四合院：我是雨水表哥
第447章 高频脉冲电机

“第一，磁浮。要让工作台悬浮起来，需要精确控制电磁场。工作台本身的重量，加上上面要承载的东西，起码几十斤。要让它稳稳地悬浮，还要能在水平方向上精确移动，这对电磁场的设计要求极高。”

吕辰点点头：“秦教授说得对。磁浮技术本身，就是一个大课题。”

秦世襄继续说：“第二，高频。你刚才说，用石英晶体产生高频脉冲。晶体的频率确实可以很高，但问题是，这么高的频率，电路能不能跟得上？电流切换那么快，会产生电磁干扰，还会产生涡流损耗，线圈会发热。发热就会导致参数变化，精度就没了。”

郑长枫在旁边接话：“而且，你们的‘掐丝珐琅’电路板，用在工频或者低频控制上没问题。但这么高的频率，电路板本身的分布参数，寄生电容、寄生电感，会变得非常显着，信号可能会畸变得一塌糊涂。”

吕辰说：“郑老师，这个问题我想过。如果现有的电路板不行，那就得研发新的，适用于高频的电路板。”

郑长枫点点头。

刘建国开口了：“吕工，你说的这个闭环控制，怎么实现？”

吕辰说：“刘工问得好。开环控制是不够的，因为负载变化、温度漂移，都会影响实际位移。必须引入实时的位置反馈。”

他在图上加了一个反馈回路。

“可以用光栅尺，或者激光干涉仪，实时监测工作台的实际位置。把这个位置数据送回到控制器，和晶体发出的理想脉冲进行比对。如果发现偏差，控制器就调整输出，修正误差。这就是全闭环伺服控制。”

刘建国若有所思：“光栅尺……激光干涉……这些技术，精度没这么高。”

吕辰说：“刘工，你们的微波探伤技术，其实也可以用来做位置反馈。微波的波长很短，如果能做出一个微波干涉仪，精度可能比激光还高。”

刘建国眼睛一亮，想了想，又皱起眉头：“但微波设备体积大，功耗高，装在这么小的系统里，怕是够呛。”

吕辰说：“可以先从光栅尺开始。等微波技术成熟了，再换也不迟。”

秦世襄放下笔，看着吕辰画的图，沉默了好一会儿。

然后他抬起头，说：“吕辰，你这个想法，技术上可行，但难度极大。磁浮、高频、闭环控制、新材料、新工艺……每一个环节，都是硬骨头。”

吕辰说：“我知道。但如果不啃这些硬骨头，光刻机的精度就永远上不去。我们做集成电路的，工艺越做越细，从五微米到两微米，再到一微米，对光刻机的要求越来越高。现在的GCA201CGS，已经是极限了。再不突破，后面就没路走了。”

秦世襄点点头，叹了口气：“你说得对。”

郑长枫在旁边听着，忽然开口：“吕辰，你说的那个磁浮电机，太遥远了。我有个想法，不知道行不行。”

吕辰看向他：“郑老师您说。”

郑长枫拿起笔，在纸上画了一个简单的示意图。

“咱们别一步登天。先利用现有的晶振和脉冲电机技术，搞一个‘晶振同步高频脉冲电机’。”

他一边画一边解释：“电机还是普通的步进电机，轴承也是普通的。但驱动它的脉冲信号，不是由普通的振荡电路产生，而是由石英晶体产生。晶振的精度，比普通振荡电路高好几个数量级。这样一来，电机的每一步，都由晶振精确控制。虽然机械结构没变，但精度能提一大截。”

吕辰听着，眼睛亮了。

郑长枫继续说：“这个方案的好处是，不用等磁浮技术，不用等新材料，不用等新工艺。现有的脉冲电机，现有的‘掐丝珐琅’电路板，稍微改改就能用。咱们先把GCA201CGS上的那个手动进给换了，让操作员不用再憋着气干活。这一步做到了，良率就能提上来。”

秦世襄点点头：“郑老师这个思路务实。”

郑长枫说：“第一步做成了，再考虑第二步。第二步，做一个‘管状直线电机’。”

他在纸上画了一个圆筒，又在圆筒里画了一根轴。

“定子做成一个圆筒，里面绕上线圈，像炮管一样。转子就是一根轴，上面嵌有永磁体，或者像感应电机那样的鼠笼条。通过石英晶体控制通入线圈的交流电频率，产生行波磁场。这根‘炮弹’就在磁场里悬浮着，往前直线运动。”

他抬起头，看着三人：“这不就直接驱动工作台了吗？彻底扔掉丝杠！什么背隙、磨损、振动，全没了。而且，因为是直线运动，不需要任何转换机构，精度比旋转电机加丝杠高得多。”

刘建国一拍大腿：“郑老师，你这个思路好！两步走，第一步保眼前，第二步谋长远。”

秦世襄也点头：“管状直线电机，这个构想很有意思。磁悬浮、直线驱动、晶体控制，三位一体。如果能做出来，不光是光刻机，雷达天线的精确跟踪、相控阵雷达的移相器控制，都能用上。”

郑长枫笑道：“秦教授，您这是职业病，什么都往雷达上靠。”

秦世襄也笑了：“搞了一辈子雷达，习惯了。”

四人正说着，外面传来一阵笑声。

“吕辰！我们回来啦！”

是娄晓娥的声音。

吕辰起身，推开书房的门，就看见娄晓娥和雨水一起进了院子。

娄晓娥穿着那身藏蓝色的列宁装，头发有些乱，脸上带着疲惫，但眼睛亮亮的。

雨水跟在她后面，穿着白衬衫蓝裤子，胸前别着一枚校徽，脸上红扑扑的。

“回来了？”吕辰迎上去。

娄晓娥点点头：“累死了。站了一天，脚都肿了。”

雨水说：“我也累，但特别激动。表哥，你是没看见，天安门广场上那个人啊，一眼望不到边。我们学校的方阵走过的时候，我使劲挥花，手都快挥断了。”

吕辰笑道：“行了，快进屋歇着。郑老师他们来了，正在书房聊天呢。”

娄晓娥和雨水进屋，先跟郑长枫、秦世襄、刘建国打了招呼。

郑长枫的媳妇李秀英也从厨房出来，几个女人凑到一起，叽叽喳喳聊起了今天的见闻。

郑长枫看看天色，说：“行了，该做饭了。何师傅，咱们动手？”

何雨柱从厨房探出头：“郑老师，我都准备好了，就等您呢。”

两人进了厨房，不一会儿，就传来锅碗瓢盆的声响，还有浓郁的香气。

两人在厨房里忙得热火朝天，香味一阵一阵飘出来，惹得院子里的人频频往厨房张望。

……

天色渐渐暗下来，院子里的灯亮了起来。

郑长枫和何雨柱终于忙完了，一道道菜端上桌。

火边子牛肉，色泽红亮，薄如蝉翼，吃起来又香又有嚼劲。

火爆黄喉，脆嫩爽口，麻辣鲜香。

酱板鸭，酱色红润，肉质紧实，咸中带甜。

还有担担面，面条细韧，芝麻酱香浓，肉末酥香，一口下去，满嘴留香。

秦世襄带来的汾酒也开了，酒香醇厚，和菜香混在一起，让人食欲大开。