Stromtreiber für Laserdiode

So in etwa? (abgeschaut bei den Australiern, aber 10x längere Zeiten, damit das Relais Zeit zum Schalten hat) v V | | o-----------------. | | R1 | | 10k ||-+ | ___ |||-----|___|---o--------o-----||-+ | | | | | | | | | R2.-. | | | 1M| | ---C1 | LD| | | ---100n | V '-' | | - | | | | | | | === === === === GND GND GND GND

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Das sollte IMHO bei Sprung auf disable die Diode hundertmal so schnell abschalten, wie einschalten.

Mein Laser hat das Relais im Laserkopf, direkt hinter der Diode bereits eingeplant. Das schließt die Diode auch kurz, wenn zum Transport das Kabel zwischen Laserkopf und Treiber-Elektronik getrennt wird.

[...]

Jupp. So dachte ich mir das auch. Für 1 Sek müsste allerdings der Kondensator C1 auf 1 uF vergrößert werden.

Auf Digital-Technik würde ich gerne vollständig verzichten, um Einstreungen gar nicht erst entstehen zu lassen.

Klingt vernünftig. So eine Watchdog-Schaltung hatte ich bisher noch nicht im Konzept.

Leitungen dafür sind im Kabel vorgesehen.

Ist der Unterschied in der optischen Leistung so drastisch?

Das müsste auch analog gehen, mit trimmbaren Schmittrigger.

Das ist sicher ein Vorteil.

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es einen Nachmittag kostet, gute PID-Parameter zu ermitteln. Dann kann man sie aber auch bei kleineren Änderungen an der thermischen Last in der Serie so bestücken.

Und das noch mit einem mehrere Meter langen Kabel zwischen Regler und Sensor, über das parallel der Diodenstrom und die Piezospannung geschickt wird. ---> Diese Kiste voll Würmer möchte ich gar nicht erst aufmachen. Also wird die Temp-Regelung des eigentlichen Resonators rein traditionell in analog lokal im Laserkopf passieren. Das hat den Vorteil, dass die PID-Schaltung ebenfalls temperiert ist und damit Drift-Geschichten minimiert werden.

Dafür hatte ich mir den L165 ausgekuckt.

Guter Hinweis.

Ich traf vor zwei Wiochen im Zug nach Berlin einen Maxim-Vertreter, dem zu diesem Thema spontan MAX1968 und MAX1969 einfiel.

So ein Stromtreiber hat doch eine ganze Menge mehr Aspekte als man sich als Plug-and-Play-Experimentator vorstellt ;-)

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak
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ok. Mit Erklärung wirkt es völlig einsichtig :-)

Da magst Du Recht haben. Mal sehen, ob ich mich mit Spice anfreunden kann.

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Kai-Martin Knaak
http://lilalaser.de/blog
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Kai-Martin Knaak

Das untere Poti ist wohl in Frontplatte über Kabel und Stecker verdrahtet: wenn der Kontakt offen ist, regelt der OP voll auf.

Die Zahl der Dioden im Ballast muß auf die Versorgungsspannung abgestimmt sein. Wenn man im Spannungsregler mit Darlington arbeitet, braucht man keine 7V wie für Fet und kann die Vcc-Spannung z.B. auf 8-9V senken. Damit sinkt die Verlustleistung der Gesamtschaltung

In der Referenzspannung ist der Murks: die erzeugt keine

5V.

Man muß sich entscheiden ob man mit fester Spannung 5V arbeiten will oder diese variabel haben will.

Wenn man die "5V" variabel haben will, aber trotzdem den Strom konstant, muß man unten eine negative Referenzspannungsquelle vorsehen. Z.B. 1,2V "Zener" a la LM385-1,2V mit Widerstand ( oder besser Stromquelle ) gegen Masse. An die kann man dann das Poti gegen "5V" hängen. LM385 räuschelt aber glaube ich immer mehr als gute, positive Referenzspannungs-ICs.

Man kann den Spannungsregler manuell ändern, aber man bräuchte dann ausser Poti noch Fensterkomparator und zwei LEDs die anzeigen ob man rauf- oder runterdrehen soll. Fensterkomparator würde Spannung an den 1 Ohm überwachen. Eigentlich will man aber keine zwei Potis, man will nur ein Poti für Strom. Man kann Spannungsregler automatisch so nachregeln, daß immer z.B. 0,5V an den 1 Ohm sind. Das wäre mit OP ein langsamer Integratorservo. Leider hat man nun verschiedene lineare Regelschleifen, was die Stabilität nicht begünstigt.

Man hätte vermutlich gern eine Regelung die per rotes LED anzeigt, daß Spannungsregler nicht optimal steht. Worauf man dann eine Taste antippt, die das nachstellen durchführt bis das rote LED erlischt. Wenn man die Taste loslässt bleibt die Einstellung fest. Analog ist sowas möglich, aber bald Bauteilgrab. Mit Controller der per D/A & A/D-Wandler trivial. Eine Variante die manchmal vorgeschlagen wird ist EE-Poti a la Xicor das per Pulse rauf- und runterregeln aber ansonsten Wert hält

MfG JRD

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Rafael Deliano

Moin!

So ähnlich. Ich hab nen bipolaren Transistor, weil der früher leitet, also beim Hochfahren der Betriebsspannung schon bevor der Laser was tut. Dementsprechend C1 47µ (und 1k vor der Basis). R1 10k nicht im Signal, sondern in Reihe zu C1, damit lädt er sich immernoch schnell genug auf, wirkt aber nicht als verzögernde Last. Disable kommt per 1k an Betriebsspannung, damit der Laser ab Start kurzgeschlossen ist und wird vom Controller später aktiv runtergezogen.

Durch die andere Position von R1 hab ich Abschaltung praktisch sofort (1k Pullup, Diode, 1k, Basis) und soft-on ca. 1 Sekunde (47µ, 10k R1,

1k, Basis).

Das ist gut.

Ging mir früher auch so, aber ein AVR mit internem Oszillator hat kaum ne Chance, da viel zu produzieren. "Diskret" geht zwar auch vieles, ist aber schon arg aufwendig und bietet nicht ganz die Möglichkeiten...

..wird von den Halbwellen gehalten und...

Hatte ich in meinem ersten übrigens genau so (mit Monoflop) gelöst. Die anderen Überwachungsfunktionen (Leistung, Strom, Temperatur) wirkten ebenfalls aufs FF und konnten so den Laser ausschalten.

Muss ich mal schauen, ich glaub ich hatte bei einer 10mW Diode so

10..20% auf 10K. 12mW werden sie nicht umbringen und für Laborbetrieb wäre wohl selbst eine Lebensdauerverkürzung um den Faktor 10 kaum zu bemerken. 15mW könnte aber kritisch werden, mit meinem Temperaturbereich könnte ich die Diode sicher auf diese Weise (10mW bei 40°C einstellen und dann auf -20°C runter) töten.

Yepp, s.o. Schmitt (Hysterese) brauchts aber nicht, eine Schwelle reicht. Sobald die Leistung drüber ist, wird der Laser eh abgeschaltet.

Kommt natürlich drauf an, wie genau die Temperatur in welchen Bereich angezeigt werden muss, meist genügt dem Benutzer ja eine ungefähre Orientierung, solange es reproduzierbar bleibt.

Vor allem sollte man mit dem Integrator aufpassen, ich bin mal übel reingefallen, weil das PID-Reglersignal den Peltierverstärker übersteuert hat. Der PID geht ja prinzipiell von einer linearen Strecke aus bzw. ist dafür designed. Begrenzt aber der Peltierverstärker, so ändert sich die Temperatur langsamer als der PID erwartet, dadurch ist das Integral über den Fehler natürlich weit größer als bei linearer Strecke und letztendlich gibts heftig große Überschwinger beim Anfahren der Temperatur. Den I-Teil soweit zu reduzieren, daß beim Anfahren nix übersteuert, bringt aber auch wieder Einbußen in der Performance. Ich hatte das damals so gelöst, daß der I erst zugeschaltet wird, wenn der Fehler klein wird, alles analog + Reedrelais. Auch die Berücksichtigung des unterschiedlichen Wirkungsgrads für Heizen und Kühlen hatte ich analog mit drin. Mit volldigitaler Temperaturregelung geht sowas natürlich wesentlich eleganter.

Solange der Benutzer nicht einen anderen Laser dranstecken will. Dann ist eine digitale Einstellmöglichkeit natürlich bequemer, vor allem, wenn wirklich Zeitkonstanten und Faktoren angegeben werden, daß man mit Stoppuhr und Augen wenigstens schonmal ne Vorgabe nach Ziegler/Nichols als Basis bekommt. So ein 20-Umdrehungen-Spindeltrimmer hat halt selten eine Skala, und mit Umdrehungen-Zählen kommt man auch nur weiter, wenn sich der Faktor linear ändert.

[digitale Temperaturregelung]

Also mit den Kabeln hab ich noch nie Probleme gehabt. Die Temperaturregelung ist doch eh so langsam, daß sich Einstreuungen dort wohl kaum auswirken werden. Und der ADC sollte wohl auch kaum Probleme bereiten.

Kann man so tun.

Das allerdings hab ich noch nie gesehen! Ein heizender Peltierverstärker gleich neben dem Laser? Interessantes Konzept... und wo sitzt bei Dir die eigentliche Laserstromquelle?

Bei ECDL ja. Für DFB wär das nix, da müsste man schon die Laserdiode aufbohren und die Schaltung reinpfriemeln. :-)

Jo, geht in die gleiche Richtung...

Hättest Du einen LT-Vertreter im Zug getroffen, hätte man Dir gleich eine komplette Temperaturregelung mit schaltendem Treiber empfohlen, schau mal in die LT AN89, mit Comic. :-) Nur glaube ich kaum, daß man mit einer für Telekomiker designten Regelung so glücklich wird...

Wenn man allerdings schon eine PWM-Endstufe braucht (ich hab da grad vermutlich so nen Fall, wenigstens muss der Laser nur aufs MHz stehen und wird auch schnell nachgeregelt), dann kann man sie auch gleich volldigital ansteuern, das war der Witz bei den TI.

Das sowieso. :-)

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Ich denke an eine zweistufige Temperatur-Stabilisierung. Der Resonator wird durch heizen und abkühlen lassen auf Temperatur gehalten. Eine Alu-Kiste hält immer einen festen Temperaturabstand zum Resonator. Etwa so:

Laserkopf k k k k k k kühlkörper k kkkkkkkkkkkkkk IIIIIIIIIIIII PeltierElement IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII I####################NTC-2###############################I I# #I I# ECDL-Block wird geheizt durch MOSFET. #I I# PID-Regler-steuert MOSFET. #I I# NTC-1 in ECDL-Block ist Eingang für PID-Regler. #I I# #I ################Alu-Kiste################################I IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIThermo-IsolationIIIIIIIIIII

Treiberkiste ,---------------------------------------------------------------. | | | Ein PID, der sein Fehlersignal vom NTC-2 in der Alukiste| | bekommt, steuert das Peltier-Element an. Der Set-Wert |kKkk | für diesen PID ist proportional zum Temperatur-Fehler |kü | des ECDL-Block minus ein festes Delta-T. Auf diese |khkk | Weise stellt sich die Temperatur der Alukiste immer um |kl | DeltaT unter dem Resonator ein. |kkkk | |kö | Stromquelle für die Laserdiode |krkk | |kp | Piezo-Treiber |kekk | |kr | Einschaltlogik, Status-Anzeige (Strom, Temperatur...) |kkkk | | |===============================================================| | | | Netzteil, +5V, +/- 15V | | Netzteil, +150V | | | `---------------------------------------------------------------´

Diese etwas aufwändige Temperatur-Stabilisierung soll den Laser noch besser thermisch von der Umgebung isolieren, als üblich. IMHO war das ein Schwachpunkt an den mir bekannten Konstruktionen.

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak

Ich hatte mir vorgenommen, die Potis direkt einzulöten. Kabel und Stecker sind arbeitsintensiv und fehleranfällig. Hatte aber nicht bedacht, dass die Bauform der Drahtwendelpotis das nicht wirklich unterstützt. Ganz schön teuer sind die Teile auch noch. Für einen schönen Skalenknopf legt man dann nochmal 20EUR hin...

ok.

Hmm ja. Die REF102 sollte sich mit den Beinchen 8 und 4 besser auf GND beziehen, statt auf die "5V"-Leitung. Was immer ich da beim malen gedacht habe...

Die Idee ist, dass die "5V" nur einmal an die Specs der Laserdiode angepasst werden. Dazu hängt man einen Lastwiderstand an den Treiber bei dem bei Sollstrom die typischen 2V der Diode abfallen. Dann reißt man den unteren Schaltungsteil voll auf und reduziert so lange die "5" bis nur noch der Maximalstrom der Laserdiode fließt. Das begrenzt dann als zusätzliche Sicherung den maximal durch den unteren Schaltungsteil freisetzbaren Strom. Da können dann Spannungsspitzen über die Steuerleitung kommen, ohne dass die Laserdiode überlastet wird.

Die Spannung soll also nicht wirklich variabel sein. Das Ganze ist eher sowas wie eine Kalibrierung. Es stört nicht, wenn sich bei unterschiedlichem "5V" und gleicher Poti-Stellung ein anderer Strom einstellt. Aber wenn Du meinst, dass das Verfahren zu kompliziert und für den Endanwender nicht wirklich zumutbar, dann hast Du wahrscheinlich Recht. Also doch feste 5V und einen einfachen REF02 ;-)

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Kai-Martin Knaak
http://lilalaser.de/blog
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Kai-Martin Knaak

Hallo Kai,

Das ist höflich ausgedrückt eine unbrauchbare Stromquellen-Schaltung. Eine gute Stromquelle hat inherent einen hohen Ausganswiderstand. Das ist bei dieser Schaltung nicht der Fall. Sie wirkt nur durch die Verstärkungsreserve des Opamp wie eine Stromquelle. Mein ernstgemeinter Rat, vergiss diese Schaltung. Dass dann mit T3 nochmals ein Verstärkungsfaktor von 10 bis 20 in die Rückkpplung eingebaut ist, gibt der Schaltung vollends den Rest. Aber wenn schon das Prinzip falsch ist, spielt diseses Detail auch keine Rolle mehr. Dagegen ist die Schaltung aus Australien geradezu eine Erleuchtung.

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Klar.

Dann sollte ich verstehen, warum das so ist. Die Idee bei dieser Schaltung und bei der von den Australiern ist doch, dass mit Hilfe der Transistoren und OP-Rückkopplung die Spannung am Referenz-Widerstand möglichst konstant gehalten wird. Eine kleine Spannungserhöhung über dem Ref-Widerstand sollte möglichst prompt eine starke Gegenreaktion auslösen, die den Strom wieder herunter schraubt. Mit dieser Argumentation sollte eine hohe Verstärkung in der Feedback-Schleife von Vorteil sein. Weiter unten scheinst Du anzudeuten, dass ein hoher Verstärkungsfaktor schlecht ist.(?)

Die Eingangsseite des OPs kommt mir nicht ganz koscher vor. Der Ausgang des U2 soll proportional zur Spannung am Referenz-widerstand mit einem Einstellbaren Offset sein. Dafür ist es ungünstig, wenn die Spannung am positiven Eingang sich auch auf GND bezieht. Eine Schwankung der "5V" bei gleichbleibendem Strom durch den R_ref bedeutet, dass der positive Eingang auch schwankt, der negative jedoch nicht. Mit geschlossener Rückkoppelschleife ist es natürlich anders herum und eine Schwankung der der 5 V setzt sich in eine Stromschwankung um. Das ist natürlich völlig unerwünscht.

Abhilfe müsste es schaffen, wenn wie bei der Australier-Schaltung ein Widerstand von minus nach +5V führt und der positive Eingang eine sich auf

+5V beziehde Spannung.

Das habe ich nicht verstanden. Kannst Du nochmal sagen, was das Problem am Ersatz des FET durch zwei Bipolare Transistoren ist?

Danke für den Kommentar.

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Kai-Martin Knaak
http://lilalaser.de/blog
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Kai-Martin Knaak

Hallo Kai,

hast du die Funktion von Emitter und Kollektor verstanden? Ich denke nein. Bei beiden Transistoren muss Emitter und Kollektor getauscht werden.

Mit R_ref=1Ohm wird deine Stromquelle 50 mal soviel rauschen wie die Originalschaltung mit 50 Ohm.

I_noise = V_noise/R_ref

Das Rauschen von R_ref selbst kannst du getrost vergessen gegenüber allen anderen Rauschquellen, selbst wenn du da 100 Ohm nimmst.

Bei deiner Schaltung gehen 1% bis 2% des geregelten Stromes als Basisstrom verloren. Da dieser temperaturabhängig ist, kann man den auch nicht rechnerisch vorhalten.

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Ich würde als erstes eine unzerstörbare Dummy-Laserdiode bauen die zumindest die U/I-Kennlinie macht. D.h. entweder aus Datenblatt oder durch vorsichtige Messung an realer, unzerstörter Diode die Kennlinie bestimmen und dann mit Dioden

1N4001 bzw Schottky SB120 und eventuell kleinem Serienwiderstand nachbilden. Parallel Kerko, wenn die Laser kapazitiv sind. Für die kleinen 5mWatt Laser brauchte ich ehedem die Monitordiode: da war in der Nachbildung ein LED. Die war zusammen mit einer Fotodiode in einen knickbaren Trinkhalm ( aussen mit Plaka-Farbe schwarz eingefärbt ) am Gelenk eingeklebt, sodaß man die Anordung mechanisch auseinanderziehen und so den Koppelfaktor des Optokopplers einstellan konnte. Hier eventuell als Zusatz auch möglich, aber erstmal nicht wichtig wenn die Monitordiode nicht benutzt wird.

Als zweites sollte man früh anfangen Breadboards der Schaltung zu machen. Bzw. der Schaltungen, falls noch weitere brauchbare Vorschläge auftauchen. Soweit man sich an Standard-Pinouts für OPs und Referenzspannungsquellen hält, kann man relativ gängige, bezahlbare Teile wie sie Reichelt von z.B. Linear Technology hat nehmen und hat erstmal keine Probleme mit exotischen low-noise Teilen die teuer, nicht handelsüblich sind. Diese würden/werden oft ohnehin nur geringe Verbesserung bringen. Ich würde aber bei sowas nicht versuchen von der Schaltskizze ins Layout zu gehen, sondern geräumiges Lochraster nehmen ( meist Doppeleuro ). Am Anfang muß die Schaltung erstmal baubar bezüglich Verlustleistung und sicher bezüglich Schwingneigung sein. Man kann aber bald danach anfangen sich Gedanken zu machen in welches Gehäuse man will/kann. Ich würde den Modulationszusatz erstmal rauswerfen. Ich weiss nicht was als Oszilloskop zur Verfügung steht: sehr nett wäre was was FFT kann, oder nett wäre Speicheroszilloskop das einen Dump Richtung PC kann, sodaß man dort FFT machen kann. Reines Analogoszilloskop ist für die Sorte Schaltung auch ok, aber in manchen Situationen nicht komfortabel. Z.B. Untersuchung beim Ein/Ausschalten der Versorgung.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hallo Helmut,

Die Funktion ist mir schon einigermaßen bekannt, aber offensichtlich habe ich mit der Notation ein Problem. Peinlich, Peinlich.

Weiter oben im Thread hatte ich auch schon vermutet, dass es für die Stromregelung gut wäre, wenn R_ref möglichst groß ist. Rafaels Argument dagegen war, dass größere Widerstände grundsätzlich mehr rauschen. (V_noise = K R T (?)) Aber Du hats natürlich Recht, dass damit der allein die anderen Widerstände im Rückkoppelpfad schon deutlich höhere Werte und damit verbundene Rauschbeiträge haben. Also doch 10V Versorgungsspannung und einen R_ref = 5 Ohm für eine 1A-Laserdiode bzw 50 Ohm für eine Diode, die nur 100 mA verträgt.

Eine Abhängigkeit von der Temperatur ist natürlich ein Problem. Kann man abschätzen, um wieviel sich der Basisstrom pro K ändert? Wenn sich der Basisstrom um mehr als 10% bei 5K Zunahme der Umgebungstemperatur ändert, ist das ein KO-Argument gegen die Bipolare Darlington-Kombination.

Mit einem MOSFET tritt das Problem mangels Gate-Strom offensichtlich nicht auf. Bei den MOSFETs, die ich mir bisher angeschaut habe, ist der Bereich zwischen 20 und 200 mA ziemlich nicht-linear. Ist das ein Problem, wenn die Laserdiode in genau diesem Bereich betrieben werden soll? Es macht die Verhältnisse jedenfalls etwas unübersichtlich.

Insgesamt lande ich damit wieder im wesentlichen bei der "australischen" Lösung, mit etwas anderen Werten und Bauteilen. Soll mir recht sein, wenn sie funktioniert und nicht unnötig rauscht.

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak

Hallo Kai-Martin,

Warum? Wird doch alles ausgeregelt.

Sollte kein Problem sein. Wird ja ebenso ausgeregelt.

Mit den hohen Widerstaenden da drin waere ich mir nicht so sicher. Ausserdem, gilt bei Euch nicht rauschen -> Rausch -> Rauscher -> Stoeffche? SCNR...

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Es wird in der Form ausgeregelt, dass durch den Referenz-Widerstand immer der gleiche Strom fließt. Das Ziel ist aber natürlich konstanter Strom in der Laserdiode. Wenn wegen Temperaturerhöhung mehr Strom durch die Basis von T4 abgezweigt wird, geht entsprechend weniger durch Die Laserdiode.

Ja. Aber bleibt die Regelung auch über den ganzen Bereich stabil, wenn die Rückkopplung mal stark und mal schwach ist.

Eben das wollte ich mit den "geänderten" Werten andeuten ;-)

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Kai-Martin Knaak
http://lilalaser.de/blog
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Kai-Martin Knaak

Hallo Kai-Martin,

Oops, hatte noch an die alte Schaltung gedacht. Ein simpler Emitterfolger ist hier natuerlich nicht so der Hit. Abhilfe kann Darlington bringen, denn dann wuerde nur noch der verbliebene minimale Basisstrom des ersten Transistors nicht mitgemessen, der des dicken Transistors aber schon.

Das muss natuerlich berechnet bzw. simuliert werden. Helmut wuerde dazu sicher LTSpice empfehlen (ich auch) :-)

Bei 1ohm aber alles schoen storungsarm halten. Ein winziger Offset irgendwo und schon liegt man ueber der Schmerzgrenze. Letztendlich ist es aber fast Pott wie Deckel, ob die Spannung an R-ref oder an T4 abfaellt. Irgendwo muss sie ja abfallen. C2 drueckt natuerlich manches Rauschen weg, aber nicht bis ein paar Hertz herunter. Einen Elko wuerde ich dort nicht nehmen, lieber einen Keramik- oder Folienkondensator. Kostet heutzutage nicht viel an Aufpreis.

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Hallo Kai,

das siehst du vollkommen richtig.

Schau dir mal die Specs vom LDX-3412 an. Das Teil schein ziemlich verbreitet zu sein. Dessen Stabilität wird man mit bipolaren Transistoren wahrscheinlich nicht hinbekommen.

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http://70.150.67.5/DataSheet/ILX/WEBILXLDX_3412.pdf

Ja, solange R_ref||1/S * C_transistor nicht zu groß wird. Außerdem sinkt ja die Verstärkung bei kleinem Strom, wodurch die Schwingneigung wieder geringer wird. S ist die Steilheit des Transistors die vom Strom abhängt.

Ein letzter Tipp. Nimm einen Opamp der x1 stabil ist.

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Moin..

Habs nochmal rausgekramt...

Für positive Stromquelle (Kathode=GND):

o------------o-----------------------. +Ub | | .-. | | |R1 .---------. | |1k | current | '-' | source | | '---------' .------o | | | | | V D1 .------o | - | | | | ___ |/ | | o-----|___|----| T2 | | | R3 |> | | .-. 1k | | | | |R2 | | | | |10k | | | '-' | V | | | - Laser |/ o--------. | | o---| T1 | | | | on |> |+ .-. | | | --- C1 | |R4 | | | --- 47µ | |100k | | | | '-' | | | | | | | '------o--------o-------o------' | === GND

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Funktion: Beim Anlegen von +Ub fließt sofort ein Strom durch R1-D1-R3 in die Basis von T2 und dieser schließt den Laser kurz. Da R2>>R1, kann C1 den Spannungssprung nicht belasten (und es ist unerheblich, ob C1 noch geladen war oder nicht), er lädt sich jedoch langsam auf Ub/2 auf. Wird T1 durchgeschaltet, entlädt sich C1 über R2 und R3 in die Basis von T2, der den Laser dadurch weiter kurzgeschlossen hält und erst nach und nach freigibt. R4 sorgt für definierte Verhältnisse, daß die Spannung auf C1 sich nicht ewig der 0,7V nähert, sondern T2 in absehbarer Zeit auch wirklich richtig zu ist. Kann man vielleicht weglassen. Sobald T1 wieder zugemacht wird, schaltet schlagartig T2 wieder durch.

Für negative Quellen (Anode=GND) kann das ganze natürlich gespiegelt werden (NPN->PNP), eine Ansteuerung mit positiver Spannung ist trotzdem recht einfach möglich, indem T1 (PNP) mit Emitter nicht an GND sondern an +5V kommt.

Nochwas für die Leute, die Laserdioden an externen Quellen betreiben: Man sollte _niemals_ eine Laserdiode mit Anode=Case "über Kopf" per Kabel an eine positive Stromquelle anschließen. Auch nicht, wenn sie isoliert in einem geerdeten Extragehäuse sitzt. Bei einer statischen Entladung zum äußeren Gehäuse ändert sich dessen Potential trotz Erdung schlagartig (Induktivität der Leitung) und koppelt kapazitiv (dünne Glimmerscheibe wegen Kühlung) auf das Laserdiodengehäuse und damit die Anode über, um dann durch die Diode, über die Kathode (GND der Stromquelle) wieder abzufließen. BTDTGTLED :-(

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Hallo Helmut.

Du darfst mich auch Kai-Martin nennen ;-)

Jo. Schönes Gerät. Wenn es das hält, was das Manual verspricht, ist es vergleichbar mit den Profile/Thorlabs-Stromtreibern. Etwas irritierend finde ich bei einem Preis von 1095 USD die Bezeichnung "Low-Cost Precision Current Source". Wenn das Preisschild deutlich niedriger gehangen hätten hätte ich mir überlegt, ob ein Eigenbau sinnvoll ist ;-)

Interessant ist die Beschreibung des Funktionsprinzips in der Produkt-Broschüre: /-------------- | The output stage is actually a voltage source, controlled by a slow | feedback loop to maintain a constant output current. \--------------

Welche Vorteile mag das haben?

  • Für die schnelle Regelung wird die Spannung über der Laserdiode gemessen. Jenseits der Schwelle ist der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung steiler als ein Widerstand mit gleichem Spannungsabfall. Das sollte besonders bei blauen Dioden von Vorteil sein.

  • Der Messwiderstand für den Strom muss nicht wegen Rausch-Überlegungen so groß sein, dass an ihm mehrere Volt abfallen. Der langsame Regelkreis kann alles oberhalb einem Hz weg integrieren. Man kommt insgesamt mit weniger Spannung und entsprechend weniger Verlustleistung und Abwärme aus.

  • Man kann bei einer Laserdiode mit der "üblichen" Polarität einen N-FET nehmen, um das Dioden-Gehäuse auf Erdpotential zu halten.

  • Wenn es einen Wackelkontakt gibt, haut die schnelle Regelung nicht gleich die Ausgangsspannung in die Anschläge. Sicherheitsschaltungen müssen nur den langsamen Strom-Regelkreis daran hindern, nach oben zu ziehen.

  • Die Langsamkeit des Strom-Regelkreises erledigt automatisch das erwünscht langsame Einschalten.

Klingt doch gut. Besonders die automatischen Sicherheitsdinge gefallen mir. Irgendwelche offensichtlichen Nachteile?

---> Morgen suche ich in den App-Notes und bei H&H nach elektrisch steuerbaren Spannungsquellen...

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Hier komme ich nicht ganz mit --- Was meinst Du mit "||"?

Klar. Wenn keine hohen Frequenzen oder sonstigen Spezial-Fähigkeiten gefragt sind, setze ich auf die altbewährten OP77 bzw OP27. Gerne auch in der Dual-Version als OPA22*7.

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak

Danke. Das ist offensichtlich deulich ausgefeilter als die Lösung aus Australien.

Ich sehe schon, das läuft auf eine zweite Version des Stromtreibers hinaus. Oder die Schaltung selbst ist frei schwebend und wird bei Bedarf mittels Jumper tiefer gelegt.

Been there, done that, got an LED ;-O

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak

Hi!

Da nich für...

Bei Deiner Schaltung mit Treiber in der Laserkiste ist das ja gleich nicht ganz so schlimm... Problematisch wirds halt in dem Moment, wo zwischen Treiberkiste und Diodenkiste 1m Kabel liegt.

Kann man machen, wird aber schwierig, sobald man externe Signale (Modulation) noch mit einbezieht. Und das gesamte Massekonzept steht dann auch Kopf, im wahrsten Sinne...

Und dafür war sie verdammt teuer. :-(

Apropos ECDL... kennst Du diesen Aufbau?

Gruß, Michael.

Reply to
Michael Eggert

Noch ein Vorteil: Wenn in der langsamen Regelung ein Integrator steckt, wird die Abweichung zwischen eingestelltem Wert und tatsächlichem Strom kleiner.

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Kai-Martin Knaak
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Kai-Martin Knaak

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