,即锁相环 (PLL)。最简单的情况是,向锁相放大器提供一个调制信号,使用 PLL 锁定并跟踪信号频率。 PID 会读取一个解调器的相位信息作为输入,再向一个内部振荡器的频率提供反馈。 该原理反过来也成立,这点也非常重要。举例来说,内部振荡器的良好相位噪声特性可以使外部设置受益,如激光系统。
PLL 模式中可选相位展开将输入范围扩展到 ±1024π,在启动时提供可靠反馈并保证整个系统稳定运行。
PID Advisor、自动调谐和自动设置点切换
PID Advisor 和自动调谐功能使得即使毫无经验的用户也可以简单、方便地设置控制环,而 LabOne 工具组也提供了显示已实现成果的各种方式。 绘图机功能可形象地在时域中显示 PID 错误和 PID 输出以及显示数据柱状图,而 SW 触发器可用于在手动更改或在切换模式中自动更改 PID 集点时记录阶跃响应。 这些阶跃响应可以直接与 PID Advisor 的模型函数对比,以优化参数。 集成的频谱分析仪可显示控制环信号的频域数据,了解“伺服”出现的问题和潜在噪声源。扫频仪可以显示传递函数,使用户对全部设置有详尽的了解。
AFM 探针保护和阈值单元
MF 的阈值单元可与 PID 控制器结合使用。除了监控解调器振幅和相位值,阈值单元还可以监控 PID 错误、PID 偏移和 PID 输出信号。如果这些信号中的任何一个偏离可调的安全范围达到一定的时间,阈值单元可通过逻辑输出信号,来避免对实验设备造成损害。典型案例是在 AFM 应用中,探针保护需要用到此功能。