ZENIT 2015, sprava zo staze vitaza

[J. Polívka]

Tak tohle není každodenní záležitost.
Tomu se říká výhra, prostě BINGO.
Za 26 roků v mé bývalé profesi jsem zažil dva takové kluky.
Jindra Polívka



Dne 8. 9. 2015 v 18:34 Daniel Valuch napsal(a):
> Zdravim osadenstvo,
>
> zaciatkom roka som spominal, ze kolega ponukol vyhercovi Zenitu staz v 
> jeho sekcii. Vsetko prebehlo velmi dobre, rad by som ho (aj seba sa) 
> pochvalil s vysledkami. Chalan sa uchytil a stale ma prekvapuje ake ma 
> znalosti. Nie len elektroniky, ale aj vseobecne suvislosti. Dufam, ze 
> bude mat stastnu ruku pri vybere univerzity a nenecha sa pokazit 
> Slovenskym univerzitnym "vzdelanim" :-)
>
> Pracoval na dvoch projektoch. Na zaciatok navrhoval modul upravy 
> analogovych signalov z vysokonapatovych delicov elektronkovych 
> zosilnovacov. Sirka pasma 0-20 MHz, vstupne signaly prichadzaju po 
> dlhych koaxialnych vedeniach s amplitudou do 200mV a treba ich 
> zosilnit a rozvetvit na lokalnu distribuciu. V zapojeni je potrebne 
> dosiahnut velku sirku pasma pri nezanedbatelnych rozkmitoch (2 V 
> pk-pk) do 50 Ohmov, co nie je uplne jednoduche, navyse treba 
> kompenzovat jednosmerny offset pouzitych operakov a nabrumene signaly, 
> prichadzajuce po dlhych koaxialoch z podzemia.
>
> Dost ma sokovalo, ze veci ohladom operakov pocital, nic naslepo 
> nesimuloval, nic nehadal. Neviem kde sa to naucil, ale v skole urcite 
> nie. Zapojenie bolo treba optimalizovat aby bol pouzity co najmensi 
> pocet roznych hodnot suciastok koli jednoduchosti vyroby. Koli 
> signalovej integrite som mu doporucil, aby to navrhol na 6-vrstvovu 
> dosku (potrebujeme len 4 kusy, takze cena nie je dolezita), z coho mal 
> najprv paniku, ale zvladol to vyborne :-)
> Osadeny prototyp 
> http://dvaluch.web.cern.ch/dvaluch/zenit/2015_stazLass/IMG_5890.JPG
>
> Kym sa doska vyrabala dali sme mu s kolegom dalsiu ulohu, teraz pre 
> zmenu trochu volnejsie zadanu. Do urychlovaca SPS potrebujeme 
> oneskorit referencne hodinove signaly (50 - 1000 MHz) o pomerne velke 
> casy, radovo jednotky az  desiatky mikrosekund. Pouzivame na to 
> opticke vlakna a sirokopasmove analogove opticke transceivery. V 
> principe je to hruba sila, nechame si urobit navin povedzme 5 km 
> single modoveho vlakna, do neho sa pusti VF signal, ktory o 20 
> mikrosekund vylezie druhym koncom. Problem je trochu zlozitejsi, lebo 
> stabilita celkoveho oneskorenia musi byt lepsia ako (typ.) 250 ps, 
> inak sa nam rozleze synchronizacia. Opticke vlakna ale driftuju s 
> teplotou, takze ked chceme udrzat presne oneskorenie je potrebne ich 
> teplotu stabilizovat.
>
> Nechali sme ho s kolegom vymyslet a zrealizovat cely projekt. Dostal 3 
> km vlakna, naucil sa merat parametre vektorovym analyzatorom sieti. V 
> klimatickej komore potom 3 dni meral drift a z neho vypocital teplotnu 
> citlivost. Z nej sa vypocitala povolenu tolerancia teploty pre zadane 
> dlzky vlakien aby drift nepresiahol zvolenu hodnotu (napr. ±250 ps). 
> Pre najdlhsie vlakna to vychadza, ze ich musime udrzat pri teplote 
> ±0.25 stupna.
>
> Kedze Adam nema rad mikrokontrolery (vravi, ze ich znesie len len ak 
> sa programuje v asm) dohodli sme sa, ze regulator bude cely analogovy. 
> Dal som mu uplne volnu ruku a neobmedzeny rozpocet. Nechal som ho 
> navrhnut sposob merania teploty a potom navrhnut ako ju regulovat. 
> Skoncili sme u merania teploty pomocou styroch PT1000 zapojenych v 
> mostiku so styrmi 100 Ohm, 5ppm/C rezistormi a pristrojovym operakom s 
> nizkym offsetom. Nastavenie pracovneho bodu sa robi trimrom zo 
> spolocneho referencneho napatia, s operakom s rovnakym ziskom, takze 
> sa vsetko krasne kompenzuje.
>
> Vyhrievanie sa realizuje niekolkymi vykonovymi MOSFETmi, ako vstup 
> maju priamo chybovy signal z regulatora. Zacali sme s P regulatorom. 
> Chcel som aby sa nieco naucil, takze sme sa dohodli, ze nebudeme 
> parametre skusat, ale pojdeme na to vedeckejsie a odmeriame skokovu 
> odozvu sustavy a podla toho nastavime zisk regulatora.
>
> Takze znova do klimatickej komory a sledovat signaly. Mal tam 7.5 
> miestny multimeter so zaznamom a digitalny osciloskop, mohol velmi 
> presne sledovat deje dlhe aj desiatky minut. Uloha ho zjavne velmi 
> bavila, lebo odozva regulatora je takmer perfektna (vid obrazky v 
> reporte) a stabilita teploty je az prekvapujuco dobra (pod 0.1 stupna) 
> aj pri velkych zmenach vonkajsej teploty. Postupne tam pridal aj 
> integracnu zlozku a limitery, ktore zabrania saturacii pri velkych 
> zmenach setpointu (napr. start zo studena).
>
> K zariadeniu navrhol aj mechaniku a s kolegami pripravili kompletnu 
> vyrobnu dokumentaciu. Celkom sa vyhral, tesim sa ked zariadenie 
> nainstalujeme do urychlovaca...
>
> prezentacia ku projektom 
> http://dvaluch.web.cern.ch/dvaluch/zenit/2015_stazLass/thermal_compensation_presentation.pdf
> podrobny report k projektu 
> http://dvaluch.web.cern.ch/dvaluch/zenit/2015_stazLass/thermal_compensation_report.pdf
>
> Za mna 10 z 10. Kolegovia sa uz tesia na buducorocneho vitaza :-)
>
> v adresari je este par fotiek 
> http://dvaluch.web.cern.ch/dvaluch/zenit/2015_stazLass/
>
> b.
>