Цифроаналоговый преобразователь

(54)(57) ЦИФРОАНАЛО ВАТЕЛЬ, содержащий иия, выход которого вому выводу нагрузк ного напряжения, вы ОВЫЙ ПРЕОБРАЗО- лок регулироваподключен к пер"источник опород которого подОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт кибернетики им, В,М.Глушкова(56) 1, Багацкий В,А Макаров Г.Т. Об одном варианте цифроаналогового преобразователя для отклонения элект ронного луча В сб. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, Киев, АН УССР, вып, 2, 19682, Деркач В,П Макаров Г,И Власенко В,М Куделко О,М, Принципы построения цифроаналоговых . преобразователей для электронно-литографичес ких установок и методы их технической реализации, - В сб. Методы миниатюризации и автоматизации производст ва компонентов ЭВМ. Киев, АН УССР, 1975. ключен к первому входу первого блокасравнения, второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока,вход которого соединен с первым цифровым управляющим входом преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введеныкоммутатор, блок управления, блокзадания скорости изменения тока, второй блок сравнения, блок датчика скорости изменения тока, вход которогоподключен к выходу токозадающего блока, первый выход - к второму выводунагрузки, второй выход - к первомувходу второго блока сравнения, выходкоторого подключен к первому входукоммутатора, второй вход - к выход.блока задания скорости изменения тока,первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом преобразователя, а второй вход в , подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого нодключенк второму входу коммутатора, а вхоцк выходу первого блока сравнения и .к третьему входу коммутатора, выходкоторого подключен к входу блока ре-гулирования.Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам, преобразующим цифровые сигналыв аналоговые, и может быть использовано в устройствах связи ЭВИ с объектами управления, а именно электроннолитографическими установками, приборами, имеющими ЭЛТ с электромагнитным отклонением, дисплеями, видеотерминалами и т.п.Йэвестны преобраэователи цифрово"го кода в эквивалентную аналоговуювеличину - ток, построенные по принципу суммирования аналоговых величинс учетом веса разрядов кода и содержащие управляемые цифровыми сигналами ключевые схемы, которые осуществляют коммутацию взвешенныхф токов в суммирующее устройство 11).Однако указанные преобразователине обеспечивают линейное изменениевыходного тока при изменении преобразуемого кода.Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок регулирования, выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напряжения,выход которого подключен к первомувходу первого блока сравнения, второйвход которого подключен к выходу токоэадающего блока, вход .которого соединен с первым цифровым управляющимвходм преобразователя 21.Однако в данном преобразователевыходной ток после изменения управляющего кода меняется не по линейномузакону и содержит выбросы, Вызваноэто влиянием параметров нагрузки иэлементов преобразователя. Кроме того, схема преобразователя не пазволяет регулировать длительность времени установления тока, В результате,процесс установления тока не можетбыть использован для осуществления непрерывного управления. Поэтому известный нреобраэователь может осуществлять управление объектами только вовремя у"тановившегося значения выходного тока. Это ограничивает Функциональные возможности преобразователя.и соответственно снижает эффективность 5упруления объектами,Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей преобраэователя,Поставленная цель достигается тем, 55что в цифроаналоговый . преобразователь, содержащий блок регулирования,выход которого подключен к первомувыводу нагрузки, источник опорногонапряжения, выход которого подключен 60к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключенк выходу токоэадающего блока, входкоторого соединен с первым цифровымуправляющим входом преобразователя,введены коммутатор, блок управления,блок задания скорости изменения тока,второй блок сравнения, блок датчикаскорости изменения тока, вход которого подключен к выходу токозадающегоблока, первый выход - к второму выводу нагрузки, второй выход - к первому входу второго блока сравнения, вы.ход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход - к выходу блока задания скорости изменениятока, первый вход которого соединенс вторым цифровым управляющим входомпреобраэователя, а второй входподключен к первому выходу блока уп".равления, второй выход которого подключен к второму входу коммутатора,а вход - к выходу первого блока сравнения и к третьему входу:коммутатора,выход которого подключен к входу блока регулирования.На Фиг. 1 приведена структурнаясхема цифроаналогового преобразователя; на Фиг. 2 - временные диаграм-.мы, пОясняющие его работу,Преобразователь содержит нагруз-ку 1, токозадающий. блок 2, вход которого соединен, с первым цифровымуправляющим входом 3 преобразователя,блок 4 регулирования, выход которогосоединен с первым выводом нагрузки1, источник 5 опорного напряжения,выход которого подключен к первомувходу первого блока 6 сравнения, второй вход которого подключен к выходутокозадающего блока 2, блок 7 датчика скорости изменения тока, блок 8задания скорости изменения тока, первый вход которого соединен с вторымцифровым управляющим входом 9 преобразователя, второй блок 10 сравнения, коммутатор 11, блок 12 управления, При этом вход блока 7 датчикаскорости изменения тока подключен квыходу токозадающего блока 2, первыйвыход - к второму выводу нагрузки 1второй выход - к первому входу второго блока 10 сравнения, выход которого подключен к первому входу коммутатора 11, второй вход " к выходу блофка 8 задания скорости изменения тока,второй вход которого подключен к первому выходу блока 12 управления, второй выход которого подключен к второму входу коммутатора 11, вход .- к выходу первого блока б сравнения и ктретьему входу коммутатора 11, выходкоторого подключен к входу блока 4 регулирования.При этом временные диаграммы (фиг.2) .показывают: 13 - изменение кода напервом цифровом управляющем входе 3преобразователя 1 14 - напряжение навыходе токозадающего блока 2; 15 напряжение на выходе первого блока бсравнения; 16 - напряжение на второмвыходе блока 12 управления; 17 - напряжение на первом выходе блока 121095388 управления; 18 - изменение тока в нагрузке 1.Преобразователь работает следующимобразом,В установившемся состоянии ток через нагрузку равен заданному токоза 5дающим блоком 2, а напряжение на выходе этого блока подцерживается равным опорному, выработанному источником 5 опорного напряжения благодарязамкнутой системе автоматического ре- огулирования этого напряжения, в которую входят блоки 6, 4 и 7, источник5 опорного напряжения и коммутатор 11,Коммутатор 11 в этом режиме пропускает только сигнал от первого блока бсравнения, Такой режим его работыобеспечивается блоком 12 управления,который при малом сигнале рассогласования напряжения на выходе токозадающего блока 2 и опорного напряжения, -выработанного источником 5 опорного 2 Онапряжения, формирует сигнал, подвоздействием которого коммутатор 11пропускает только сигнал от первогоблока б сравнения, На временной диаграмме работы преобразователя (фиг.2) 25установившемуся состоянию соответствуют участки А,До начала работы в блоке 8 кодом,поданным на второй цифровой управляющий вход 9, устанавливавт опорный 30сигнал скорости изменения тока в нагрузке 1, При работе преобразователяэтот код не изменяется до заданияновой скорости изменения тока в нагрузке, 35 Работа преобразователя заключается в том, что после каждого измененИя кода, управляющего токоэадающим блоком 2 по первому цифровому управляющему входу 3, изменяется ток в на О грузке от бывшего до заданного значения с постоянной, заданной блоком 8 скоростью, Происходит это . следующим образом. В результате изменения кода на первом цифровом управляющем входе 3 происходит изменение выходного тока блока 2, Поскольку ток через нагрузку 1 не может мгновенно достиг" )нуть заданного значения, то это приводит к изменению напряжения на выхо де токоэадающего блока 2 (при увеличении тока онс уменьшается, при уменьшении - увеличивается), Реагируя на данную ситуацию, блок б вырабатывает сигнал рассогласования между опорным напряжением, поступающим с источника 5 опорного напряжения, и напряжением на выходе токоэадающего блока 2 (большой положительный или отрицательный уровень в зависимости от того, умень" шается или увеличивается ток через 60 нагрузку). С блока б сигнал поступает на блок 12 управления, где вырабатываются два управляющих сигнала, Сигнал второго выхода блока 12 является сигналом переходного процесса и посту Я пает на второй вход коммутатора 11,сигнал первого выхода блока 12 - сигналом знака рассогласования напряжений на входах блока б и поступает навторой вход блока 8 в качестве знакового разряда кода управления блоком8 задания скорости изменения тока череэ нагрузку 1, Когда ток через нагрузку 1 находится в установившемся состояниикоммутатор 11 прОпускает сигнал с выхода блока 6 сравнения. Когда начинается изменение тока в нагрузке 1, блок 12 вырабатывает сигнал пе -реходного процесса, под воздействием которого коммутатор 11 начинает пропускать сигнал с выхода блока 10 сравнения. С момента начала изменения токав нагрузке 1 на втором выходе блока 7 вырабатывается сигнал,пропорциональный скорости начавшегося изменения тока. Поскольку знак сигнала на втором выходе блока 7 изменяется в зависимости от того, идет возрастание или убывание тока, то для нормальной работы блока 10 сравнения необходимо изменять также знак опорного сигнала блока 8. Выполняет эту функцию сигнал на втором входе блока 8, поступающий от блока 12.Сигнал рассогласования между сигналом на втором выходе блока 7 и сигналом с выхода блока 8, выработанный блоком 10 сравнения, поступает на первый вход коммутатора 11 и далее на вход блока 4, поскольку такой ход ему предписан сигналом с второго вы-,. хода блока 12, Так на время переходного процесса создается эамкнутая система автоматического регулирования скорости изменения тока через нагрузку, в состав которой входят блоки 10,8 и 7, коммутатор 11, блок 4, нагрузка 1, Ток в нагрузке линейно изменяется пока не достигнет уровня, заданного токозадающим блоком 2, Кактолько эти токи сравняются, напряжения на выходе токоэадавщего блока 2и источника 5 опорного напряжениятакже сравняются и блок б сформируетсигнал равенства входных напряжений(малый уровень сигнала, близкий кнулевому значению), а блок.12 выдастна коммутатор 11 сигнал, под воздействием которого он станет пропускать сцгнал от блока б, Преобразователь переходит в режим установившегося состояния и в нем находится до очередного изменения кода на первом цифровом управляющем входе 3, Переходному процессу соответствуют участки Б диаграммы на фиг; 2,Уровень малого сигнала, при котором происходит переключение на регулирование напряжения на выходе токо- задающего блока 2, должен быть таким чтобы это переключение происходило после достижения в нагрузке заданной величины тока с заданной точностью1095388 Составитель В, Першиковедактор М.Келемеш Техред И.Метелева Корректор Н.Лазарев Подписиомитета СССРоткрытийушская наб д. аказ 3621/41 Тираж 86 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, 4/ тент, г. Ужгород, ул. Проектная,филиал ПНП например, 1 0,5,единицы младшего разряда преобразования).Знаки выходных сигналов блоков б и 10 (1 инверсия илн не инверсия) при технической реализации предлагаемых устройств выбираются иэ 5 условия устойчивости замкнутых систем автоматического регулирования напряжения на выходе блока 2 и скорости изменения тока в .нагрузке 1.Технико-экономический эфФект изобО ретения состоит в том, что данный преобразователь позволяет регулировать длительность времени установления тока в нагрузке. Его использование в системах управления электроннолитографическими установками позволяет устранять технологические дефекты,связанные с неравномерной и паразитной засветкой реэиста, Кроме того,обеспечивается линейность изменениявыходного тока и повыаается производительность установок электронной литографии.