使用模擬比例積分微分（pid）控制器的溫度控制是一種非常簡單的電路，是確保熱電冷卻器（tec）的設(shè)置點能夠?qū)囟然蛘呒す膺M行調(diào)節(jié)的有效方法。比例積分項協(xié)同工作，地伺服tec的電流，以維持控制器的溫度設(shè)置點。與此同時，微分項對完成上述工作的速率進行調(diào)節(jié)，從而優(yōu)化總體系統(tǒng)響應(yīng)。如果可以對總體系統(tǒng)響應(yīng)h（s）進行描述，則為其設(shè)計pid控制器g（s）的zui為方便和有效的方法是利用spice進行仿真。
步驟1：確定spice模型的tec/temp傳感器熱阻抗。
要想把spice作為pid環(huán)路設(shè)計的一種有效工具，獲取溫度環(huán)路的熱響應(yīng)非常重要，目的是獲得pcbàtecà激光二極管à溫度傳感器接線的實際熱敏電阻、電容和傳輸函數(shù)。記住，由于實際熱特性會出現(xiàn)高達50%的變化，因此是向?qū)嶋H系統(tǒng)注入一個熱步進輸入，并對其進行測量，以獲得*的spice仿真熱模型。
如果對熱連接線進行描述，請使用“外環(huán)路、內(nèi)環(huán)路”程序來確定g（s）模塊中控制放大器的總體環(huán)路響應(yīng)和穩(wěn)定性。在所有情況下，都會使用一個非常大的電感來中斷外環(huán)路和內(nèi)環(huán)路，并通過一個大電容器和ac電源激勵環(huán)路。
步驟2：中斷g（s）和h（s）之間的外環(huán)路
外環(huán)路定義為圍繞g（s）和h（s）模塊的一條通路。使用圖1進行模擬的目標(biāo)是中斷外環(huán)路，獲得h（s）、g（s）和總環(huán)路增益，以驗證熱環(huán)路穩(wěn)定性。這種情況下，圖2顯示相位降至零度以下，而環(huán)路增益變?yōu)?db，其表明整個環(huán)路不穩(wěn)定。因此，改變g（s）應(yīng)加強pid控制，并增加溫度環(huán)路的穩(wěn)定性。
圖1仿真電路獲得環(huán)路增益和相位
圖2圖1的環(huán)路增益和相位曲線圖
圖3中改進型g（s）模塊包括pid組件。微分電路的角頻由r7和c3設(shè)定；r3設(shè)置比例增益；c2和r6設(shè)置積分電路角頻。
圖3補償g（s）的仿真電路
步驟3：中斷g（s）“內(nèi)環(huán)路”，確定本地放大器穩(wěn)定性
構(gòu)建完整pid組件的zui后一步是中斷內(nèi)環(huán)路，檢查本地放大器（opa2314）的穩(wěn)定性，從而確保其穩(wěn)定性與總環(huán)路增益無關(guān)。在這種情況下，放大器要求使用一個50pf電容器（請參見圖4），以維持本地環(huán)路的穩(wěn)定運行。
圖4經(jīng)過補償?shù)谋镜豨（s）環(huán)路的zui終電路