MF-PIDオプションは4つの設定可能PID（比例、積分、微分）コントローラを有します。様々な計測データを基に、多くの機器パラメータと出力値に迅速なフィードバックを行います。ロックインアンプとのシームレスな統合により、プログラマブルPIDは2つのレーザーの位相同期用のPLL（フェーズロックループ）の設定や、CEOの安定化、高速AFMモードのような幅広いアプリケーションでの動作を可能にします。LabOne PIDアドバイザは適切なパラメータを素早く見つける手引きとなり、ステップ応答と転送機能を表示して、セットアップの深い理解をサポートします。作動中は自動調整機能により残差PID誤差を最小限に抑えるよう制御パラメータを変更します。
主な特長
- PLL機能を備えた4つの独立PIDコントローラ
- マルチプルDUTモデル、転送機能とステップ応答ディスプレイ、調整可能なターゲット帯域幅を備えたLabOne® PIDアドバイザ
- 残差PID誤差を最小限に抑える自動調整機能
- 最大ループフィルタ帯域幅50 kHz
- 復調器Θデータ±1024 π位相アンラップ
- 派生部低減フィルタ
MF-PIDアップグレードと互換性
- 対象領域のみアップグレードすることが可能、ハードウェアの変更必要無し
- その他の全MFオプションとの互換性
- PLL機能を備えた4つの独立PIDコントローラ
- マルチプルDUTモデル、転送機能とステップ応答ディスプレイ、調整可能なターゲット帯域幅を備えたLabOne PIDアドバイザ
- 残差PID誤差を最小限に抑える自動調整機能
- 最大ループフィルタ帯域幅50 kHz
- 復調器Θデータ±1024 π位相アンラップ
- 派生部低減フィルタ
フェーズロックループ（PLL）モード
PIDコントローラの重要なアプリケーションの１つは発振器の位相コヒーレント同期、位相ロックループまたはPLLです。最もわかりやすい例では、変調信号はロックインアンプへ送信され、PLLは信号周波数を復調しトラッキングするために作用します。1つのPIDは入力信号のような位相情報を復調器の1つから受け取り、内蔵型発振器の1周波数としてフィードバックします。この原理は逆転させることができ、例えば内蔵型発振器の良い位相ノイズ特性はレーザーシステムのような外部装置へ転送することができるということを理解しておくことが重要です。
PLLモードのオプション位相アンラッピング機能は入力信号範囲を±1024πにまで拡大します。これは始動時に信頼性の高いフィードバックが送信され、ロボスト操作が終始可能になることを意味しています。
PIDアドバイザ、自動調整機能、自動設定値トグル
PIDアドバイザー自動調整機能が経験の少ないユーザーにも制御ループ設定が簡単で便利にできるようにする一方、LabOneツールセットは達成された性能を特徴づける全ての手段を提供します。プロッタは時間領域でのPID誤差、PID出力信号を視覚化、データのヒストグラムを表示します。SWトリガはPID設定値がトグルモードで手動または自動で変更されたときにステップ応答を記録するために使用されます。これらのステップ応答はPIDアドバイザモデル関数と直接比較してパラメータを精査することができます。統合されたスペクトラムアナライザは制御ループ信号の周波数ドメインデータを表示して「サーボ・バム」と潜在的ノイズ源を視覚化し、スイーパは伝達関数を明示してユーザーに全セットアップの完全な理解を与えます。
AFMチップ防御、しきい値ユニット
MFしきい値ユニットはPIDコントローラと組み合わせて使用することができます。復調器振幅、位相値トラッキングに加えて、PID誤差、変更、PID出力信号をしきい値ユニットで監視することができます。これらの信号が設定時間が調節可能な安全コリドーから離れた時には対応して装置全体へのダメージを避けることができるように論理出力信号が発信されます。AFMアプリケーションチップ防御機能はこの機能がうまく利用されている典型的な例です。
| Configuration | 4 PID controllers with PLL capability |
| PID input parameters | X, Y, R, and Theta from demodulator, auxiliary inputs 1 and 2, auxiliary outputs 1 to 4 |
| PID output parameters | Amplitude of signal outputs, signal output offset, internal oscillator frequencies, auxiliary outputs 1 to 4, demodulator phase offsets |
| Maximum PID bandwidth | up to 50 kHz |
| PID minimum propagation delay | 2.5 µs (Signal Input to Signal Output) |
| PID Advisor DUT models | All pass, low pass 1st order, low pass 2nd order, VCO/laser setup, resonator frequency, resonator amplitude, internal PLL |
| PID Advisor graphical display options | Bode magnitude, Bode phase, step-response, impulse-response; closed loop and open loop |
| Setpoint toggle rate | 64 mHz to 1 MHz |
| PID data streaming | PID error, PID shift and PID output values can be streamed at an adjustable rate, synchronized with demodulator data |
| PLL frequency range | 1 to 500 kHz; 1 to 5 MHz, requires MF-F5M option |
| PLL bandwidth | Up to 50 kHz |
| Phase unwrap range | ±1024 π |