Цифроаналоговий перетворювач

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 3(51) Н 0 3 К 1 3 / 0 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) (22) 3550991/18-21 08,02.83 * -' (46) 30.05 , 8 4 . Бюл. № 20 (72) В.м.Власенко, В.П.Деркач и Э.П.Райчев (71) Орде,на Ленина институт кибернетики им. В.М.Глушкова (53) 681,325(088.8) (56) 1, БагацкиЙ В.А,, Макаров Г.Т. Об одном варианте цифроаналогового преобразователя для отклонения электронного л у ч а . В с б . Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Киев, АН УССР, вып. 2, 1968. 2, Деркач В . П . , Макаров Г . И . , Власенко В.М,, Куделко О,М. Принципы построения цифроаналоговых преобразователей для электронно-литографических установок и методы их технической реализации,—В с б . Методы миниатюризации и автоматизации производст-* ва компонентов ЭВМ. Киев, АН УССР, 1975. (54)(57) ЦЙФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий блок регулирования , выход которого подключен к п е р вому выводу нагрузки, ИСТОЧНИК опорного напряжения, выход которого под ГП¥К ключен к первому входу первого блока сравнения, 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 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 изменения 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 ре-"' гулирования. О"! 00 00 оо 1 1095388 Изобретение относится к вычисливведены коммутатор, блок управления, тельной технике, а именно к устройстблок задания скорости изменения тока,вам, преобразуюилм Цифровые сигналы второй блок сравнения, блок датчика в аналоговые, и может быть использоскорости изменения тока, вход которовано в устройствах связи ЭВМ с объекго подключен к выходу токозадающего тами управления, а именно электронно- 5 блока, первый выход - к второму выволитографическими установками, прибоду нагрузки, второй выход - к перворами, имеющими ЭЛТ с электромагнитму входу второго блока сравнения, выным отклонением, дисплеями, видеотерход которого подключен к первому вхоминалами и т.п. ду коммутатора, второй вход - к выхоИзвестны преобразователи цифрово- \Q ду блока задания скорости изменения тока, первый вход которого соединен го кода в эквивалентную аналоговую с вторым цифровым управляющим входом величину - ток, построенные по принпреобразователя, а второй вход ципу суммирования аналоговых величин • Подключен к первому выходу блока yn-j с учетом веса разрядов кода и содержащие управляемые цифровыми сигнала- \$ равления, второй выход которого подключен к второму входу коммутатора, ми ключевые схемы, которые осущеста вход - к выходу первого блока сраввляют коммутацию взвешенных' тонения и к третьему входу коммутатора, ков в суммирующее устройство [ 1 ] . выход которого подключен к входу блоОднако указанные преобразователи ка регулирования. не обеспечивают линейное изменение 20 выходного тока при изменении преобНа фиг. 1 приведена структурная разуемого кода. схема цифроаналогового преобразоваНаиболее близким к изобретению тех- теля; на фиг\ 2 - временные диаграмническим решением является цифромы, поясняющие его работу. аналоговый преобразователь, содержа- .,,Преобразователь содержит нагрузщий блек регулирования, выход котоку 1, токозадающий блок 2, вход корого подключен к первому выводу наторого соединен с первым цифровым грузки, источник опорного напряжения, управляющим входом 3 преобразователя^ выход которого подключен к первому блок 4 регулирования, выход которого входу первого блока сравнения, второй соединен с первым выводом нагрузки вход которого подключен к выходу т о - 30 1, источник 5 опорного напряжения, коэадающего блока, вход которого соевыход которого подключен к первому динен с первым цифровым управляющим входу первого блока б сравнения, втовход^г. преобразователя [2.1. рой вход которого подключен к выходу токозадающего блока 2, блок 7 датчиОднако в данном преобразователе выходной ток после изменения управ35 ка скорости изменения тока, блок 8 задания скорости изменения тока, перляющего кода меняется не по линейному вый вход которого соединен с вторым закону и содержит выбросы. Вызвано цифровым управляющим входом 9 преэто влиянием параметров нагрузки и образователя, второй блок 10 сравнеэлементов преобразователя. Кроме того, -схема преобразователя не позво- до ния, коммутатор 11, блок 12 управления. При этом вход блока 7 датчика лчет регулировать длительность времескорости изменения тока подключен к ни установления тока, В результате, выходу токозадающего блока 2, первый процесс установления тока не может быть использован для осуществления не- выход - к второму выводу нагрузки 1, прерывного управления .Поэтому извест- »с второй выход - к первому входу второный преобразователь может осущесгв- °^ го блока 10 сравнения, выход которого подключен к первому входу коммуталять управление объектами только во тора 11, второй вход - к выходу бло-* время установившегося значения выходка 8 задания скорости изменения тока, ного тока. Это ограничивает функциовторой вход* которого подключен к пернальные возможности прзобраэователя и соответственно снижает эффективность 50 вому выходу блока 12 управления, второй выход которого подключен к второуправления объектами, Цель изобретения - расширение функ- му входу коммутатора 11, вход - к выходу первого блока 6 сравнения и к циональных возможностей преобразоватретьему входу коммутатора 11, выход теля . Поставленная цель достигается тем,55 которого подключен к входу блока 4 регулирования. что в цифроаналоговый преобразоваПри этом временные диаграммы (фиг. тель, содержащий блок регулирования, 2) показывают: 13 - изменение кода на выход которого подключен к первому первом цифровом управляющем входе 3 выводу нагрузки, источник опорного напряжения, выход которого подключен 60 преобразователя; 14 - напряжение на выходе токозадашщего блока 2; 15 к п е р в о е входу первого блока сравненапряжение на выходе первого блока б ния, второй вход которого подключен сравнения; 16 - "напряжение на втором к выходу токозадающего блока, вход выходе блока 12 управления; 17 - накоторого соединен с первым цифровым управляющим входом преобразователя, ^с пряжение на первом выходе блока 12 1095388 управления; 18 - изменение тока в нагрузке 1, Преобразователь работает следующим образом. В установившемся состоянии ток через нагрузку равен заданному токоэа- 5 дающим блоком 2, а напряжение на выходе этого блока поддерживается равным опорному, выработанному источником 5 опорного напряжения благодаря замкнутой системе автоматического ре-«д гулирования этого напряжения, з которую входят блоки 6, 4 и 1, источник 5 опорного напряжения и коммутатор 11. Коммутатор 11 в этом режиме пропускает только сигнал от первого блока б 15 сравнения. Такой режим его работы обеспечивается блоком 12 управления, который при малом сигнале рассогласования напряжения на выходе токоэадающего блока 2 и опорного напряжения, ' выработанного источником 5 опорного 20 напряжения, формирует сигнал, под воздействием которого коммутатор 11 пропускает только сигнал от первого блока 6 сравнения. На временной диаграмме работы преобразователя (фиг.2) 25 установившемуся состоянию соответствуют участки А, До начала работы в блоке 8 кодом, поданным на второй цифровой управляющий вход 9, устанавливают опорный 30 сигнал скорости изменения тока в нагрузке 1. При работе преобразователя этот код не изменяется до задания новой скорости изменения тока в нагрузке, 35 4 пает на второй вход коммутатора 11, сигнал первого выхода блока 12 - сигналом знака рассогласования напряжений на входах блока 6 и поступает на второй вход блока 8 в качестве знакового разряда кода управления блоком 8 задания скорости изменения тока через нагрузку 1. Когда ток через нагрузку 1 находится в установившемся состоянии, коммутатор 11 пропускает сигнал с выхода блока 6 сравнения. Когда начинается изменение тска в нагрузке 1, блок 12 вырабатывает сигнал переходного процесса, под воздействием которого коммутатор 11 начинает пропус* кать 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 Г 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 замкнутая Работа преобразователя заключаетсистема автоматического регулирования ся в том, что после каждого изменения скорости изменения тока через нагрузкода, управляющего токоэадающим блоку, в состав которой входят блоки 10, ком 2 по первому цифровому управляющему входу 3, изменяется ток в на40 8 и 7, коммутатор 11, блок 4, нагрузка 1. Ток в нагрузке линейно измегрузке от бывшего до заданного значеняется пока не достигнет уровня, за- • ния с постоянной, заданной блоком 8 данного токозадающим блоком 2. Как скоростью. Происходит это следующим только эти токи сравняются,'напряжеобразом, В результате изменения кода на первом цифровом управляющем входе 45 ния на выходе токозадающего блока 2 и источника 5 опорного напряжения 3 происходит изменение выходного тотакже сравняются и блок б сформирует ка блока 2, Поскольку ток через сигнал равенства входных напряжений нагрузку 1 не может мгновенно достиг(малый уровень сигнала, близкий к )нуть заданного значения, то это принулевому значению), а блок 12 выдаст водит к изменению напряжения на выхо-CQ на коммутатор 11 сигнал, под воздейде токоз адающе го блок а 2 (при увеличении тока онс уменьшается, при умень- ствием которого он станет пропускать си.гнал от блока 6. Преобразователь пешении - увеличивается), Реагируя на реходит в режим установившегося сосданную ситуацию, блок 6 вырабатывает тояния и в нем находится до очередсигнал рассогласования между опорным 55 ного изменения кода на первом цифронапряжением, поступающим с источника вом управляющем входе 3, Переходному 5 опорного напряжения, и напряжением процессу соответствуют участки Б дина выходе токоэадающего блока 2 (больаграммы на фиг, 2, шой положительный или отрицательный уровень в зависимости от того, уменьУровень малого сигнала, при котошается или увеличивается ток через 60 ром происходит переключение на регунагрузку). С блока 6 сигнал поступает лирование напряжения на выходе токона блок 12 управления, где вырабатызадающего блока 2, должен быть таким, ваются два управляющих сигнала. Сигчтобы это переключение происходило нал второго выхода блока 12 является после достижения в нагрузке заданной сигналом переходного процесса и посту 65 величины тока с заданной точностью 1095388 (например, ± 0 , 5 единицы младшего р а з ряда преобразования). Знаки выходных сигналов блоков 6 и 10 ( ' ' и н в е р с и я ' ' или ' ' н е инвер1 с и я ' ) при технической реализации предлагаемых устройств выбираются из 5 условия устойчивости замкнутых систем автоматического регулирования напряжения на выходе блока 2 и скорости и з менения тока в нагрузке 1. Технико-экономический эффект изоб-Ю 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 повышается производительность установок электронной литографии . І 13 14 ь 15 1Е П -J \ П A Б Редактор М.Келемеш А Б А Составитель В.Першиков Техред И.Метелева КорректорН .Лазарева Заказ 3621/41 Тираж 862 Подписное В И П Государственного комитета СССР Н И И по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д, 4/5 Филиал ППП''Патент'', г. Ужгород, ул. Проектная, 4