Flex MOSTAB FPGA型分光器安定化システム


Flex MOSTAB


MOSTAB(Monochromator Stabilization)は、分光器の出射ビームの位置や強度を測定し、それらが一定になるように二結晶分光器の第一結晶の角度をフィードバック制御するシステムです。フィードバックコントローラとその制御ソフトウェアで構成されており、シンプルな一軸制御のフィードバックシステムとなっています。これにより、分光器の出射ビーム位置や強度が効果的に安定化することができます。
Flex MOSTABは、従来DSP型MOSTABに代わり、NI LabVIEWによる制御が可能なFPGAとCPUを搭載したNI社製汎用ボー ドであるNI Single-Board RIO(NI sbRIO-9636)と周辺回路を加えた19インチラックマウントシャーシ内に収めたシステムです。 DSPからFPGAに置き換えたことで、今までにはなかった新しい機能を搭載しています。


マテリアル


  1. スタンドアロン制御
    Flex MOSTABのフィードバックコントローラは、FPGA技術とReal-Time OSを組み合わせており、 制御コンピュータとの通信が途絶えてもスタンドアロンでフィードバック制御をおこなうことができます。

  2. 対応可能製品の豊富さ
    フィードバックコントローラには、ナショナルインスツルメンツ社のNI RIO製品を使用しています。これにより、長期間の製品提供が可能となり、コンポーネント単位の修理・交換が行えます。

  3. コードの再利用性、拡張性
    FPGAコードおよび制御用コードは、NI LabVIEWを使用しており、ハードウェアを変更しても使用することができ、 制御アルゴリズムもカスタマイズすることができます。また、制御コンピュータ側も変更可能です。

  4. 自動フィードバックパラメータ調整
    フィードバックパラメータの調整を自動化する事により、誰でも短時間で調整を行う事が可能になりました。

DCM: 二結晶分光器
PSIC: 位置敏感電離箱
IC: 電離箱
Current Amp: 電流電圧変換回路
PZ Controller: ピエゾステージ制御器

システム構成は、二結晶分光器を制御するピエゾステージのコントローラ、フィードバックコントローラおよびホストコンピュータで構成されています。下図のようにモードによって、一部構成が変わります

①ビーム位置安定化モード

②ビーム強度安定化および

ビーム強度最大化モード

Feedback Controller(NI sbRIO-9636)
プロセッサ 400 MHz
システムメモリ 256 MB
不揮発性ストレージ 512 MB
FPGAタイプ Xilinx Spartan-6 LX25
ネットワークインタフェース 10BaseT および 100BaseTX Ethernet
アナログ入力
チャンネル数 3
分解能 16ビット
最大サンプリングレート 200 kS/s
入力レンジ ±10 V、±5 V、±2 V、±1 V
アナログ出力
チャンネル数 3
分解能 12ビット
最大サンプリングレート 336 kS/s
入力レンジ 0 ~ 5 V
その他
外形寸法 482.4mm × 330mm × 88mm
価格 別途御相談

* ホストコンピュータとなるWinodws PCは、システムに含まれておりません。別途NI LabVIEWがインストール可能なコンピュータが必要です。