使用高強度、低功率激光的激光打標機（圖1）能在手機、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。

 

圖1：激光切割機

 

那麼DAC是如何控製激光的呢？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x、y或z平麵上重新放置，以引導和反射激光
，並將其確定在終端設備上，以改變終端設備的材料表麵並蝕刻商標
、文本或條形碼。參見圖2。

 

圖2：TI的DAC11001A為模擬電機控製環路提供輸出

 

隨著需要蝕刻的產品越來越小（如PCB和一些消費品），激光打標係統的精度必須提高。TI的DAC11001A和DAC91001分別具有20位和18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位分辨率有262,144個唯一代碼（見圖3），允許從多個電機位置控製激光。20位的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(16到20位)

 

利用20位 DAC性能的激光打標係統還有哪些優勢？如果電機的全轉等於1弧度，你需要什麼樣的步長？相較於約1弧度的滿量程範圍，現有係統的分辨率為10微弧度。在理想情況下
，這等同於18位的分辨率
，但由於存在係統級的非線性，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
，並通過擴展對電機進行更精細的控製。 

 

另(ling)一(yi)個(ge)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)電(dian)機(ji)振(zhen)動(dong)。激(ji)光(guang)打(da)標(biao)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)任(ren)何(he)故(gu)障(zhang)都(dou)會(hui)對(dui)最(zui)終(zhong)蝕(shi)刻(ke)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)具(ju)有(you)多(duo)級(ji)傳(chuan)遞(di)函(han)數(shu)，此(ci)類(lei)係(xi)統(tong)對(dui)電(dian)機(ji)殘(can)餘(yu)振(zhen)動(dong)非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)。從(cong)選(xuan)擇(ze)低(di)振(zhen)動(dong)電(dian)機(ji)到(dao)使(shi)用(yong)複(fu)雜(za)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)邏(luo)輯(ji)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)使(shi)用(yong)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)的(de)技(ji)術(shu)以(yi)優(you)化(hua)性(xing)能(neng)。造(zao)成(cheng)電(dian)機(ji)振(zhen)動(dong)的(de)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)是(shi)DAC由於輸入代碼到代碼變化而產生的尖峰脈衝。DAC11001A和DAC91001具有非常低的1nV-s代碼到代碼、與代碼無關的尖峰脈衝輸出。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的代碼變化引起的尖峰脈衝隔離。 

 

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
，這在激光打標係統設計中非常重要。

 

其他資源

 

查看應用簡介“DACx1001實現超高精度閉環控製係統設計。”

了解激光係統設計的其他TI解決方案。

 

 

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