Kapitel 6 Entwurf des Reglers auf endliche Einstellzeit - Christian ...

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Der Kondensator C L parallel zum Rückkopplungswiderstand R L des Strom-
Spannungswandlers dient zur Schwingungsunterdrückung und ist gegenüber der Version von
Schinner (1997) von 5.6 pF auf 10.4 pF erhöht worden, da nur bei über 9 pF die Polstellen
reell sind. Die in dieser Arbeit zur Anwendung kommende Reglertheorie auf endliche
Einstellzeit ist nur für reelle Polstellen anwendbar.
Die zweite Stufe des Photodetektors ist ein nicht-invertierender Verstärker mit einer
Verstärkung von
R
1
+ R
R 2
V = R 10
R
= .
R1
Dieser verstärkt das Signal auf eine für den AD-Wandler (ADW 1 ) gut meßbare Größe mit
einem Sollwert von W 0 = -0.5V. Da bei dieser Verstärkung das Auflösungsvermögen des AD-
Wandlers (2.5 mV) ca. 4 mal so groß wie das Rauschen von ca. 10 mV ist, würde eine höhere
Verstärkung keine höhere Auflösung bringen, da das Rauschen im wesentlichen von der
ersten Detektorstufe stammt. Es wurde ein Breitbandverstärker (OPA 687) mit einer
Bandbreite von 3.8 GHz als OP2 verwendet, damit dieser als unendlich schnell betrachtet
werden kann (siehe Abschnitt 6.7.1.3).
Für den Fall der Übersteuerung der zweiten Stufe, kann das Signal auch von der ersten
Detektorstufe abgenommen werden (ADW 2 ).
Die Widerstände R D =100 Ω dienen der Schwingungs- und Rauschunterdrückung und sind
nicht geschwindigkeitshemmend.
Beide Operationsverstärker erhalten als Spannungsversorgung ±5 V. Aus dieser macht der
OPA 602 eine mögliche Ausgangsspannung von ±2 V und der OPA 687 von ±3 V.
5.4 Der Leuchtdiodenkopf (Kuppel)
Es werden drei Lichter benötigt:
1. das Meßlicht von möglichst kleiner Intensität, das den Zustand des Blattes mißt,
2. helle sättigende Blitze von hoher Intensität (> 700 Wm -2 ) (Schinner, 1997) und
3. das aktinische Licht (einige 10 Wm -2 ) zum Einstellen des physiologischen Zustandes des
Blattes.
In bisher in der Arbeitsgruppe Biophysik in Kiel verwendeten FC-Maschinen wird das
aktinische Licht und das Meßlicht durch LEDs erzeugt und das Blitzlicht von einer
Halogenlampe über einen Lichtleiter auf das Blatt gebracht. Das Blitzlicht wird dabei durch
einen Shutter, der von einem Schrittmotor bewegt wird, an und aus geschaltet. Dieser
Vorgang, den Shutter zu öffnen und zu schließen, dauert ca. 10 –20 ms.
In der neuen während dieser Arbeit entwickelten Version der Lichtsteuerung werden
sämtliche drei Lichter durch LEDs vom Typ “NSBP500“ der japanischen Firma Nichia
erzeugt, da LEDs sehr viel schneller sind und es so möglich wird, auch das Blitzlicht schnell
zu schalten.
Um dies zu ermöglichen, wurde ein großer Leuchtdiodenkopf in Form eines Halbrundes
(Kuppel) gebaut, in dem 69 LEDs auf einen Punkt bei gleichem Abstand von ca. 2.5 cm
ausgerichtet werden können, so daß 65 von diesen LEDs an diesem Punkt genügend Intensität
(ca. 800 Wm -2 ) für das Blitzlicht erzeugen.