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Verschiedene Lasertreiber im Vergleich
KMK/IQ
- Infos unter: Lasertreiber_KMK
- Typ: lasertreiber_v2.3
- Schaltplan: Lasertreiber v2.3
| Funktion | Bauteil | Typ | Charakteristisches Merkmal | Datei | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannungslimitierung | Spannungsregler | LM317T | lm317.pdf | Diode paraellel dazu: 1N4001 (1n4001.pdf) | |
| Transistor | BC857C | bc856_bc857_bc858.pdf | |||
| Diode | LL4148 | ll4148.pdf | |||
| Spannungsreferenz mit Sollwerteinstellung (DC Part) | Regel-OP | TLE2141 | Offset-Temperaturdrift Typ. Spannungsrauschen Typ. Stromrauschen | tle2141.pdf | Dioden für die Spannungsversorgung für den Regel-OP: LL4148 Doppelt gefiltert: 100n und 1000u |
| Referenzdiode/Referenzspannung | REF02 (+5 V) | ref02.pdf | |||
| Messwiderstand | PBH-47R0-F1-1.0 | für 200mA: 22 OHm | pbh-47r0-f1-1.0.pdf | ||
| MOSFET | IRF9520N | irf9520n.pdf | |||
| Spule | PIST-101X-04 | pist-101x-04.pdf | Richtige Spule? Im Schaltplan steht nur 100 muH | ||
| Potentiometer zum Einstellen des Sollwerts | SPECTROL_534 | spectrol_534.pdf | |||
| Modulation (AC-Part) | Einen OP für Modulation | NE5534 | ne5534.pdf | sonst OP07 | |
| Sonstige Anmerkungen | Normale OP´s | OP07 | op07.pdf | ||
| Kondensatoren | ? | ||||
| ? | |||||
| Display | LDP-340LCD-1 | Max. Anzeige Genauigkeit Verlustleistung | ldp-135_140_235_240_335_340_10_2015.pdf | ||
| OP´s für den Display | ? | ||||
| Generelle Dioden | ? | ||||
| Spannungsversorgung | Spannungsregler für OP-Amps. | LM7915 (-15 V) | lm7905_to_lm7924.pdf | Eingang des Lasertreibers brauch +/- 18V | |
| LM7815 (+ 15V) | lm7815-1120980.pdf |
Libbrecht, Hall, et al., [1993]
Ursprüngliches Paper. Erster sehr rauscharmer Lasertreiber. Alle folgenden Paper/Schaltpläne beruhen auf Libbrecht, Hall, et al..
- Paper: Libbrecht, Hall, et al.,
| Funktion | Bauteil | Typ | Charakteristisches Merkmal | Datei | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannungslimitierung | Spannungsregler | LM317 | lm317.pdf | ||
| Transistor | 2N2905 | 2n2905.pdf | |||
| Diode | ? | ||||
| Spannungsreferenz mit Sollwerteinstellung (DC Part) | Regel-OP | LT1028 | Offset-Temperaturdrift Typ. Spannungsrauschen Typ. Stromrauschen | lt1028_lt1128.pdf | |
| Referenzdiode/Referenzspannung | LM399 | Temperaturkoeffizient | lm399.pdf | ||
| Messwiderstand | VHP3 | 50 Ohm Temperaturkoeffizient: 5 ppm/°C | vhp3vhp4.pdf | ||
| FET | VP0106 | vp0106.pdf | |||
| Spule | ? | 100muH | |||
| Potentiometer zum Einstellen des Sollwerts | ? | ||||
| Modulation (AC-Part) | Alle OP´s | OP27 | |||
| Sonstige Anmerkungen | Normale OP´s | OP27 | op27.pdf | ||
| Kondensatoren | Keramik Kondensator | 1muF | |||
| Tantalum Kondensator | 47muF | ||||
| kein Display | |||||
| Generelle Dioden | ? | ||||
| Spannungsversorgung | Keine Angabe, Vermutlich linear Netzteil +/- 15V |
- Kombination von dem Rauschen des LT1028 Verstärker und dem Temperaturrauschen des 50 Ohm Vishay-Widerstand erhält man ein Stromrauschen von ~25 pA/sqrt(Hz)
Fragen:
- Drahtgewickeltes Strom-Einstellpotentiometer: ? (Temperaturkoeffizient: 20 ppm/°C) (Drift: 40 muV/°C)
- 100mA möglich mit einer Drift of 1 muA/°C
PTB (Paschenbau)
- Schaltplan: Schaltplan_PTB
| Funktion | Bauteil | Typ | Charakteristisches Merkmal | Datei | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannungslimitierung | Spannungsregler | LM317 | lm317.pdf | ||
| Transistor | 2N2905 | 2n2905.pdf | |||
| Diode | ? | ||||
| Spannungsreferenz mit Sollwerteinstellung (DC Part) | Regel-OP | LT1028 | Offset-Temperaturdrift Typ. Spannungsrauschen Typ. Stromrauschen | lt1028_lt1128.pdf | |
| Referenzdiode/Referenzspannung | LM399 | Temperaturkoeffizient | lm399.pdf | Verbaut wird der LM399H | |
| Messwiderstand | ? | 10 Ohm Temperaturkoeffizient: 1 ppm/°C | |||
| MOSFET | VP03000M | vp0300m.pdf | |||
| Spule | ? | 100muH | |||
| Potentiometer zum Einstellen des Sollwerts | ? | ||||
| Modulation (AC-Part) | Alle OP´s | OP27 | |||
| Sonstige Anmerkungen | Normale OP´s | OP27 | op27.pdf | ||
| Kondensatoren | ? | ||||
| ? | |||||
| Display | DPM160 | display_dpm160.pdf | |||
| OP´s für den Display | AD648 | ad648.pdf | |||
| Dioden | 1N4148 | 1n4148.pdf | |||
| Spannungsversorgung | direkt +/- 15V aus dem Rack | ? | -Es wurde ein Doppelschalter zum AN/AUS eingebaut - Es wird gefiltert |
Seck, et al., [2016]
- Paper: Seck, et al.,
| Funktion | Bauteil | Typ | Charakteristisches Merkmal | Datei | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Spannungslimitierung | Spannungsregler | LM317 | lm317.pdf | -Bypass-Kondensator C1 und C2 für LM317 -Bei Erhöhung von C1 und C2 wird das Rauschen des LM317 reduziert -Werte für C1: 10 muF, 22 muF -Werte für C2: 10 nF, 940 nF -Low-Pass-Filter mit 5 Ohm und 44muF ist wichtig bei dem LM317 |
|
| Transistor | 2N2905 | 2n2905.pdf | |||
| Diode | ? | ||||
| Spannungsreferenz mit Sollwerteinstellung (DC Part) | Regel-OP | AD8671 | Offset-Temperaturdrift Typ. Spannungsrauschen Typ. Stromrauschen | ad8671_8672_8674.pdf | -Filterungen durch 10-Ω Serienwiderstände mit 100-μF Tantal und 0,1-μF keramischen Bypass-Kondensatoren eingebaut -Der AD8671 hat ein kleineres Stromrauschen als der LT1028. Jedoch ein höheres Spannungsrauschen! |
| ADA4898-1 | ada4898-1_4898-2.pdf | ||||
| AD797 | ad797.pdf | ||||
| LT1028 | lt1028_lt1128.pdf | ||||
| LT1128 | lt1028_lt1128.pdf | ||||
| Referenzdiode/Referenzspannung | LM399 | Temperaturkoeffizient: 0.5 ppm/°C | lm399.pdf | ||
| Messwiderstand | VHP3 | 50 Ohm Temperaturkoeffizient: 5 ppm/°C | vhp3vhp4.pdf | ||
| MOSFET | IRF9Z14 | irf9z14.pdf | Der VP0106 FET wurde durch den IRF9Z14 MOSFET ersetzt, weil er eine höhere Stromkapazität des Frequenzumrichters bei gleichbleibenden dynamischen Eigenschaften hat (höherer maximaler Drainstrom & Verlustleistung; geringerer Widerstand im eingeschalteten Zustand) | ||
| Spule | ? | 100 muH | |||
| Potentiometer zum Einstellen des Sollwerts | Nicht vorhanden | ||||
| Modulation (AC-Part) | Nicht vorhanden | ||||
| Sonstige Anmerkungen | Normale OP´s | OP27 | |||
| Kondensatoren | ? | ||||
| ? | |||||
| kein Display | |||||
| Generelle Dioden | ? | ||||
| Spannungsversorgung | Keine Angabe, vermutlich +/- 15V Linear Netzteil |
Aufbau des Stromtreibers:
(1) Spannungsregelung
- LM317 Spannungsregler definiert den maximalen Strom. Sein maximaler Strom wird durch die Ausgangsspannung des Reglers definiert und die Spannung sinkt über alle Komponenten zwischen seinem Ausgang und der Masse ab. Hauptsächlich jedoch über den Abtastwiderstand R_sense und die Laserdiode.
- Bypass-Kondensator C1 und C2 für LM317
- Bei Erhöhung von C1 und C2 wird das Rauschen des LM317 reduziert
- Werte für C1: 10 muF, 22 muF
- Werte für C2: 10 nF, 940 nF
- Low-Pass-Filter mit 5 Ohm und 44muF ist wichtig bei dem LM317
(2) Aktive Stromstabilisierung = Spannungsreferenz mit Sollwerteinstellung (DC Part)
- Getestete Regel-OP´s: AD8671, ADA4898-1, AD797, LT1028, LT1128
- Der Operationsverstärker (Bsp. AD8671) und der Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) IRF9Z14 werden als Standard Hochstromquelle benutzt
- Der Widerstand R_Serie ist in Reihe mit dem Operationsverstärkerausgang und einer Filterung, bestehend aus Kondensator C_Snub und Widerstand R_Snub. C-Snub (33 nF, 100 nF) und R_Snub (100 Ohm) wirken zur Stabilisierung der Schaltung bei hohen Frequenzen.
- Unterschied zum originalen LH Paper:
- Nicht im Schaltplan enthalten sind Filterungen auf den Stromleitungen des AD8671, dort wurden 10-Ω Serienwiderstände mit 100-μF Tantal und 0,1-μF keramischen Bypass-Kondensatoren eingebaut.
- VP0106 FET wurde durch IRF9Z14 MOSFET ersetzt, weil er eine höhere Stromkapazität des Frequenzumrichters (höherer maximaler Drainstrom und Verlustleistung und geringerer Widerstand im eingeschalteten Zustand) bei gleichbleibenden dynamischen Eigenschaften hat
- AD8671 anstatt LT1028, weil er einen kleineres Stromrauschen hat. Jedoch ein höheres Spannungsrauschen
(3) Ausgangsstrommonitoring
- 1 Ohm Wiederstand zum messen
- der Verstärker INA114 wird zum Vermesssen benutzt
- Spektrumanalyser von Tektronix RSA3408A
- Drei LED des Typs MV5754A
- 2m geschildetes Kabel
- Hintergrundrauschen war 0.5 nA
Thijs Laserdriver
- LT1677
- Digitale Ansteuerung → ungenauer als analog → Kein Nutzen für uns! → Fällt raus