SU1095388A1 - Цифроаналоговый преобразователь - Google Patents

Abstract

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВА1 БЛЬ , содержащий блок регулировани , выход которого подключен к пер вому выводу нагрузки, источник опор ного напр жени , выход которого под ключен к первому входу первого блока срсшнени , второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока, вход которого соединен с первым цифровым управл ющим входом преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностейj в него введены коммутатор,блок управлени , блок задани  скорости изменени  тока, вто рой блок сравнени , блок датчика ско рости изменени  тока, вход которого подключен к выходу токозадающего бло ка, первый выход - к второму выводу нагрузки, второй выход - к первому входу второго блока сравнени , выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход - к выхол ,блока задани  скорости изменени  тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управл ющим входом преобразовател , а второй вход -. подклю чен к первому выходу блока управлени , второй выход которого подключен к второму входу коммутатора, а вхор к выходу первого блока сравнени  и. к третьему входу коммутатора, выход которого подключен к входу блока ре- гулировани .

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, а именно к устройст вам, преобразуюилм цифровые сигналы в аналоговые, и может быть использовано в устройствах св зи ЭВМ с объек тами управлени , а именно электронно литографическими установками, приборами , имеющими ЭЛТ с электромагнитным отклонением, диспле ми, видеотер миналами и т.п. Известны преобразователи ций овоto кода в эквивалентную аналоговую величину - ток, построенные по хщинципу суммировани  аналоговых величин с учетом веса разр дов кода и содержащие управл емые цифpoвы м сигналами ключевые схемы, KOTOjsae ocyujecTвл ют коммутацию взвешенных токов в суммирующее устройство Cl. Однако указанные преобразователи не обеспечивают линейное изменение выходного тока при изменении преобразуемого кода. Наиболее близким к изобретению те ническим ранением  вл етс  1шфроаналоговый преобразователь, сод жащий блок регулировани ,  лход кото рого подключен к первому выводу нагрузки , источник опорного напр жени  выход которого подключен к первому входу первого блока сравнени , второ вход которого подклю.чен к выходу токозадиощего блока, вход которого сое динен с первым цифровым управл ющим входим преобразовател  2, Однако в данном преобразователе выходной ток после изменени  управл ющего кода мен етс  не по линейном закону и содержит выбросы. Вызвано это вли нием параметров нагрузки и элементов преобразовател . Кроме того , «схема преобразовател  не позволлет регулировать длительность време ни установлени  тока, В результате, процесс установлени  тока не может быть использован дл  осуществлени  н прерьшного управлени .Поэтому известный преобразователь может осуществл ть управление обьектами только во врем  установившегос  значени  выход ного тока. Это ограничивает функциональные возможности преобразовател . и соответственно снижает эффективность упр лени  объектами, Цель изобретени  - раслиирение фун циональных возможностей преобразовател  , . Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифроансшоговый. преобразователь , содержащий блок регулировани , выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напр жени , выход которого подключен к первому входу первого блока сравне ни , второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока, вход которого соединен с первым цифровым управл ющим входом преобразовател , введены коммутатор, блок управлени , блок задани  скорости изменени  тока, второй блок сравнени , блок датчика скорости изменени  тока, вход которого подключен к выходу токозадающего блока, первый выход - к второму выводу нагрузки, второй выход - к первому входу второго блока сравнени , которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход - к выходу блока задани  скорости изменени  тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управл юаим входом преобразовател , а второй вход подключен к первому выходу блока yn-.i равлеаи , второй выход которого подключен к второму входу коммутатора, а вход - к выходу первого блока сравнени  и к третьему входу коммутатора, выход которого подключен к входу блока регулировани . На фиг. 1 приведена структурна  схема ци4 роаналогового ; преобразовател  на фиг, 2 - временные диаграмг мы, по сн ющие его работу. Преобразователь содержит нагрузку 1, тсжозадающий блок 2, вход которого соединен с первым цифровым управл ющим входом 3 преобразовател  |. блок 4 регулировани , выход которого соединен с первым выводом нагруэки 1, источник 5 опорного напр жени , выход которого подключен к первому входу первого блока б сравнени , второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока 2, блок 7 датчика скорости изменени  тока, блок 8 задани  скорости изменени  тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управл ющим входом 9 пре- . образовател , второй блок 10 сравнени , ком1к татор 11, блок 12 управлени . При этом вход блока 7 датчика скорости изменени  тока подключен к выходу токозадающего блока 2, первый выход - к второму выводу нагрузки 1 второй выход - к первому входу блока 10 сравнени , выход которого подключен к первому входу коммутатора 11, второй вход - к выходу бло- ка 8 задани  скорости изменени  тока, второй Bxorf которого подключен к первому выходу блока 12 управлени , второй выход которого подключен к второму входу коммутатора И, вход - к выходу первого блока б сравнени  и к третьему входу коммутатора 11, выход которого подключен к входу блока 4 регулировани . При этом временные диаграммы (фиг, 2) показывают: 13 - изменение кода на первом цифровом управл ющем входе 3 преобразовател ; 14 - напр жение на выходе токозадающего блока 2; 15 напр жение на выходе.первого блока 6 сравнени ; 1б - напр жение на втором выходе блока 12 управлени ; 17 - напр жение на первом выходе блока 12 управлени ; 18 - изменение тока в нагрузке 1. Преобразователь работает следующим образом, В установившемс  состо нии ток через нагрузку равен заданному токоэадающим блоком 2, а напр жение на выходе этого блока поддерживаетс  равным опорному, выработанному источником 5 опорного напр жени  благодар  замкнуто системе автоматического регулировани  этого напр жени , в которую вход т блоки 6, 4 и 7, источник 5 опорного напр жени  и коммутатор 11 КонФ утатор Ив этом режиме пропускает только сигнал от первого блока б сравнени , Такой режим его работы обеспечиваетс  блоком 12 управлени , который при малом сигнале рассогласовани  напр жени  на выходе токозадаю1цего блока 2 и опорного напр жени , выработанного источником 5 опорного напр жени , формирует сигнал, под воздействием которого коммутатор 11 пропускает только сигнал от первого блока 6 сравнени . На временной диаграмме работы преобразовател  (фиг.2) установившемус  состо нию соответству ют участки А. До начала работы в блоке 8 кодом, поданным на второй цифровой управл ющий вход 9, устанавливают опорный сигнал скорости изменени  тока в нагрузке 1, При работе преобразовател  этот код не измен етс  до задани  новой скорости изменени  тока в нагрузке , Работа преобразовател  заключаетс  в том, что после каждого изменени кода, управл ющего токозадающим блоком 2 по первому цифровому управл ющему входу 3, измен етс  ток в нагрузке от бывшего до заданного значе ни  с посто нной, заданной блоком 8 скоростью. Происходит это .следующим образом, В результате изменени  кода на первом цифровом управл ющем входе 3 происходит изменение выходного тока блока 2. Поскольку ток через нагрузку 1 не может мгновенно достиг )нуть заданного значени , то это приводит к изменению напр жени  на де токозадающего блока 2 (при увеличении тока онс уменьшаетс , при умен шении - увеличиваетс ). Реагиру  на данную ситуацию, блок б вырабатывает сигнал рассогласовани  между опорным напр жением, поступающим с источника 5 опорного напр жени , и напр жением на выходе токозадающего блока 2 (бол шой положительный или отрицательный уровень в зависимости от того, умень шаетс  или увеличиваетс  ток через нагрузку). С блока 6 сигнал поступает на блок 12 управлени , где вырабатываютс  два управл ющих сигнала. Сигнал второго выхода блока 12  вл етс  сигналом переходного процесса и пост пает на второй вход коммутатора 11, сигнал первого, выхода блока 12 - сигналом знака рассогласовани  напр жений на входах блока 6 и поступает на второй вход блока 8 в качестве знакового разр да кода управлени  блоком 8 задани  скорости изменени  тока через нагрузку 1. Когда ток через нагрузку 1 находитс  в установившемс  состо нии , коммутатор 11 пропускает сигнал с выхода блока 6 сравнени . Когда начинаетс  изменение тока в нагрузке 1, блок 12 вырабатывает сигнал переходного процесса, под воздействием которого коммутатор 11 начинает пропускать сигнал с выхода блока 10 сравнени , С момента начала изменени  тока в нагрузке 1 на втором выходе блока 7вырабатываетс  сигнал.пропорциональный скорости начавшегос  изменени  тока . Поскольку знак сигнала на втором выходе блока 7 измен етс  в зависимости от того, идет возрастание или убывание тока, то дл  нормальной работы блока 10 сравнени  необходимо Измен ть также знак опорного сигнала блока 8. Выполн ет эту функцию сигнал на втором входе блока 8, поступающий от блока 12, Сигнал рассогласовани  между сигналом на втором выходе блока 7 и сигналом с выхода блока 8, выработанный блоком 10 сравнени , поступает на первый вход KONwyTaTopa 11 и далее на вход блока 4, поскольку такой ход ему предписан сигналом с второго вы-, хода блока 12, Так на врем  переходного процесса создаетс  замкнута  система автоматического регулировани  скорости изменени  тока через нагрузку , в состав которой вход т блоки 10, 8и 7, коммутатор 11, блок 4, нагрузка 1, Ток в нагрузке линейно измен етс  пока не достигнет уровн , за- данного токозадающим блоком 2, Как только эти токи сравн ютс ,напр жени  на выходе токозадающего блока 2 и источника 5 опорного напр жени  также сравн ютс  и блок б сформирует сигнал равенства входных напр жений (малый уровень сигнала, близкий к нулевому значению), а блок.12 выдаст на коммутатор 11 сигнал, под воздействием которого он станет пропускать сигнал от блока 6, Преобразователь переходит в режим установившегос  состо ни  и в нем находитс  до очередного изменени  кода на первом цифровом управл ющем входе 3. Переходному процессу соответствуют участки Б диаграммы на фиг . 2, Уровень малого сигнала, при котором происходит переключение на регулирование напр жени  на выходе токозадающего блока 2, должен быть таким, чтобы это переключение происходило после достижени  в нагрузке заданной величины тока с заданной точностью

(например,t 0,5. единицы младшего разр да преобразовани ).

Знаки выходных сигналов блоков б и 10 (инверси  или не инверси ) при технической реалиэахдаи предлагаемых устройств выбираютс  из услови  устойчивости замкнутых систем автоматического регулировани  напр жени  на выходе блока 2 и скорости изменени  тока в нагрузке 1.

Технико-экономический эффект изобретени  состоит в том, что данный

преобразователь позвол ет регулировать длительность времени установлени  тока в нагрузке. Его использование в системах управлени  электроннолитографическими установками позвол ет устран ть технологические дефекты, св занные с неравномерной и паразитной засветкой резиста. Кроме того, обеспечиваетс  линейность изменени  выходного тока и повышаетс  производительность установок электронной литографии .

n

Claims (1)

1. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блок регулирования, выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напряжения, выход которого под- ключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока, вход которого соединен с первым цифровым управляющим входом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностейj в него введены коммутатор,·блок управления, блок задания скорости изменения тока, второй блок сравнения, блок датчика скорости изменения тока, вход которого подключен к выходу токозадающего блока, первый выход - к второму выводу нагрузки, второй выход - к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход - к выход” .блока задания скорости измёнения тока , первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом преобразователя, а второй вход - подключен к первому выходу блока управления, 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.

   >