基于FPGA的数字伺服系统在原子、分子与光学物理实验中的性能与局限
仪器与探测器
2018-03-14 v1
摘要
本工作中，我们探讨了在原子、分子与光学（AMO）物理实验中采用基于FPGA的数字伺服系统对激光器进行高带宽反馈控制的优势、局限性与技术细节。具体而言，我们给出了基于低价和中价FPGA开发平台构建的两款数字伺服系统在噪声、带宽和动态范围等实验装置中的基准性能测试结果。数字伺服结果与使用相同控制对象（强度稳定）的市售最先进模拟伺服所得结果进行了比较。数字伺服的反馈带宽为2.5 MHz，受总信号延迟限制；我们展示了超越模拟伺服所提供传递函数的改进，包括采用三极点滤波器和带相位补偿的双极点滤波器来抑制谐振。我们还讨论了FPGA伺服实现的局限性以及设计和使用数字伺服时的一般考量。
引用
@article{arxiv.1708.05892,
title = {The performance and limitations of FPGA-based digital servos for atomic, molecular, and optical physics experiments},
author = {Shi Jing Yu and Emma Fajeau and Lin Qiao Liu and David J. Jones and Kirk W. Madison},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05892},
year = {2018}
}