数模转换器的精度（数模转换器怎么使用）

即使销售了数百、数千甚至数百万件产品，许多公司也会在其销售的每件产品上单独打上自己的商标。商标的打标和商标的蚀刻都是由激光打标机完成的。这个过程需要非常高的精度。随着技术的进步，这些系统的设计者面临着使激光打标机更加精确以实现更精确标记的压力。

使用高强度、低功率激光器的激光打标机可以在从手机、手动工具到印刷电路板(PCB) 的任何物体上蚀刻非常精确的设计。为了实现所需的输出，需要借助精确的数模转换器(DAC) 非常仔细地引导激光器。

那么DAC是如何控制激光器的呢？ DAC 负责提供非常精确的输出电压，该电压将用作电机的模拟输入。 DAC 的每个特定模拟输入代码都与特定电机位置相关。该电机负责移动可在x、y 或z 平面上重新定位的镜子，以引导和反射激光并将其定位在终端设备上，以改变终端设备的材料表面并蚀刻商标、文本或条形码。参见图2。

图2：TI 的DAC11001A 为模拟电机控制环路提供输出

随着需要蚀刻的产品变得越来越小（例如PCB和一些消费产品），激光打标系统的精度必须提高。 TI 的DAC11001A 和DAC91001 分别具有20 位和18 位分辨率。分辨率是一个重要参数，可转化为DAC 输出上可用的电压步数。例如，18 位分辨率具有262,144 个唯一代码（参见表1），允许从多个电机位置控制激光器。 20 位DAC 拥有1,048,576 个唯一代码，提供更细的粒度和更高的精度。

表1：转换为代码数（16 至20 位）的DAC 分辨率的计算

利用20 位DAC 性能的激光打标系统还有哪些其他优势？如果电机的一整转等于1 弧度，那么您需要多大的步长？现有系统的分辨率为10 微弧度，而满量程范围约为1 弧度。理想情况下，这相当于18 位分辨率，但由于系统级非线性，许多设计人员希望实现20 位分辨率。此时，DAC11001A 可以提供近四倍数量的输出代码，并且通过扩展可以对电机进行更精细的控制。

另一个需要考虑的问题是电机振动。激光打标系统的任何故障都会对最终蚀刻产生不利影响。由于控制环路的多级传递函数，此类系统对电机残余振动非常敏感。从选择低振动电机到使用复杂的控制系统逻辑，设计人员使用各种复杂的技术来优化性能。电机振动的一个关键因素是DAC 由于输入代码到代码的变化而产生的尖峰。 DAC11001A 和DAC91001 具有极低的1nV-s 代码间、与代码无关的尖峰输出。这是通过集成一个跟踪保持电路来实现的，该电路将DAC 的输出与内部电阻梯网络固有的代码更改引起的尖峰隔离。

正如我们所看到的，激光打标机必须处理许多变量才能实现更高的精度。 DAC 在解决这个问题中发挥着关键作用，并且可以使设计人员的工作变得更加轻松。具有更高分辨率的创新解决方案可以提高精度并实现更好的防错性，这在激光打标系统的设计中非常重要。

审稿编辑：郭婷