Лазерлік гальванометрлік жүйелерде жоғары дәлдіктегі ЦАП CM7502-нің қолданылуы

1. Кіріспе

Лазерлік гальванометрлік жүйелер лазер сәулесінің бағытын дәл басқару үшін кеңінен қолданылады және лазерлік маркировкалау, гравировка, кесу және осы сияқты қолданбаларда пайдаланылады. Гальванометр әдетте гальванометрлік қозғалтқыш деп аталатын электр қозғалтқышпен басқарылады, бұл өз кезегінде шағылдырушы айнаның бұрышын тез өзгерте отырып, лазер сәулесінің орнын реттейді.

Цифрлық-аналогтық түрлендіргіш (ЦАТ) лазерлік гальванометрлік жүйеде «көпір» қызметін атқарады. Негізгі функциясы цифрлық басқару сигналдарын гальванометрлік қозғалтқышты басқару үшін жоғары дәлдікті аналогтық сигналдарға түрлендіру болып табылады, бұл лазерді тез және дәл орналастыруға мүмкіндік береді. ЦАТ-тың өнімділігі лазерді орналастырудың дәлдігін, жылдамдығын және тұрақтылығын тікелей анықтайды.

CM7502 (LTC2642-16-мен бәсекелес) — 16 битті буферленбеген кернеу шығысы бар ЦАТ. Жоғары дәлдік, тез шығыс орнығуы, жоғары сызықтылық және төменгі дыбыс деңгейі сияқты артықшылықтары бар, лазерлік гальванометрлік қолданбаларға өте сәйкес келеді:

• Жоғары дәлдік: 16-биттік аспаптың бұрыштық басқаруын дәл жасауға мүмкіндік береді.

• Жылдам шығу қонуы: Тек 1 мкс қону уақыты гальванометрлік жүйелердің динамикалық жауабына сәйкес келеді және жоғары жылдамдықты сканерлеу үшін ерекше маңызды.

• Жоғары сызықтылық: INL < ±0.4 LSB, –40°C-тан 125°C-қа дейінгі толық температулық ауқымда тұрақты сызықтылық, бұрыштық басқарудың дәлдігін қамтамасыз етеді және орын ауытқуларын болдырмау үшін қажет.

• Өте төмен кодтық ауысуындағы қате импульс: ЦАТ кодының ауысу кезінде қате импульстер пайда болады; CM7502 өнеркәсібіндегі ең төменгі қате импульстердің біріне ие, бұл салбынсыз қозғалтқыш басқаруын қамтамасыз етеді.

• Төменгі электр энергиясын пайдалану: Тек 120 мкА қозғалыссыз ток және 0.5 LSB нөлдік кодтық ылғиысу қатесі.
  
  

2. CM7502 Сипаттамалары

• Екі жақты шығу

• Жалғыз қорек көзі: 2,7 В дан 5,5 В дейін

• Төменгі қорек тогы: 120 μA

• INL қатесі: ±0,4 LSB

• Төменгі импульстік шу: 0,5 нВ·с

• Қысқа орнықтыру уақыты: 1 мкс

• Толық температуралық диапазонда монотонды шығыс кернеуі кепілденген

• Кернеу шығысы тікелей 60 кОм жүкті басқара алады

• 50 МГц SPI/QSPI/MICROWIRE-совместим сериялық интерфейс

• Қосу кезіндегі нөлдеу DAC шығысын ортаңға қондырады

• nCLR асинхрондық тастау шығысы

• Салыстыру көзінің ток компенсациясы

• MSOP10 (3 мм × 3 мм) және DFN10 (3 мм × 3 мм) пакеттер

3. Шешімнің шолуы

CM7502 сыртқы 2 В-тан VDD-ға дейінгі кернеу сілтемесімен жұмыс істейді, бұл өте жоғары сызықтылыққа ие (тұтастай температура диапазонында INL<± 0.4LSB), бұрыштық басқарудың ауытқуы болмайтынын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ол сілтеме кернеуіне әсер етпейді, ылғи қате мен үлкейту қатесін қосқанда. Үлкейту қатесінің температура дрейфі толығымен сыртқы сілтеменің температура дрейфімен анықталады. CM7502 DAC-тың сілтеме көзінен код шығысының толық диапазонында тұтынатын токтың тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін әмбебап ток компенсациясын қолданады, бұл сілтеме көзінің ішкі кедергісіне байланысты DAC-тың жоғары сызықтылық сапасының нашарламайтынын қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар, CM7502 кедергілік желіні нақты топтастыратын ерекше схеманы қолданады. Негізгі тасымалдау флопы (0x7fff0x8000) <0,5 нВ·с шамасындағы бұршақ импульсіне ие, бұл бір типті басқа DAC өнімдерімен салыстырғанда бір реттік шамаға төмен, бұл мотордың жұмысының тегістігін қамтамасыз етеді.

CM7502 сыртқы операциялық күшейткішпен (CM4101) бірге қолданылғанда шығыс диапазонының 1:2 коэффициентімен күшейтуін оңай қамтамасыз ететін сәйкес келетін кедергілік желімен жабдықталған; екі жақты ± VREF кернеуінің шығысын іске асыру. CM4101 — үздік 1/f дыбысы мен өте төмен жолақты дыбысы бар отандық биполярлық технологиялық чипті қолданатын күшейткіш; CM4101-дің жоғарырақ жолақтылығы мен ауысу жылдамдығы бар, ал CM7502-мен бірге қолданылғанда өте жылдам шығыс сигналының орнатылу уақытына қол жеткізуге мүмкіндік береді (1-суретте көрсетілген)

ADC/DAC-пен қолдануға болатын жоғары дәлдікті анықтау көздерінің түрлерін ұсынамыз: CM5102 - 2,5 В/3 В шығыс бандгэп анықтау көзі, температура дрейфі максимум 5 ppm/℃ (-55 ℃~125 ℃); CM5405 - 5 В шығыс Зенер анықтау көзі, температура дрейфі максимум 2 ppm/℃ (-55 ℃~125 ℃).