Tillämpning av högprecisions DAC CM7502 i laser galvanometersystem

1. inledning

Lasergalvanometersystem används ofta för exakt kontroll av laserstrålens riktning och tillämpas brett inom lasermarkering, gravering, skärning och relaterade applikationer. En galvanometer drivs av en motor – vanligtvis en galvanometermotor – som snabbt kan ändra vinkeln på en reflekterande spegel, vilket justerar positionen för laserstrålen.

En digital-analog-omvandlare (DAC) fungerar som en "brygga" i ett lasergalvanometersystem. Dess kärnfunktion är att omvandla digitala styr-signaler till högprestanda analoga signaler för att driva galvanometermotorn, vilket möjliggör snabb och exakt laserpositionering. DAC:ns prestanda avgör direkt precisionen, hastigheten och stabiliteten i laserpositioneringen.

CM7502 (konkurrerar med LTC2642-16) är en 16-bitars obuffrad spänningsutgångs-DAC. Med fördelar såsom hög precision, snabb inställningstid, hög linjäritet och låg brusnivå är den väl lämpad för lasergalvanometerapplikationer:

• Hög precision: 16-bit upplösning möjliggör exakt vinkelförställning.

• Snabb utdatainsamling: En insamlingstid på endast 1 μs matchar galvanometersystemets dynamiska respons och är särskilt viktig för höghastighetsskanning.

• Hög linjäritet: INL < ±0,4 LSB, med stabil linjäritet över hela temperatintervållet från –40°C till 125°C, vilket säkerställer exakt vinkelförställning och undviker positionsskillnader.

• Extremt låg kodövergångsstörning: Stötpulser uppstår vid DAC-kodövergångar; CM7502 har en av de lägsta stötimulserna i branschen, vilket säkerställer jämn motorstyrning.

• Låg strömförbrukning: Endast 120 μA vilostrom och låg nollkodsavvikelse på 0,5 LSB.
  
  

2. CM7502 Egenskaper

• Bipolär utgång

• Enkelmatning: 2,7 V till 5,5 V

• Låg försörjningsström: 120 μA

• INL-fel: ±0,4 LSB

• Låg glidpuls: 0,5 nV·s

• Kort inställningstid: 1 μs

• Garanterad monotonisk utspänning över hela temperaturintervallet

• Spänningsutgången kan direkt driva en 60 kΩ-last

• 50 MHz SPI/QSPI/MICROWIRE-kompatibel seriell gränssnitt

• När strömmen slås på tvingas DAC-utgången till mittenposition

• asynkron återställningspin nCLR

• Referenskälla för strömkompenation

• MSOP10 (3 mm × 3 mm) och DFN10 (3 mm × 3 mm) förpackningar

3. Lösningsöversikt

CM7502 fungerar med en extern spänningsreferens inom området 2 V till VDD, vilket har extremt hög linjäritet (full temperatur INL < ±0,4 LSB), vilket säkerställer ingen avvikelse i vinkelstyrning. Det är nästan oberoende av referensspänningen, inklusive förskjutningsfel och förstärkningsfel. Temperaturdriften av förstärkningsfelet bestäms nästan helt av den externa referensens temperaturdrift. CM7502 använder en unik teknik för kompensering av referenskällströmmen för att säkerställa konsekvens i strömmen som DAC:en drar från referenskällan vid full kodutgång, vilket säkerställer att den utmärkta linjäritetsprestanda hos DAC:en inte komprometteras på grund av den interna resistansen i referenskällens utgång.

Dessutom har CM7502 en unik design som specifikt grupperar motståndsnätverket. Den huvudsakliga bärflippen (0x7fff0x8000) har en burrpuls på <0,5 nV·s, vilket är en tiopotens mindre än jämförbara DAC-produkter av samma typ, vilket säkerställer smidig motorstyrning.

CM7502 är utrustad med ett matchat motståndsnätverk, som tillsammans med en extern operationsförstärkare (CM4101) enkelt kan uppnå en förstärkning av 1:2 på utgångsomfånget; möjliggör bipolar ±VREF-spänning. CM4101 är en förstärkare byggd på en inhemsk bipolär process, som har utmärkt 1/f-brus och extremt lågt brettbandsbrus; CM4101 har högre bandbredd och slew rate, och i kombination med CM7502 kan den uppnå extremt snabb inställningstid för utsignalen (som visas i figur 1).

Vi tillhandahåller en rad högprestande referenskällor som kan användas tillsammans med ADC/DAC: CM5102 är en bandgapsreferenskälla med 2,5 V/3 V utgång och en maximal temperatridrift på 5 ppm/℃ (-55 ℃~125 ℃); CM5405 är en zenerreferenskälla med 5 V utgång och en maximal temperatridrift på 2 ppm/℃ (-55 ℃~125 ℃).