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MF-PID 四通道 PID/PLL 控制器选件
简介:

MF-PID 选件提供 4 个可配置的 PID(比例-积分-微分)控制器。 可编程的 PID 控制器与 MFLI 锁相放大器无缝集成,适用于多种应用,例如用于建立两个激光器之间的锁相环 (PLL) 来同步相位、稳定载波包络偏移 (CEO) 和高速的 AFM 模式。

产品特点 产品参数 应用领域 功能图解 相关下载 相关产品
产品特点

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

产品参数

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


应用领域

─ 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


功能图解

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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。



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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。

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