Программа курса лекций

Вид материалаПрограмма курса
Подобный материал:

Электронные системы управления лазерным излучением

Программа курса лекций
(4 курс, 7 сем., 36 ч., зачет)


Доцент Вадим Аркадьевич Жмудь

1. Введение в электронную технику эксперимента: электронные системы управления лазерным излучением, их устройства и элементы. Основные понятия теории управления. Причины неустойчивости систем, критерии устойчивости, методы обеспечения устойчивости.

2. Типовые транзисторные каскады, применяемые в аналоговых интегральных микросхемах. Усилитель с общим эмиттером и эмиттерный повторитель, как системы с обратной связью.

3. Аналоговые интегральные микросхемы - особенности применения, основные классы, точностные и динамические характеристики (по диапазону применения)

4. Классификация операционных усилителей и характерные параметры. ОУ как объект регулирования (ЛАЧХ, ФЧХ) идеальный и реальный ОУ, базовые схемы включения. Зарубежная классификация ОУ - фирм Analog Devices, MAXIM, Burr-Brown.

5. Инструментальные усилители на двух и более усилителях - основные схемы, характеристика. Измерительные (инструментальные) усилители на основе одного дифференциального усилителя - основные схемы, характеристика. Интегральные инструментальные усилители, примеры необходимости применения и схема включения.

6. Улучшение эксплуатационных параметров операционных усилителей (высоковольтные, мощные усилители на ОУ).

7. Реализация основных линейных звеньев на основе операционных усилителей: суммирование и вычитание нескольких сигналов с коэффициентами.

8. Проектирование активных фильтров: структура Рауха, фильтры НЧ высших порядков, методика расчета и основные формулы и таблицы. Фильтры ВЧ высших порядков, методика расчета и основные формулы и таблицы.

9. Отечественные перемножители аналоговых сигналов и балансные модуляторы: схемы включения, особенности применения, зарубежные перемножители AD835.

10. Компараторы и триггеры Шмитта, особенности их применения, введение статического и динамического гистерезиса. Системы автоматической регулировки уровня, особенности применения.

11. Устройства выборки-хранения, отечественные УВХ, назначение, схемы включения, особенности применения, задачи, решаемые применением УВХ на входе АЦП.

12. Схемы фотоприемных усилителей на фотодиодах (преобразование тока в напряжение на ОУ). Выбор элементной базы. Расширение полосы фотоприемника.

13. Формирование прецизионные опорных напряжений и напряжений вторичного электропитания для управляющих схем, отечественные стабилизаторы, зарубежные стабилизаторы, основные параметры, особенности применения.

14. Цифроаналоговые и преобразователи: классификация, основные параметры, перемножающие ЦАПы: особенности применения.

15. Аналого-цифровые преобразователи: классификация, основные параметры, АЦП двойного интегрирования: особенности применения, фильтрация входного сигнала. АЦП поразрядного уравновешивания: особенности применения, фильтрация по теореме Котельникова, допустимость применения УВХ.

16. Преобразователи напряжения в частоту, частоты в напряжение, температуры в напряжение, фазы в напряжение.

17. Фазовые детекторы на основе перемножителей и ключей - сравнительный анализ (по шуму, полосе захвата и удержания).

18. Электронные ключи и коммутаторы, ключи тока и напряжения, особенности применения.

19. Функциональная схема синхронного детектора, синхронное детектирование на ключах и на перемножителях - достоинство и недостатки, схемы включения. Фазовращающий фильтр.

20. Особенности применения диодных лазеров в физическом эксперименте - стабильность мощности, длины волны, модового состава; причины катастрофической деградации. Причины деградации полупроводниковых лазеров (спонтанная и катастрофическая). Меры предосторожности при обращении с диодными лазерами: основные ошибки, методы правильного обращения, способы увеличения срока службы.

21. Стабилизация мощности излучения газовых и диодных лазеров - особенности, достоинства и недостатки. Функциональная схема стабилизации мощности лазера с АО-ячейкой.

22. Стандарт частоты с телескопическим расширителем пучка (стационарный и мобильный), функциональная схема, особенности режимов (стандарт частоты и спектрометр). Система стабилизации частоты лазера по эталону поглощения: функциональная схема, принципы работы, обеспечение устойчивости и точности.

23.Стабилизация частоты лазера по эталону: функциональная схема электронной части, основные источники погрешности нестабильности (погрешности синхронного детектирования) и методы повышения точности.

24. Фазовая автоподстройка частоты двух идентичных лазеров. Особенности обеспечения устойчивости систем ФАПЧ.

25. Стабилизация частоты гетеродинного стандарта по сверхтонкой структуре метана - функциональная схема АПЧ по 3-гармонике, методы повышения точности системы.