PSO輸出脈沖同步激光器時鐘信號的功能解析

很多激光器只能基于內(nèi)部時鐘信號觸發(fā)脈沖輸出。這類激光器不能通過一個外部信號（比如Aerotech的位置同步輸出PSO功能）異步觸發(fā)。針對這類激光器的一種解決方法是把PSO輸出脈沖設(shè)置成與激光器時鐘信號的脈寬相同，從而保證PSO輸出在激光器輸入采樣周期內(nèi)是有效的（通常在時鐘的上升沿或下降沿）。然而在實際應(yīng)用中，基于用于同步時鐘的裝置的容許范圍，PSO頻率和激光器時鐘是會變化的。當(dāng)PSO輸出脈沖寬度比激光器時鐘周期短時，這種變化會導(dǎo)致脈沖丟失?；蛘弋?dāng)PSO輸出脈沖寬度比激光器時鐘周期長時，會導(dǎo)致輸出多余的脈沖。

為了解決這個問題，Aerotech控制器增加了PSO輸出脈沖同步激光器時鐘信號的功能。目前Ndrive HPe和Ndrive HLe產(chǎn)品已經(jīng)支持這個功能，Nmark CLS在4.06版本后也將支持這個功能。對于Ndrive HPe和Ndrive HLe，激光器時鐘信號接到輔助編碼器的RS-422差分SIN+/SIN-接口。輔助編碼器需要通過將EncoderDivider參數(shù)設(shè)置成0來配制成輸入模式。Nmark CLS需要在Aerotech工廠預(yù)先設(shè)置好（工程特制）以支持激光器時鐘同步操作。未來這個功能會是產(chǎn)品的標(biāo)準功能。對于Nmark CLS其輸入信號的5V TTL兼容的。

開啟激光器時鐘同步功能的相關(guān)命令如下：

PSOOUTPUT 《Axis》 PULSE EXTSYNC

PSOPULSE 《Axis》 TIME 《TotalTime》， 《OnTime》 DELAY 《DelayTime》

PSOOUTPUT EXTSYNC命令用于開啟外部時鐘輸入模式。PSOPULSE DELAY參數(shù)用于指定輸出脈沖相對于激光器時鐘信號上升沿的同步延時時間。PSOPULSE DELAY是一個可選參數(shù)，可以設(shè)置成0。

由于PSO輸出信號會延時直到激光器時鐘的下一個上升沿觸發(fā)，這會導(dǎo)致光斑位置精度降低。精度降低的程度與軸的運動速度乘以激光器時鐘周期與PSOPULSE DELAY之和成正比。例如，假設(shè)運動速度是100mm/s，時鐘頻率是200kHz，DelayTime為2.5us，那么最大的脈沖位置誤差可以計算如下：

100mm/s*（1/200000+0.0000025） = 100mm/s*（0.0000075） = 0.75um

脈沖位置精度在以DelayTime定義的最小值和以DelayTime加上時鐘周期之和計算的最大值之間變化（如圖1所示）：

圖1：PSO輸出脈沖同步時鐘信號時序（考慮DelayTime影響情況下）

如需輸出多個脈沖，可以通過增加PSOPULSE ONTIME值以覆蓋多個激光器時鐘周期。

圖2是Ndrive HPe和Nmark CLS產(chǎn)品與激光器之間的接線示意圖。

總結(jié)

通過使用PSOOUTPUTEXTSYNC命令可以將Ndrive HLe，Ndrive HPe和Nmark CLS的PSO輸出與外部時鐘源同步。用戶需要了解激光器輸出延時會導(dǎo)致目標(biāo)觸發(fā)位置與實際光斑位置的精度誤差。最后，激光器時鐘信號可能需要經(jīng)過一定處理以支持輸入接口的電氣規(guī)格（NdriveHPe/HLe是RS-422，Nmark CLS是5V TTL）。

編輯：hfy