誤差放大器和比較器
模擬熱反饋環路包括兩級，由兩個放大器構成，如圖8所示。第一個放大器接受熱反饋電壓（VFB），將該輸入轉換或調節為線性電壓輸出。此電壓代表對象溫度，饋入補償放大器中，與溫度設定電壓進行比較，產生一個與二者之差成比例的誤差電壓。第二個放大器通常用來構建一個PID補償器，后者包括一個極低頻率極點、兩個不同的較高頻率零點和兩個高頻極點，如圖8所示。
圖8. 使用ADN8834內部兩個
斬波放大器的熱反饋環路圖
PID補償器可通過數學方法或經驗方法確定。要從數學上模擬熱環路，需要TEC、激光二極管、連接器和散熱器的精確熱時間常數，這不太容易獲得。利用經驗方法調諧補償器更為常見。通過假定溫度設定端具有某個階躍函數并改變目標溫度，設計人員可以調整補償網絡，使TEC溫度的建立時間最短。
激進補償器會對熱擾動快速作出反應，但也很容易變得不穩定，而保守補償器建立得較慢，但能耐受熱擾動，發生過沖的可能性更小。系統穩定性和響應時間之間必須達到平衡。
TEC控制器系統的關鍵性能
有時候，即便PID補償器設計得當，穩態誤差仍會存在。下面是引起該誤差的幾個因素。
TEC熱功率預算：設計該系統時，TEC和電源電壓是最先選定的事情。然而，由于熱負荷不容易估計，選擇可能不正確。某些情況下，若將功率應用于TEC但仍不能達到目標溫度，可能意味著熱功率預算不足以處理熱負荷。提高電源電壓或挑選具有更高功率額定值的TEC可解決這個問題。
基準電壓源一致性：基準電壓源會隨溫度和時間而漂移，對于閉合熱環路，這通常不是問題。但是，尤其是在數字控制系統中，TEC控制器和微控制器的基準電壓源可能有不同的漂移，引起補償器不會察覺的誤差。建議這兩個電路采用相同的基準源，用具有較高驅動能力的電壓覆蓋另一電壓。
溫度檢測：為使溫度誤差最小，精確檢測負載溫度非常重要。任何來自反饋的誤差都會進入系統，補償器同樣不能糾正這種誤差。使用高精度熱敏電阻和自穩零放大器可避免誤差。熱敏電阻的布置也很重要。確保將它安裝到激光器上，以便能夠讀取我們要控制的實際溫度。
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