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

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7.3.3 Relaxation
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
x in V
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0 100 200 300 400 500 600
t in µs
Abbildung 7.5: Typischer Verlauf der Relaxation des Photodetektorausgangs nach dem
Ausschalten der Hellregler-LED. Nach 300 µs verschwindet das Signal im Rauschen. Zur
besseren Darstellung wurde bei Regelgröße x das Vorzeichen umgedreht, was aufgrund der
Linearität keine Verfälschung darstellt.
Am Ende der Hellphase wird die Hellregler-LED (Meßlicht-LED) ausgeschaltet. Dadurch
ergibt sich ein Verlauf der Regelgröße x wie in Abbildung 7.5. In den ersten 100 µs starker
Veränderung der Regelgröße darf der Dunkelregler nicht eingeschaltet sein, weil er ja den
Wert wegregeln soll, der bei Abwesenheit des Meßlichtes vorliegt (Ende der Abklingkurve).
Nach der Hellphase vor dem Einsatz des Dunkelreglers ist daher zunächst eine kurze
Relaxationsphase des Detektors auf noch 8% des Sollwertes (100 µs) abzuwarten. Wenn dies
nicht geschieht, dauert die Dunkelregelung ca. 200 µs länger. Der Dunkelregler braucht 140
µs (Abbildung 7.4). Aufgrund der Ungenauigkeit und starken Schwankungen des
Dunkelreglers ist auch nach dem Ende der Dunkelreglung eine Relaxationszeit von 400 µs
nötig.
Aufgrund dieses großen Zeitbedarfs wird im Fall einer geringeren Abweichung als 0.8 V der
Photodetektorausgangsspannung von der Mitte des Bereiches (| x d (Dunkel) | < 0.8 V), der
Dunkelregler nicht eingeschaltet. Die Relaxation der Hellregler-LED verschwindet ohne
Dunkelregler nach ca. 300 µs im Rauschen (Abbildung 7.5), und der Hellregler wird nach
einer Relaxationszeit von 500 µs wieder eingeschaltet.