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ice:servo-opls

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ice:servo-opls [2016/07/22 18:01] – [Understanding the Transfer Function] Michael Radunskyice:servo-opls [2019/11/18 23:33] – [Understanding the Transfer Function] Michael Radunsky
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  ===== Specifications  =====  ===== Specifications  =====
-^ ^  ICE-CP1-200  ^  ICE-CP1-500  ^  Units  +                                                                                                                                                            ^  ICE-CP1-200                                                                                     ^  ICE-CP1-500  ^  Units   
-^ Current Source ^ ^ ^ ^ +^ Current Source                                                                                                                                                                                                                                                                      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Current range|  0-200  |  0-500  |  mA  +| Current range                                                                                                                                               |  0-200                                                                                           |  0-500        |  mA      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Current setpoint resolution |  200  |  500  |  μA  +| Current setpoint resolution                                                                                                                                 |  200                                                                                             |  500          |  μA      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Current noise density((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <100  |  <200  | pA / <HTML> <span style="text-decoration: overline;">Hz</span> </HTML> +| Current noise density((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))                               |  <100                                                                                            |  <200         | pA /√Hz  
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>RMS Noise (10Hz - 100kHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <50  |  <100  |  nA  +| RMS Noise (10Hz - 100kHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))                           |  <50                                                                                             |  <100         |  nA      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>RMS Noise (10Hz - 1MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <100  |  <150  |  nA  +| RMS Noise (10Hz - 1MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))                             |  <100                                                                                            |  <150         |  nA      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>RMS Noise (10Hz - 10MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))|  <300  |  <500  |  nA  +| RMS Noise (10Hz - 10MHz)((All measurements guaranteed on design and verified experimentally on D2-105 which uses same circuit.))                            |  <300                                                                                            |  <500         |  nA      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Absolute accuracy|  ||  %  +| Absolute accuracy                                                                                                                                           |  2                                                                                                              ||  %       
-^ Offset Phase Lock Servo Input Signal^ ^^  +^ Offset Phase Lock Servo Input Signal                                                                                                                                                                                                                                        |         
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Min Offset Frequency |  250  ||  MHz  +| Min Offset Frequency                                                                                                                                        |  250                                                                                                            ||  MHz     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Max Offset Frequency |  Min: 9, Typical: 10(( Maximum Offset Frequency depends on power of input beat-note signal.))  ||  GHz  +| Max Offset Frequency                                                                                                                                        |  Min: 9.5, Typical: 10(( Maximum Offset Frequency depends on power of input beat-note signal.))                 ||  GHz     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Max Electronic Beat-Note Input \\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-SMA)|  10  ||  dBm  +| Max Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                             |  10                                                                                                             ||  dBm     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Min Electronic Beat-Note Input \\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-SMA)|  -10  ||  dBm  +| Min Electronic Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                             |  -10                                                                                                            ||  dBm     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Min Electronic Beat-Note S/N \\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-SMA)|  >50  ||  dB  +| Min Electronic Beat-Note S/N \\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                               |  >50                                                                                                            ||  dB      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Max Optical Beat-Note Input \\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-FC)|  ||  mW  +| Max Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)                                                                                                                 |  1                                                                                                              ||  mW      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Min Optical Beat-Note Input \\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-FC)((Approximate value as exact value depends on wavelength of the light and spatial overlap between the lasers.))|  50  ||  μW  +| Min Optical Beat-Note Input \\ (ICE-CP1-FC)((Approximate value as exact value depends on wavelength of the light and spatial overlap between the lasers.))  |  50                                                                                                             ||  μW      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Front-panel Input Connection\\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-FC)((ICE-CP1-FC is shipped with an FC to SC multimode patch cord))|  SC  ||    |  +| Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-FC)((ICE-CP1-FC is shipped with an FC to SC multimode patch cord))                                                  |  SC                                                                                                             ||          
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Front-panel Input Connection\\ <html> &nbsp;&nbsp; </html><html> &nbsp;&nbsp; </html>(ICE-CP1-SMA)|  SMA  ||    |  +| Front-panel Input Connection\\ (ICE-CP1-SMA)                                                                                                                |  SMA                                                                                                            ||          
-^ Offset Phase Lock Servo Performance^ ^^  +^ Offset Phase Lock Servo Performance                                                                                                                                                                                                                                         |         
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Bandwidth((May be limited by the bandwidth of the laser being servoed))|  1.5   ||  MHz  +| Bandwidth((May be limited by the bandwidth of the laser being servoed))                                                                                     |  1.5                                                                                                            ||  MHz     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> Interval reference frequency drift |  +/-20  ||  ppm  +| Interval reference frequency drift                                                                                                                          |  +/-20                                                                                                          ||  ppm     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html> PFD Noise(( See [[#calculating_phase_noise|Calculating Phase Noise section]] for a full description))|  -213  ||  dBc/Hz +| PFD Noise(( See [[#calculating_phase_noise|Calculating Phase Noise section]] for a full description))                                                       |  -213                                                                                                           ||  dBc/Hz 
-^ Loop Filter Parameters ^ ^+^ Loop Filter Parameters                                                                                                                                                                                                                                                      |         
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Proportional Gain  |  -72 -- 0  ||  dB  +| Proportional Gain                                                                                                                                           |  -72 -- 0                                                                                                       ||  dB      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Proportional Gain Resolution |  2  ||  dB  +| Proportional Gain Resolution                                                                                                                                |  2                                                                                                              ||  dB      
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Integrator|  3, 10, 30, 100, 300  ||  kHz  +| Integrator                                                                                                                                                  |  3, 10, 30, 100, 300                                                                                            ||  kHz     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Differential |  Off, 10, 30, 100, 300  ||  kHz  +| Differential                                                                                                                                                |  Off, 10, 30, 100, 300                                                                                          ||  kHz     
-|<html> &nbsp;&nbsp; </html>Differential Gain |  18  ||  dB  |+| Differential Gain                                                                                                                                           |  18                                                                                                             ||  dB      |
  
 ^Electrical Specifications^^^^^ ^Electrical Specifications^^^^^
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-The charge pump in the OPLS outputs a signal proportional to the phase-error and the transfer function is as shown in <imgref xferfunc> However, the OPLS will typically be used to control a //frequency//-tunable device (such as a laser). In this configuration, the effective loop filter is not the one shown in <imgref opls_side_panel>, but includes a extra integration corresponding to converting the phase-error input to a frequency error. Thus, ω<sub> </sub>sets the frequency transition from single-integration to double-integration and ω<sub>I </sub> from single-integration to proportional feedback. It is important to understand this 'hidden' integrator when configuring the loop filter parameters. +The charge pump in the OPLS outputs a signal proportional to the phase-error and the transfer function is as shown in <imgref xferfunc> However, the OPLS will typically be used to control a //frequency//-tunable device (such as a laser). In this configuration, the effective loop filter is not the one shown in <imgref xferfunc>, but includes a extra integration corresponding to converting the phase-error input to a frequency error. Thus, ω<sub> </sub>sets the frequency transition from single-integration to double-integration and ω<sub>I </sub> from single-integration to proportional feedback. It is important to understand this 'hidden' integrator when configuring the loop filter parameters. 
  
 =====Calculating Phase Noise ===== =====Calculating Phase Noise =====
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 The phase-noise specified in Section 1.3 is referenced to the phase frequency detector (PFD) at 1 Hz. To convert that to the noise measured on the actual beat-note, it must be rescaled with the following formula: The phase-noise specified in Section 1.3 is referenced to the phase frequency detector (PFD) at 1 Hz. To convert that to the noise measured on the actual beat-note, it must be rescaled with the following formula:
  
-<WRAP center round box 450px><html><center></html> **D2-135 Phase-Noise Floor = -213 + 20Log(N) + 10Log(F<sub>REF</sub>)**<html></center></html></WRAP>+<WRAP center round box 450px> **D2-135 Phase-Noise Floor = -213 + 20Log(N) + 10Log(ƒ<sub>REF</sub>)**</WRAP>
  
-where N is the value of the divider and F<sub>REF</sub> is the reference frequency as measured in Hz. For more details, please see [[http://www.vescent.com/2012/calculating-phase-noise-from-the-d2-135/|http://www.vescent.com/2012/calculating-phase-noise-from-the-d2-135/]] .+where N is the value of the divider and ƒ<sub>REF</sub> is the reference frequency as measured in Hz. For more details, please see this [[http://www.vescent.com/2012/calculating-phase-noise-from-the-d2-135/|application note]].
  
  
ice/servo-opls.txt · Last modified: 2021/08/26 15:26 by 127.0.0.1