CN101917165B - 电子束系统及其图像产生装置和高速驱动电感的放大器 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种包含电流加法单元的放大器，该放大器能高速驱动电感元件，特别是电子束枪的偏转线圈。该放大器包含了一个连接到稳压源的第一电平节点(U₁)，一个连接到第一输出端(AL)的第二电平节点(U_V)，第二电平节点(U_V)驱动电感元件(L)，开关电桥(B1₁，B1₂，...，B1_k)中的每一个电桥都有一个电阻(R1₁，R1₂，...，R1_k)，连接在第一电平节点(U₁)和第二电平节点(U_V)之间的这些电阻的阻值按排列顺序会逐渐变化。选定第一个电阻(R1₁)的阻值为WR1₁＝R_min，第二个电阻(R1₂)的阻值为WR1₂≥WR1₁，第n个电阻(R1_n)的阻值WR1_n≥WR1_n-1。

Description

电子束系统及其图像产生装置和高速驱动电感的放大器

技术领域

本发明涉及用于材料加工的电子束系统，例如焊接、切割、加硬等，还涉及一个使用电流加法单元来高速驱动电感的放大器，特别是电子束枪的偏转线圈，此外还涉及一个电子束系统在材料加工之前和/或材料加工过程中描绘被加工工件图像的图像产生装置。

背景技术

在用电子束加工材料的工艺中，通常使用高阶信号控制频率达到100kHz的模拟放大器去驱动电子束枪的偏转线圈。使用这种技术电子束的精确程度可以达到0.1％。然而，当信号电平转变时模拟放大器容易振荡、超调和稳态失调。

美国专利号为2,989,614的专利揭露了一种利用一个电流加法单元将数字信号转换为模拟信号的电子束系统。在放大信号输入到偏转线圈前，这个模拟信号必须采用一个功率模拟放大器放大。因此，这个已揭露的电子束系统受到上述因素的制约。

更进一步的，我们通常知道的是将由电子束打在上工件反散射回来的反散射电子显示在一台指示器上，例如显示器或用适当的记录装置来显示，这两者都是采用时间同步的方式。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的驱动电子束枪的偏转线圈的技术和改进由反散射电子产生的图像，从而使得高速精确驱动偏转线圈成为可能。

为了实现上述目标，本发明包括了带电流加法单元的放大器及包含该放大器的电子束系统。

本发明的进一步细节见其他相关的权利要求。

数据处理技术的飞速发展使得以30Mbit/s的速度从存储器读取数据成为可能，而且这种方式比较划算。对于数据处理来说，1Mbit/s的数据传输速率在技术上不难实现。

然而，如果采用先前叙述的100kHz作为偏转线圈的控制频率，那么这样一个高数据传输速率便不能通过以相应的高速偏转电子束枪射出的电子束来实现。

有更高驱动频率的传统模拟放大器则过于昂贵。

相对的，根据权利要求1叙述的电流加法单元则提供了一种数字放大器，这种数字放大器通过将固定值电流相加来实现高速放大，而且在MHz范围内不会在相关频率引起振荡。

放大器包含电流加法单元后，可以通过使用数字存储的处理和扫描模式来驱动放大器。

电流加法单元中的电阻阻值最好事先设定好，从而使得各自独立的待加电流的值能逐渐增大，任何2个相邻的待加电流的比值都≤2,最好是能小于2。因此，每一个输出电流都是从定值电流中的一个得到的，有时是两个甚至更多，通常是它们的和。输出电流的精度则是由最大阻值电阻决定的电流值。

已存在的电阻误差的补偿和/或与温度有关的电阻阻值变化的补偿可以通过编码转换器或者已保存的图或者查阅表（LUT）来保证线性转换功能。

通过高速读出的已预存的处理和扫描模式，待加工的工件的图像描绘成为可能。举例来说，电子源能加工工件，同时还能以间隔的方式引导电子至正被加工的工件的待扫描的表面区域，同时还能保持焊接隙缝分别在这些间隔中，再由这些捕获到的反散射的电子来产生彩色图像。

一方面，本发明提出的电子束系统能被高速有效的控制，因为它包含了带有电流加法单元的高速放大器，又有现在可行的数据传输处理技术做支持；另一方面，电子束系统能通过高速控制电子束，同时加工工件和描绘正在处理中的工件的表面的图象。

附图说明

图1是本发明中的电流加法单元。

图2是带控制电路的电流加法单元的框图。

图3是根据本发明一个实施例所述的带图像产生装置的电子束系统示意图。

具体实施方式

如图1所示，高速驱动一个电感元件的放大器，例如驱动电子束系统偏转线圈的放大器。放大器适宜直接驱动电感元件，例如不加入任何模拟放大器或是其他类似的信号处理装置连接在放大器和电感元件之间。在下文中，一个由Z（Z为正整数）比特构成的数据单元（字节），叫一个数据字。

电流加法单元包含一个第一电位节点U₁，第一电位节点U₁与一个正电平输出相连，例如稳压源的正极（图中没有显示）。电流加法单元还包含一个与一个第二电位节点U_V，第二电位节点U_V与输出端AL相连，输出端AL又与一个电感元件L的一端相连。开关电桥B1₁，B1₂，…，B1_k，各自独立的连接在第一电位节点U₁和第二电位节点U_V之间，这里的k是一个正整数，例如7或8；在这个单元里，每个电桥都由一个晶体管T1₁，T1₂，…，T1_k和一个电阻R1₁,R1₂,…，R1_k,组成，晶体管与电阻串联在上述两个节点之间。

相比较这里使用的决定电流大小的电阻的阻值来说，晶体管在导通状态下的阻值就非常的小，所以晶体管导通状态下的阻值影响的补偿能在电阻阻值误差补偿范围之内，下面会有详细的解释。

第一个电阻R1₁的阻值在所有R1₁，R1₂，…，R1_k里最小，为R_min，第二个电阻R1₂的电阻阻值为WR1₂=mR1₁，这里的2≥m≥1。依次类推，最后一个电阻R_n的阻值为WR1_n=m^n-1R1_min。在这个示例里，我们设定m=1.9。原则上，电阻阻值的选择设定需要使各个独立的待加电流相比前一个待加电流能逐渐增加，而且任意两个相邻的待加电流的比值要≤2（二进制编码），最好是小于2。因此，每一个输出电流都是从不可调电流中的一个得到的，有时是两个甚至更多，通常是它们的和。输出电流的精度则是由最大阻值电阻决定的电流值。

电阻阻值的选定最好使得电阻阻值满足WR1_j=m_j ^j-1R_min。（更为精确的是，WR1_n=m_j×m_j-1×…×m₁×R_min）这里j=1，2，…，k且2≥m_j≥1，例如m_j为1.9，对于上述所有的j来说。

如图中1所示，第一电位节点U₁与稳压源（图中未显示）的正极相连，开关T1₁，T1₂，…，最好为p沟道场效应晶体管。此外，也可以用绝缘栅双极晶体管或其他高速低导通电阻的开关来代替p沟道场效应晶体管。

如图1中所示，一个第三电位节点U₂与稳压源的负极相连接。开关电桥B2₁，B2₂，…，B2_k并联在第二电平节点Uv和第三电平节点U₂之间，与第一电平节点和第二电平节点之间的开关电桥B1₁，B1₁，…，B1_k的连接方式相似。在这个实例中，开关电桥同样由一个晶体管和电阻串联组成，这些开关电桥同时又并联在2个电位节点Uv，U₂之间。在2个电位节点Uv，U₂之间的晶体管最好选用n沟道场效应晶体管。类似于连接在第一第二电位节点U₁,Uv之间的电阻，这里的电阻阻值设定应满足WR2₁=R_min，WR2₂=mR_min，WR2_n=m^n-1R_min。当然，前面提到的可替换晶体管的条件在这里的开关电桥里同样适用。

所有的开关，例如图1所示的晶体管T1₁，T1₂，…，由图2所示的控制电路1控制。控制电路1的一个输出信号（数据字）的每一个比特都传输到一个对应的驱动开关TS，驱动开关TS如图1中一个三角形所示。驱动开关TS独立的连接到场效应晶体管的栅极。只要有足够短的开关时间（例如，小于1μs，如果能小于50ns更佳，最好能小于30ns）和足够低的导通电阻，替代的开关就可以执行相同的功能。

这个控制电路1可以通过使用一个2千比特的数据字来控制图1中所示的电流加法单元。这里数据字的每一个二进制比特都代表了一个晶体管的导通（例如1）和关断（例如0）状态。如果如图1所示的电流加法单元只包含2个电位节点（例如U₁和Uv）和k个开关电桥，那么一个含有k比特的数据字能驱动k个开关。在这里，k是一个数值在2到20之间的正整数，推荐值在4到12之间。

决定电流值的电阻R1₁，…的阻值选择也因此比较简单。决定电流值的电阻应该有相对较低的电感。当然，选择一个较低阻值误差的电阻比较容易，但是，这不是必要的，因为这个阻值误差能被下面将介绍的控制电路补偿。

有了电流加法单元之后，可以获得到所有开关电桥导通之后的电流和的任何电流。电流增加的精度由Rmin决定。

在小电流幅度内，例如最低的3或4比特，待加电流同样能以1：2：4的比例精确选择。在这个范围内，电阻阻值的制造误差和温度漂移引起的阻值误差对结果没有什么特别明显的影响。当电流值较大时，数据字的高位比特对目标电流值进行编码，待加电流的比例应该小于1：2。这就是在实例中为什么选取m=1.9。

举例来说，如果想得到一个12比特（=2¹²=4096=64×64=2⁶×2⁶）的可调电流值的精度，由于比率m为1.9，那么每个电流方向要多用一个比特（=7比特）来进行编码，因为1.9⁷=89＞64，而1.9⁶=47＜64。所以每个电流方向仅使用6个比特不足以得到12比特的精度。也就是说，对于m值为1.9的情况，k值需要为7而不是6。如果6比特以二进制的方式精确匹配，例如，m=2，而另6比特对m=1.8匹配，那么放大器会有12比特的精度，如果数据字的比特数作为衡量精度的标准。如果数据字的比特数被用来检测电流精度，然而，如果可调电流值被用来作为电流的精度的衡量尺度（2⁶×1.8⁶=2176＞2048=2¹¹），那么放大器会有11比特的精度。

当随着电桥电流增加的方向m值逐渐变小，在实际应用中更有优势（也就是m_j＜m_j+1对于j值较小时），因为晶体管的导通电阻值，偏转线圈和连线的电阻值在大电流幅度中变得越来越重要。

系统的时间常数由电感元件L和开关电桥B1₁，…决定，如下式所示

τ=L/R

因此，依据下面的等式，电流值逐渐逼近终值I₀，

I=I₀(1-exp(-t/τ))

在6个时间常数之后，从50mm远射过来的电子束仅会偏离目标125μm。然而，如果放大器（电流加法单元）在一开始的时候在一个时间常数τ内采用比例因子来过驱动的话，那么在一个时间常数之后就会达到终值。

当电感L=5μH，稳压源提供恒定电压U=40V，每个电桥的最大通过电流值I=8A时，那么可以得到最小电阻Rmin=5Ω，时间常数τ=1μs。

这个无反馈的前端控制避免了所有的振荡可能。

为了得到需要的精度，例如电流和和曲线的线性度得到的电流之间的增量，需要使用一个如图2所示的带控制电路的电流加法单元。

图1中电流加法单元在图2显示为放大器2。控制电路1由图2中的点线标出。

控制电路1有一个数据输入端3来接收一个含有第一个k+1比特的第一数据字。数据输入端3与开关4和比较电路8相连接。开关4被设计用来将第一个数据字传输到一个电可擦写可编程只读存储器6。电可擦写可编程只读存储器6的输出代表了一个编码转换器或是一副转换图或是一个查阅表，电可擦写可编程只读存储器的输出连接到放大器2的输入端。放大器的输出AL连接到一个电感L。模数转换器7的输入端连接到放大器2的输出端AL，模数转换器7输出一个含有第一比特数的第二数据字。比较电路8从输入端3接收第一个数据字和从模数转换器7接收第二个数据字。比较电路8用来比较这两个数据字和输出比较结果，也就是这两个数据字的差，包括差为0的情况。

在一般操作中，比较电路8的比较结果作为其输出结果输出，一方面，比较结果作为同用来调节和/或编程电可擦写可编程只读存储器第一数据字有相同比特数（k+1）的数据字来调节控制电路5，另一方面，比较结果输出到辅助放大器9，再通过一个低通滤波器10，数据字就只含有较低的比特数k-x了，例如3或者4。辅助放大器9同放大器2一样设计，只是含有更少的电桥（例如每个电流变化方向（k-x-1）），也就是辅助放大器9也许是一个迷你缩减版的放大器2。

当放大器布局1，2最初启动时或是当一些电路组件被调整、交换或修复从而影响到控制电感时，一个第一次放大器调整会被执行。电路组件被调整、交换和修复时会影响到被控制的电感，例如电子束枪的线圈系统或是电路连线或是放大器布局。设计开关4就是为了这个调整的目的。调节控制电路5连续输出所有可能比特组合（例如2¹²=4096，k=12）作为输入值输入到放大器2，直到对每个输入值输出电流值变成常数，例如10个时间常数之后。放大器2实际输出的电流被测量对应所有的比特组合，测量值再被模数转换器7转换。输入到比较电路8的第一数据字最好为0，这样比较电路8输出到调节控制电路5的差值就会是第二数据字。根据比特组合，调整控制电路5就会在刚提供的12比特数据字（例如12个晶体管的同极性输入）附近搜索，补偿所有的放大器误差并提供目标电流。对输入到电可擦写可编程只读存储器的每个电流方向的每一种可能的12比特组合，必须搜索到匹配的组合来提供给电流加法单元2。这个搜索匹配在每个电流方向单独进行。

电可擦写可编程只读存储器6里存储了所有的结果。在后续操作中，对应到电流方向的12比特数据字是4096个12比特地址的每一个输出，另外的独立的12比特有着逻辑低电平，使得放大器的另一半未使用。

一个查阅表被存储于电可擦写可编程只读存储器6里，该查阅表包含了对应到目标输出电流值的所有含2k比特数的数据字。目标输出电流值被第一数据字编码后作为输出数据字来驱动开关电桥。

然而，即使当一个识别数据字被输入时，放大器的电流值输出会与目标电流值有所不同，主要是因为电阻误差和温漂带来的误差。控制电路2的第二个功能便是纠正这个误差。在常规操作中，开关4是闭合的，电可擦写可编程只读存储器通过输入3来驱动。第二个功能并未利用到调节控制电路7，它是在常规操作中来执行纠错（误差电流相当小）输出电流值的功能的（例如补偿因温漂引起的电阻误差）。这个补偿由辅助放大器9来执行，低通滤波器10被激活后输出较少比特的数据字（例如3，或4或5）来驱动辅助放大器9。比较电路8输出的第一和第二数据字之间的差再输入到低通滤波器10后便可得到这个较少比特数的数据字。

由于放大器2的高速驱动，在加工工件时，为了补偿温漂电阻误差，这个纠错调整在短暂的工作停顿间隙也会进行。为了这个目的，第一数据字会与第二数据字的进行比较，编码转换器6的输出也会进行相应的调整。

这个操作过程的优势就在于它调节的临时解耦，这样在放大器的高速操作中对于每一个输入值能得到期望的正确输出。这样的一种设计避免了调节振荡。当用一个12比特数据字作为放大器2的输入进行放大时，放大器2有4096种值的可用增量来纠正所有的静态误差。系统的动态特征能通过时间常数τ（非常小）来充分的表述出来。

通过测量工作室中电子撞击工件的位置能得到反馈信息，而不是使用模数转换器7提供的反馈。例如，使用一个电线之间各自绝缘的电线网孔（或电线网格）。在这样一个反馈构造下，温漂电阻误差和由于有限的线圈截面造成物理上不可避免的电阻误差，例如枕形畸变，都可以被补偿。在这种情况下，所有一起对应X方向和Y方向的24比特可用来对16M×3比特的存储器进行寻址。同时24比特数据也被用来驱动放大器2的两个电平节点。

概括的来说，高速放大器中的电流加法单元以高速的方式驱动了电感元件，特别是电子束枪的偏转线圈。电流加法单元使得各自独立不相关的已知数值的电流能简单相加，使得放大器的控制输出速度更快，更可靠，也更精确。放大器的输出由于有一个非常小且可靠的系统时间常数而成为一个常值电压。

每2个待加电流的比率通常≤2，这样会使得待加电流形成一种二进制形式的编码。而且，当待转变的电流之间，电流往逐渐变小的方向时，两个待转变电流之间的比例最好能逐渐变大。

例如通过一个编码转换器补偿电阻制造误差和在放大器使用后补偿器件工作一段时间后达到热平衡带来的温漂电阻误差来实现放大器的线性传递功能和/或电流加法电路。

当温漂使得电阻阻值变化引起动态负载在通过大电流时阻值的改变，可以通过控制电路以较低的速度来进行控制，这样可以排除掉因调节电路的负反馈引起的振荡。

对于持续的电流改变，线圈可以通过两端直连被短路掉，当放大器中进行开关动作时，在线圈中流动的电流会使得电路的时间常数维持在一个较大的值上。

有这样一个高速放大器后，可以通过使用电子束系统加工工件和扫描加工工件表面来制作图像产生和测量反散射电子的装置。

图3示意的是一个电子束系统。阴极11射出一束电子束e，一个所谓的维纳尔聚焦极（例如调制极）和阳极13，电子束的方向由正交磁场14，15控制，正交磁场14,15由电子束系统的偏转线圈产生。

在焊接工件的过程中，会产生一条焊接缝SK。

在焊接SK的同时，电子束会以扫描方式16每间隔一段较短的时间便对工件待扫描的表面进行扫描，这样便可以通过探测反散射电子来产生扫描工件的表面的图像。

为了获取工件表面的图像，电子束系统包括了两个探测器即第一探测器S1和第二探测器S2。S1,S2，这两个探测器可以各自独立地探测反散射回来的电子。探测器S1,S2各自产生一个已探测到的对应到反散射电子强度的输出信号。探测器Sl,S2各自的输出信号输入到各自的前端放大器即第一前端放大器17和第二前端放大器17’。两前端放大器的输出各自连接到差分放大器18的两个输入端。差分放大器的输出连接到一个功率放大器19的输入端，功率放大器19有两个推挽输出端。换句话说，功率放大器19输出了一个差分放大信号和一个负的差分放大信号。

有了这两个信号，显示器上可以显示RGB输入的彩色图像，其中一个信号以红色代表，另一个信号以绿色代表。彩色的图像给出了斜照图像的视觉印象，类似于色彩化的着重标出山峰和山谷的地图。彩色图像取代灰度值表述，从而克服了灰度值图像不能表示冲压孔和锥形突起的区别。这样避免了操作失误。

也可以用数字方式进行信号测量，也就是选择一个探测信号的数字表述，探测信号已以数字方式存储好的或是以数字图像显示。

在探测器Sl,S2和功率放大器19的输出之间的任何位置，都可以利用技术将模拟信号转换为数字信号。

一个包含带有偏转线圈的电子束枪的电子束系统，一个前文描述过的驱动偏转线圈的电流加法单元，一个前文描述过的图像产生装置，使得一方面高速精确可重复控制电子束方向成为可能，而可重复精确控制电子束方向唯一的困难是模拟放大器的问题，现有的技术无法则无法实现可重复精确控制，另一方面又使得产生感兴趣的工件表面的图像成为。这两个优点可以独立实现。

最终，驱动电流加法单元的数据字实际上描绘了一种位图，这幅位图显示的是待扫描的工件。如果探测出的反散射电子和电流加法单元驱动能联系起来，那么由一个数据字和探测器的一个探测值构成的相应的数据组合就能定出反散射电子强度图的每一个独立的点。

如果不使用第一数据字输入控制电路1，而使用从放大器2输出到线圈的实际电流获得第二数据字，则可以描绘出更精确的位图。探测器得到的探测数值可以逐像素的方式载入图像存储器中。

这种对工件表面区域的图像描绘方式对进一步的分析有着重要的意义。一方面，它可以进行视觉探测，另一方面，对质量管理和电子束纠错也很重要。

驱动偏转线圈的电流加法单元与图像产生装置的结合使用，提供了一种独特的更优的图像产生装置，因为电流加法单元驱动的位图，同样能以上述的方式产生图像。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

标号列表：

1控制电路

2放大器

3数据输入

4开关

5调节控制电路

6电可擦写可编程只读存储器-编码转换器

7模数转换器

8比较器

9辅助放大器

10低通滤波器

Claims (15)

1.一种高速驱动电感的放大器，包含一个电流加法单元，该电流加法单元包括： 

第一电平节点（U₁），U₁连接到一个稳压源， 

连接到第一输出端（AL）并用于驱动电感元件（L）的第二电平节点（U_v），第一开关电桥（B1₁，B1₂，…，B1_k），其设置在第一电平节点（U₁）和第二电平节点（U_v）之间，所述第一开关电桥（B1₁，B1₂，…，B1_k）可分别独立地开关，并包含一个阻值连续变化的电阻（R1₁，R1₂，…，R1_k），这里的电阻阻值按以下方式选定，第一个电阻的第一阻值为WR1₁=R_min，第二个电阻的第二个阻值WR1₂=m₂WR1₁，第n个电阻（R1_n）的第n个阻值WR1_n=m_nWR1_n‐1，其中n和k都是整数，k是第一开关电桥的编号，n=3，…，k，m₂按以下方式设定，2＞m₂≥1，m_n按以下方式设定，n=3，….，p时，2＞m_n≥1，n=p+1，….，k时，2≥m_n＞1，其中，p是整数，3＜p＜k。

2.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于包括： 

连接到一个稳压源的第三电平节点（U₂），及 

第二开关电桥（B2₁，B2₂，…，B2_k），其设置在第三电平节点（U₂）和第二电平节点（U_v）之间，所述第二开关电桥（B2₁，B2₂，…，B2_k）可分别独立地开关，并包含包含了一个阻值连续变化的电阻（R2₁，R2₂，…，R2_k）， 

这里的电阻阻值按以下方式选定，第一个电阻有着WR2₁=R_min的第一阻值，第二个电阻的第二个阻值WR2₂=m₂WR2₁，第n个电阻的第n个阻值WR2_n=m_nWR2_n‐1。 

3.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于： 

电阻阻值按以下方式设定，第二个电阻（R1₂）的第二阻值为WR1₂=R_min， 第n个电阻（R1_n）的第n个阻值为WR1_n，当n=3，…，p时，WR1_n=R_min，当n=p+1，…，k时，WR1_n=m_n ^n‐1WR1_n‐1，2≥m_n＞1。 

4.根据权利要求2所述的放大器，其特征在于： 

第一电平节点（U₁）连接到稳压源的正极，及 

第三电平节点（U₂）连接到稳压源的负极。 

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的放大器，其特征在于： 

多个第一开关电桥（B1₁，B1₂，B1₃…，B1_k）均由一个电阻（R1₁，R1₂，R1₃…，R1_k）和一个高速开关（T1₁，T1₂，T1₃…，T1_k）串联而成。 

6.根据权利要求1至4中任何一项所述的放大器，其特征在于包括： 

多个第一开关电桥（B1₁，B1₂，B1₃…，B1_k）由控制电路（1）驱动，并且该控制电路分别独立地驱动多个第一开关电桥中的每一个开关电桥。 

7.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于所述控制电路（1）包括： 

数据输入端（3），用于接收一个含有一个第一比特数的第一数据字，编码转换器（6），其连接到数据输入端（3），根据预设的转换规则将输入值进行编码转换，一个有着第一比特数的输入数据字经过转换之后变成有第二比特数的数据字，从而驱动多个第一开关电桥（B1₁，B1₂，B1₃…，B1_k）， 

模数转换器（7），其输入端连接到第一输出端（AL），并输入一个含有第一比特数的第二数据字， 

控制电路（8），其将第一数据字和第二数据字进行比较并输出比较结果，及 

辅助放大器（9），其输入端接收一个对应到比较结果的输入信号，并将其输出端连接到第一输出端（AL）。 

8.根据权利要求7所述的放大器，其特征在于包括： 

调节控制电路（5），其从比较电路（8）接收其比较结果，并改变编码输出器（6）的输出，从而使得第一数据字和第二数据字相调和。 

9.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于： 

根据控制电路（1）适于对电流加法单元进行过驱动，使得电流加法单元在持续时间和幅度上与第一输出端（AL）的电流输出改变量相互适应。 

10.根据权利要求1至4中任何一项所述的放大器，其特征在于包括： 

当多个第一开关电桥（B1₁，B1₂，B1₃…，B1_k）进行开关操作的时候，将电感（L）的第一输出端（AL）和与之连接的一端直接短接的电路。 

11.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于包括： 

如权利要求1到4中任何一项所述的第一电流加法单元中的电流加法单元，其第一输出端（AL）连接到一个第一线圈的一端，及 

与第一电流加法单元有相同配置的第二电流加法单元，其第一输出端（AL）连接到一个第二线圈的一端。 

12.一种电子束系统，其包括： 

电子束枪（11，12，13），该电子束枪包括了一个能在第一方向（14）偏转电子束（e）的第一偏转线圈，还包括了一个能在第二个方向（15）偏转电子束（e）的第二偏转线圈。 

根据权利要求11所述的放大器，其第一线圈端连接到第一方向线圈，第一线圈端连接到第二方向线圈，及 

存储有数字加工和扫描方式的存储器，其中加工和扫描方式决定了电子束（e）在工件加工和扫描区域的加工和扫描路径， 

控制电路（1，2），其根据存储的处理和扫描模式来驱动偏转线圈，从而使得电子束枪偏转。 

13.根据权利要求12所述的电子束系统，其特征在于包括： 

包含两个探测器（S1，S2）的探测系统，这两个探测器各自独立的探测在加工过程中反散射回来的电子，并输出代表了探测到的反散射的电子强度的信号，这两个探测器（S1，S2）输出信号到评测装置（17‐20），产生一个差分信号，再通过这个差分信号产生一幅描绘了加工和扫描区域的图像，这样两个差分信号能以两种不同的颜色在显示器上同时显示。 

14.根据权利要求12所述的电子束系统，其特征在于所述评测电路包括： 

输入连接到探测器（S1）的第一前端放大器（17）， 

输入连接到探测器（S2）的第二前端放大器（17）， 

差分放大器（18），其输入端连接到两个前端放大器（17，17）的输出端，及 

功率放大器（19），其输入端连接到差分放大器（18）的输出端，功率放大器有两个推挽输出端（19a，19b）。 

15.根据权利要求13或14所述的电子束系统，其特征在于： 

所述的评测系统能改变图像显示的颜色，而差分信号和相反的差分信号的则是同时对应的显示到图像中。 

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