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        數模轉換器如何幫助激光打標系統提高精度

        [ 產品新聞 ] 模擬 2020-03-03 17:18:56

        作者:Gavin Bakshi

        即使銷售了成百上千甚至上百萬個產品,許多公司也會在他們售出的每一個產品上單獨刻印自己的商標商標的打標和商標的蝕刻是由激光打標機來完成的,這個過程需要非常高的精度。隨著技術的進步,為了進行更精細的打標這些系統的設計者面臨著使激光打標機更加精確的壓力。

        使用高強度、低功率激光激光打標機(圖1在手機手工工具印刷電路板(PCB)等任何東西上蝕刻出非常精確的設計。為了達到所需的輸出,需要借助一個精確的數模轉換器(DAC)非常小心地引導激光器。

        1:激光切割機

        那么DAC是如何控制激光的呢?DAC負責提供非常精確的輸出電壓,該電壓將被用作電機的模擬輸入。DAC的每個特定模擬輸入代碼都與特定的電機位置有關。此電機負責移動鏡子該鏡子可在xyz平面上重新放置,以引導和反射激光,并將其確定在終端設備上,以改變終端設備材料表面并蝕刻商標、文本或條形碼。參見圖2

        圖2:TIDAC11001A為模擬電機控制環路提供輸出

        隨著需要蝕刻的產品越來越小PCB和一些消費品,激光打標系統的精度必須提高。TIDAC11001ADAC91001分別具有2018位分辨率。分辨率作為一項重要參數,會轉換為DAC輸出可用的電壓階躍數量。例如,18分辨率有262,144個唯一代碼(見表1),允許從多個電機位置控制激光。20位DAC具有1,048,576個唯一代碼,提供了更細的粒度和更高的精度。

        表1:DAC分辨率轉換為代碼數的計算(1620位)

        利用20位?DAC性能的激光打標系統還有哪些優勢?如果電機的全轉等于1弧度,你需要什么樣的步長?相較于約1弧度的滿量程范圍,現有系統的分辨率為10微弧度。在理想情況下,這等同于18的分辨率,但由于存在系統級的非線性,許多設計人員希望達到20位的分辨率。此時,DAC11001A可以通過提供將近四倍數量的輸出代碼,并通過擴展對電機進行更精細的控制。

        另一個需要考慮的問題是電機振動。激光打標系統中的任何故障都會對最終蝕刻產生不利影響。由于控制環路具有多級傳遞函數,此類系統對電機殘余振動非常敏感。從選擇低振動電機到使用復雜控制系統邏輯,設計人員使用各種復雜的技術以優化性能造成電機振動的一個關鍵因素DAC由于輸入代碼到代碼變化而產生的尖峰脈沖DAC11001ADAC91001具有非常低的1nV-s代碼到代碼、與代碼無關的尖峰脈沖輸出。這是通過集成跟蹤保持電路實現的,該電路將DAC的輸出與內部梯形電阻網絡固有代碼變化引起的尖峰脈沖隔離。

        正如我們所見,激光打標機必須處理許多變量以獲得更高精度DAC在解決這一問題中起著關鍵的作用,可以使設計人員的工作更加容易。具有更高的分辨率的創新解決方案可以提高精度獲得更好的防錯性在激光打標系統設計中非常重要。

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