Цифроаналоговый преобразователь

 

ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВА1 БЛЬ , содержащий блок регулирования , выход которого подключен к пер вому выводу нагрузки, источник опор ного напряжения, выход которого под ключен к первому входу первого блока срсшнения, 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, вто рой блок сравнения, блок датчика ско рости изменения тока, вход которого подключен к выходу токозадающего бло ка, первый выход - к второму выводу нагрузки, второй выход - к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход - к выхол ,блока задания скорости изменения тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом преобразователя , а второй вход -. подклю чен к первому выходу блока управления , второй выход которого подключен к второму входу коммутатора, а вхор к выходу первого блока сравнения и. к третьему входу коммутатора, выход которого подключен к входу блока регулирования.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 03 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3550991/18-21 (22) 08.02.83 (46) 300584, Бюл. 9 20 (72) В.М, Власенко, В .П. Деркач и Э.П,Райчев (71) Ордена Ленина институт кибернетики им, В,М.Глушкова (53) 681.325 (088,8) (56) 1, Багацкий B,A., Макаров Г.Т, Об одном варианте цифроаналогового преобразователя для отклонения электронного луча, В сб. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, Киев, AH УССР, вып, 2, 1968 °

2, Деркач В.П,, Макаров Г.И., Власенко B,N, Куделко О,М, Принципы построения цифроаналоговых . преобразователей для электронно-литографических установок и методы их технической реализации, — В сб. Методы миниатюризации и автоматизации производст- ва компонентов ЭВМ. Киев, AH УССР, 1975. (54) (57) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блок регулирования, выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напряжения, выход которого под„„SU„„. 1095388 А 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 возможностей, 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 Я коммутатора, второй вход — к выход" . блока задания скорости изменения тока, фф первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом пре- С образователя, а второй вход —, подклю- чен к первому выходу блока управле- а ни я, в торой выход которого нодключ е н к второму входу коммутатора, а axop— к выходу первого блока сравнения и . к третьему входу коммутатора, выход (,,) которого подключен к входу блока ре-" гулирования. (.Л

1095388 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, вы ход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход — к выходу блока задания скорости изменения тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом преобраэователя, а второй вход подключен 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 структурная схема цифроаналогового преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, пОясняющие его работу.

Преобразователь содержит нагрузку 1, токозадающий. блок 2, вход которого соединен. с первым цифровым управляющим входом 3 преобразователя . блок 4 регулирования, выход которого соединен с первым выводом нагрузки

1, источник 5 опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу первого блока 6 сравнения, второй вход которого подключен к выходу токозадающего блока 2, блок 7 датчика скорости изменения тока, блок 8 задания скорости изменения тока, первый вход которого соединен с вторым цифровым управляющим входом 9 преобразователя, второй блок 10 сравнения, коммутатор 11, блок 12 управления, При этом вход блока 7 датчика скорости изменения тока подключен к выходу токозадающего блока 2, первый выход - к второму выводу нагрузки 1» второй выход - к первому входу второго блока 10 сравнения, выход которого подключен к первому входу коммутатора 11, второй вход - к выходу бло ка 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 к третьему входу коммутатора 11, выход которого подключен к входу блока 4 регулирования.

При этом временные диаграммы (фиг.

2} .показывают: 13 - изменение кода на первом цифровом управляющем входе 3 преобразоэателя1 14 - напряжение на выходе токозадающего блока 2; 15напряжение на выходе первого блока б сравнения; 16 — напряжение на втором выходе блока 12 управления; 17 — напряжение на первом выходе блока 12

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам, преобраэуюким цифровые сигналы в аналоговые, и может быть использовано в устройствах связи ЭВИ с объектами управления, а именно электронно- 5 литографическими установками, прибо« рами, имеющими ЭЛТ с электромагнитным отклонением, дисплеями, видеотерминалами и т.п.

Йэвестны преобраэователи цифрово- g го кода в эквивалентную аналоговую величину - ток, построенные по принципу суммирования аналоговых величин с учетом веса разрядов кода и содержащие управляемые цифровыми сигналами ключевые схемы, которые осуществляют коммутацию взвешенных токов в суммирующее устройство 11).

Однако указанные преобразователи не обеспечивают линейное изменение выходного тока при изменении преобразуемого кода.

Наиболее близким к изобретению техническим решением яэляется цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок регулирования, выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу токоэадающего блока, вход .которого соединен с первым цифровым управляющим входа преобразователя (21.

Однако в данном преобразователе выходной ток после изменения управ- 35 ляющего кода меняется не по линейному закону и содержит выбросы. Вызвано это влиянием параметров нагрузки и элементов преобразователя. Кроме того, схема преобразователя не паэво- 40 ляет регулировать длительность времени установления тока, В результате, процесс установления тока не может быть использован для осуществления непрерывного управления. Поэтому известный нреобраэователь может осуществлять управление объектами только во время установивщerося значения выходного тока. Это ограничивает функциональные возможности преобразователя и соответственно снижает эффективность 5 упрауления объектами, Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей преобраэовател я

55 ,Поставленная цель достигается тем, 5 что в цифроаналоговый. преобразователь, содержащий блок регулировани я, выход которого подключен к первому выводу нагрузки, источник опорного напряжения, выход которого подключен Я) к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу токоэадающего блока, вход которого соединен с первым цифровым управляющим входом преобразователя, 1095388

35 управления; 18 — изменение тока в нагрузке 1.

Преобразователь работает следующим образом, В установившемся состоянии ток через нагрузку равен заданному токоза» 5 дающйм блоком 2, а напряжение на выходе этого блока подцерживается равным опорному, выработанному источником 5 опорного напряжения благодаря замкнутой системе автоматического ре- )O гулирования этого напряжения, в которуго входят блоки 6, 4 и 7, источник

5 опорного напряжения и коммутатор 11.

Коммутатор 11 в этом режиме пропускает только сигнал от первого блока 6 сравнения, Такой режим его работы обеспечивается блоком 12 управления, который при малом сигнале рассогласования напряжения на выходе токозадающего блока 2 и опорного напряжения, - выработанного источником 5 опорного 2() напряжения, формирует сигнал, под воздействием которого коммутатор 11 пропускает только сигнал от первого блока 6 сравнения, На временной диаграмме работы преобразователя (фиг.2) 2э установившемуся состоянию соответствуют участки A.

До начала работы в блоке 8 кодом, поданным на второй цифровой управляющий вход 9, устанавливавт опорный 30 сигнал скорости изменения тока в нагрузке 1. При работе преобразователя этот код не изменяется до задания новой скорости изменения тока в нагрузке, Работа преобразователя заключается в том, что после каждого измененИя кода, управляющего токоэадающим блоком 2 по первому цифровому управляющему входу 3, изменяется ток в на- 4О 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- о де токоэадающего блока 2 (при увеличении тока онс уменьшается, при уменьшении — увеличивается), Реагируя на данную ситуацию, блок 6 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, уменьшается 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 на второй вход блока 8 в качестве знакового разряда кода управления блоком

8 задания скорости изменения тока череэ нагрузку 1. Когда ток через нагрузку 1 находится в установившемся состоянии коммутатор 11 прОпускает сигнал с выхода блока 6 сравнения. Korда 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 тока в 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 ll блок 4, нагрузка 1, Ток в нагрузке линейно изменяется пока не достигнет уровня, заданного токозадающим блоком 2, Как только эти токи сравняются, напряжения на выходе токоэадающего блока 2 и источника 5 опорного напряжения также сравняются и блок б сформирует сигнал равенства входных напряжений (малый уровень сигнала, близкий к нулевому значению), а блок.12 выдаст на коммутатор ll сигнал, под воздействием которого он станет пропускать сигнал 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 токозадающего блока 2, должен быть таким> чтобы это переключение происходило после достижения в нагрузке заданной величины тока с заданной точностью

1095388

Составитель В. Першиков

Редактор М.Келемеш Техред И.Метелева Корректор Н.Лазарева

Заказ 3621/41 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ПНП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. (например, 1 О, 5, единицы младшего разр яда пр еобр азов ани я) .

Знаки выходных сигналов блоков 6 и 10 (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 изоб-)p 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 изменения выходного тока и повыаается производительность установок электронной литографии.