CN108957964A - 一种用于激光直写曝光机位置触发的电路 - Google Patents

一种用于激光直写曝光机位置触发的电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于激光直写曝光机位置触发的电路，包括差分/单端转换电路，电源及信号输入输出接口电路的输出端分别与差分/单端转换电路的输入端、电源升压电路的第一输入端和信号反相器的第一输入端连接，差分/单端转换电路的第一输出端与电源升压电路的第二输入端连接，差分/单端转换电路的第二输出端与信号反相器的第三输入端相连，电源升压电路的输出端与信号反相器的第二输入端相连，信号反相器的输出端与电源及信号输入输出接口电路的输入端连接。本发明使用位置触发电路，减小了激光直写曝光机曝光图形与实际图形的偏差，提高良率；本发明大大提高了激光直写曝光机的曝光性能，使之更具竞争力。

Description

一种用于激光直写曝光机位置触发的电路
技术领域
本发明涉及激光直写曝光技术领域，尤其是一种用于激光直写曝光机位置触发的电路。
背景技术
随着工业的发展，激光直写曝光机越来越多的应用在了PCB线路板、防焊制作工艺中，逐步取代传统曝光机。激光直写曝光机存在许多技术难点，其中之一就是如何将定位平台的行进距离与DMD数字微镜的翻转同步起来，这种同步的分辨率越高，制作出来的PCB线路就越好。激光直写曝光机为了解决这一问题，使用等时触发的方式，这种方式默认了平台的运动速度是匀速的，但是实际上平台的运动速度是非匀速的，包括加减速等，使用这种方式的曝光机往往曝光出来的图形会与实际图形存在较大偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路简单、输出的触发脉冲稳定且不失真的用于激光直写曝光机位置触发的电路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于激光直写曝光机位置触发的电路，包括差分/单端转换电路、电源升压电路、信号反相器和电源及信号输入输出接口电路，所述电源及信号输入输出接口电路的输出端分别与差分/单端转换电路的输入端、电源升压电路的第一输入端和信号反相器的第一输入端连接，差分/单端转换电路的第一输出端与电源升压电路的第二输入端连接，差分/单端转换电路的第二输出端与信号反相器的第三输入端相连，电源升压电路的输出端与信号反相器的第二输入端相连，信号反相器的输出端与电源及信号输入输出接口电路的输入端连接。
所述差分/单端转换电路包括匹配电阻R1、匹配电阻R4、上拉电阻R2、下拉电阻R3、串口收发器芯片U1，串口收发器芯片U1采用 ISL83488芯片，上拉电阻R2的一端接+3.3V直流电，上拉电阻R2的另一端分别与匹配电阻R1的一端、串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+相连，匹配电阻R1的另一端分别与下拉电阻R3的一端、串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-相连，下拉电阻R3的另一端接地，串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+作为差分/单端转换电路的第一信号输入端口PSO+，串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-作为差分/单端转换电路的第二信号输入端口PSO-，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R与匹配电阻R4的一端连接，串口收发器芯片U1的第二数据接收管脚T与匹配电阻R4的另一端连接，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R作为差分/单端转换电路的信号输出端口PSO。
所述电源升压电路包括滤波电容C1、滤波电感L、肖特基二级管D1和电源升压芯片U2，电源升压芯片U2 采用NCP1402SN33TI芯片，所述滤波电容C1的一端分别接+2.5V直流电、滤波电感L的一端，滤波电容C1的另一端接地，滤波电感L的另一端分别与电源升压芯片U2的LX管脚、肖特基二级管D1的阳极相连，肖特基二级管D1的阴极分别接+3.3V直流电、电源升压芯片U2的CE管脚、电源升压芯片U2的OUT管脚，电源升压芯片U2的NC管脚悬空，电源升压芯片U2的GND管脚接地。
所述信号反相器包括滤波电容C2、滤波电容C3、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R8、限流电阻R11、限流电阻R13、下拉电阻R7、下拉电阻R9、下拉电阻R10、下拉电阻R12、稳压二级管D2、稳压二级管D3、稳压二级管D4、稳压二级管D5和反相器U3；反相器U3采用74HC14芯片，反相器U3的VCC管脚分别接+3.3V直流电、滤波电容C3的一端，滤波电容C3的另一端接地，反相器U3的GND管脚接地；反相器U3的A1管脚分别与限流电阻R5、滤波电容C2的一端相连，限流电阻R5的另一端与差分/单端转换电路的第二输出端相连，滤波电容C2的另一端接地；反相器U3的Y1管脚分别与反相器U3的A2管脚、A3管脚、A5管脚、A6管脚相连；反相器U3的Y2管脚与限流电阻R6的一端连接，限流电阻R6的另一端分别与下拉电阻R7的一端、稳压二级管D2的阴极相连，下拉电阻R7的另一端和稳压二级管D2的阳极共地；反相器U3的Y3管脚与限流电阻R8的一端连接，限流电阻R8的另一端分别与下拉电阻R9的一端、稳压二级管D3的阴极相连，下拉电阻R9的另一端和稳压二级管D3的阳极共地；反相器U3的Y6管脚与限流电阻R11的一端连接，限流电阻R11的另一端分别与下拉电阻R10的一端、稳压二级管D4的阴极相连，下拉电阻R10的另一端和稳压二级管D4的阳极共地；反相器U3的Y5管脚与限流电阻R13的一端连接，限流电阻R13的另一端分别与下拉电阻R12的一端、稳压二级管D5的阴极相连，下拉电阻R12的另一端和稳压二级管D5的阳极共地；反相器U3的A4管脚和Y4管脚悬空；稳压二级管D2的阴极作为信号反相器的第一信号输出端口PSO1，稳压二级管D3的阴极作为信号反相器的第二信号输出端口PSO2，稳压二级管D4的阴极作为信号反相器的第三信号输出端口PSO3，稳压二级管D5的阴极作为信号反相器的第四信号输出端口PSO4。
所述电源及信号输入输出接口电路包括插座J1和插座J2，插座J1 的1脚与差分/单端转换电路的第一信号输入端口PSO+连接，插座J1 的2脚与差分/单端转换电路的第二信号输入端口PSO-连接，插座J1 的3脚输出+2.5V直流电至电源升压电路，插座J1 的4脚接地；插座J2的1脚、2脚、3脚、4脚均与信号反相器的输出端相连，插座J2 的5脚接地。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：本发明使用位置触发电路，减小了激光直写曝光机曝光图形与实际图形的偏差，提高良率；本发明大大提高了激光直写曝光机的曝光性能，使之更具竞争力。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图 ；
图2为图1中差分/单端转换电路的电路原理图；
图3为图1中电源升压电路的电路原理图；
图4为图1中信号反相器的电路原理图；
图5为图1中电源及信号输入输出接口电路的电路原理图；
图6为差分信号转单端信号的示意图；
图7为脉冲信号幅值增加的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于激光直写曝光机位置触发的电路，包括差分/单端转换电路1、电源升压电路2、信号反相器3和电源及信号输入输出接口电路4，所述电源及信号输入输出接口电路4的输出端分别与差分/单端转换电路1的输入端、电源升压电路2的第一输入端和信号反相器3的第一输入端连接，差分/单端转换电路1的第一输出端与电源升压电路2的第二输入端连接，差分/单端转换电路1的第二输出端与信号反相器3的第三输入端相连，电源升压电路2的输出端与信号反相器3的第二输入端相连，信号反相器3的输出端与电源及信号输入输出接口电路4的输入端连接。
如图2所示，所述差分/单端转换电路1包括匹配电阻R1、匹配电阻R4、上拉电阻R2、下拉电阻R3、串口收发器芯片U1，串口收发器芯片U1采用 ISL83488芯片，上拉电阻R2的一端接+3.3V直流电，上拉电阻R2的另一端分别与匹配电阻R1的一端、串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+相连，匹配电阻R1的另一端分别与下拉电阻R3的一端、串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-相连，下拉电阻R3的另一端接地，串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+作为差分/单端转换电路1的第一信号输入端口PSO+，串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-作为差分/单端转换电路1的第二信号输入端口PSO-，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R与匹配电阻R4的一端连接，串口收发器芯片U1的第二数据接收管脚T与匹配电阻R4的另一端连接，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R作为差分/单端转换电路1的信号输出端口PSO。匹配电阻R1和匹配电阻R4的作用是消除信号在总线上产生的回波，提高通信质量，上拉电阻R2和下拉电阻R3作用是稳定电平状状态，差分/单端转换电路1主要是将差分信号（PSO+、PSO-）转单端信号(PSO)，并增加其幅值，具体参阅图6和图7。如图6所示，PSO+和PSO-是一对差分信号，两个信号的振幅相等，相位相差180°，极性相反，PSO是转换后的差分信号。如图7所示，两组信号相位相同，极性相同，但幅值从2.5V升到3.3V。
如图3所示，所述电源升压电路2包括滤波电容C1、滤波电感L、肖特基二级管D1和电源升压芯片U2，电源升压芯片U2 采用NCP1402SN33TI芯片，所述滤波电容C1的一端分别接+2.5V直流电、滤波电感L的一端，滤波电容C1的另一端接地，滤波电感L的另一端分别与电源升压芯片U2的LX管脚、肖特基二级管D1的阳极相连，肖特基二级管D1的阴极分别接+3.3V直流电、电源升压芯片U2的CE管脚、电源升压芯片U2的OUT管脚，电源升压芯片U2的NC管脚悬空，电源升压芯片U2的GND管脚接地。滤波电容C1和滤波电感L起到滤波的作用，肖特基二级管D1串联在电源输出端，起到稳压的作用，电源升压电路2主要是升压电路，将+2.5V升压为+3.3V供电路使用。
如图4所示，所述信号反相器3包括滤波电容C2、滤波电容C3、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R8、限流电阻R11、限流电阻R13、下拉电阻R7、下拉电阻R9、下拉电阻R10、下拉电阻R12、稳压二级管D2、稳压二级管D3、稳压二级管D4、稳压二级管D5和反相器U3；反相器U3采用74HC14芯片，反相器U3的VCC管脚分别接+3.3V直流电、滤波电容C3的一端，滤波电容C3的另一端接地，反相器U3的GND管脚接地；反相器U3的A1管脚分别与限流电阻R5、滤波电容C2的一端相连，限流电阻R5的另一端与差分/单端转换电路的第二输出端即信号输出端口PSO相连，滤波电容C2的另一端接地；反相器U3的Y1管脚分别与反相器U3的A2管脚、A3管脚、A5管脚、A6管脚相连；反相器U3的Y2管脚与限流电阻R6的一端连接，限流电阻R6的另一端分别与下拉电阻R7的一端、稳压二级管D2的阴极相连，下拉电阻R7的另一端和稳压二级管D2的阳极共地；反相器U3的Y3管脚与限流电阻R8的一端连接，限流电阻R8的另一端分别与下拉电阻R9的一端、稳压二级管D3的阴极相连，下拉电阻R9的另一端和稳压二级管D3的阳极共地；反相器U3的Y6管脚与限流电阻R11的一端连接，限流电阻R11的另一端分别与下拉电阻R10的一端、稳压二级管D4的阴极相连，下拉电阻R10的另一端和稳压二级管D4的阳极共地；反相器U3的Y5管脚与限流电阻R13的一端连接，限流电阻R13的另一端分别与下拉电阻R12的一端、稳压二级管D5的阴极相连，下拉电阻R12的另一端和稳压二级管D5的阳极共地；反相器U3的A4管脚和Y4管脚悬空；稳压二级管D2的阴极作为信号反相器3的第一信号输出端口PSO1，稳压二级管D3的阴极作为信号反相器3的第二信号输出端口PSO2，稳压二级管D4的阴极作为信号反相器3的第三信号输出端口PSO3，稳压二级管D5的阴极作为信号反相器3的第四信号输出端口PSO4。信号反相器3将一路单端信号PSO转换成四路信号PSO1、PSO2、PSO3、PSO4，且对输出波形进行了稳压，保证输出稳定不失真。
如图5所示，所述电源及信号输入输出接口电路4包括插座J1和插座J2，插座J1 的1脚与差分/单端转换电路1的第一信号输入端口PSO+连接，插座J1 的2脚与差分/单端转换电路1的第二信号输入端口PSO-连接，插座J1 的3脚输出+2.5V直流电至电源升压电路2，插座J1 的4脚接地；插座J2的1脚、2脚、3脚、4脚均与信号反相器3的输出端相连，插座J2 的5脚接地。插座J2的1脚与信号反相器3的第一信号输出端口PSO1连接，插座J2的2脚与信号反相器3的第二信号输出端口PSO2连接，插座J2的3脚与信号反相器3的第三信号输出端口PSO3连接，插座J2的4脚与信号反相器3的第四信号输出端口PSO4连接。电源及信号输入输出接口电路4是整个电路的输入输出接口。
综上所述，本发明使用位置触发电路来实现等距触发的功能，这种位置触发电路，将平台运行时触发的脉冲有效的反馈给DMD数字微镜，达到同步触发的需求，这种方式减小了曝光图形与实际图形的偏差，大大提高了激光直写曝光机的曝光性能。

Claims (5)

1.一种用于激光直写曝光机位置触发的电路，其特征在于：包括差分/单端转换电路（1）、电源升压电路（2）、信号反相器（3）和电源及信号输入输出接口电路（4），所述电源及信号输入输出接口电路（4）的输出端分别与差分/单端转换电路（1）的输入端、电源升压电路（2）的第一输入端和信号反相器（3）的第一输入端连接，差分/单端转换电路（1）的第一输出端与电源升压电路（2）的第二输入端连接，差分/单端转换电路（1）的第二输出端与信号反相器（3）的第三输入端相连，电源升压电路（2）的输出端与信号反相器（3）的第二输入端相连，信号反相器（3）的输出端与电源及信号输入输出接口电路（4）的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于激光直写曝光机位置触发的电路，其特征在于：所述差分/单端转换电路（1）包括匹配电阻R1、匹配电阻R4、上拉电阻R2、下拉电阻R3、串口收发器芯片U1，串口收发器芯片U1采用 ISL83488芯片，上拉电阻R2的一端接+3.3V直流电，上拉电阻R2的另一端分别与匹配电阻R1的一端、串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+相连，匹配电阻R1的另一端分别与下拉电阻R3的一端、串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-相连，下拉电阻R3的另一端接地，串口收发器芯片U1的第一差分数据接收管脚R+作为差分/单端转换电路（1）的第一信号输入端口PSO+，串口收发器芯片U1的第二差分数据接收管脚R-作为差分/单端转换电路（1）的第二信号输入端口PSO-，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R与匹配电阻R4的一端连接，串口收发器芯片U1的第二数据接收管脚T与匹配电阻R4的另一端连接，串口收发器芯片U1的第一数据接收管脚R作为差分/单端转换电路（1）的信号输出端口PSO。
3.根据权利要求1所述的用于激光直写曝光机位置触发的电路，其特征在于：所述电源升压电路（2）包括滤波电容C1、滤波电感L、肖特基二级管D1和电源升压芯片U2，电源升压芯片U2 采用NCP1402SN33TI芯片，所述滤波电容C1的一端分别接+2.5V直流电、滤波电感L的一端，滤波电容C1的另一端接地，滤波电感L的另一端分别与电源升压芯片U2的LX管脚、肖特基二级管D1的阳极相连，肖特基二级管D1的阴极分别接+3.3V直流电、电源升压芯片U2的CE管脚、电源升压芯片U2的OUT管脚，电源升压芯片U2的NC管脚悬空，电源升压芯片U2的GND管脚接地。
4.根据权利要求1所述的用于激光直写曝光机位置触发的电路，其特征在于：所述信号反相器（3）包括滤波电容C2、滤波电容C3、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R8、限流电阻R11、限流电阻R13、下拉电阻R7、下拉电阻R9、下拉电阻R10、下拉电阻R12、稳压二级管D2、稳压二级管D3、稳压二级管D4、稳压二级管D5和反相器U3；反相器U3采用74HC14芯片，反相器U3的VCC管脚分别接+3.3V直流电、滤波电容C3的一端，滤波电容C3的另一端接地，反相器U3的GND管脚接地；反相器U3的A1管脚分别与限流电阻R5、滤波电容C2的一端相连，限流电阻R5的另一端与差分/单端转换电路（1）的第二输出端相连，滤波电容C2的另一端接地；反相器U3的Y1管脚分别与反相器U3的A2管脚、A3管脚、A5管脚、A6管脚相连；反相器U3的Y2管脚与限流电阻R6的一端连接，限流电阻R6的另一端分别与下拉电阻R7的一端、稳压二级管D2的阴极相连，下拉电阻R7的另一端和稳压二级管D2的阳极共地；反相器U3的Y3管脚与限流电阻R8的一端连接，限流电阻R8的另一端分别与下拉电阻R9的一端、稳压二级管D3的阴极相连，下拉电阻R9的另一端和稳压二级管D3的阳极共地；反相器U3的Y6管脚与限流电阻R11的一端连接，限流电阻R11的另一端分别与下拉电阻R10的一端、稳压二级管D4的阴极相连，下拉电阻R10的另一端和稳压二级管D4的阳极共地；反相器U3的Y5管脚与限流电阻R13的一端连接，限流电阻R13的另一端分别与下拉电阻R12的一端、稳压二级管D5的阴极相连，下拉电阻R12的另一端和稳压二级管D5的阳极共地；反相器U3的A4管脚和Y4管脚悬空；稳压二级管D2的阴极作为信号反相器（3）的第一信号输出端口PSO1，稳压二级管D3的阴极作为信号反相器（3）的第二信号输出端口PSO2，稳压二级管D4的阴极作为信号反相器（3）的第三信号输出端口PSO3，稳压二级管D5的阴极作为信号反相器（3）的第四信号输出端口PSO4。
5.根据权利要求1所述的用于激光直写曝光机位置触发的电路，其特征在于：所述电源及信号输入输出接口电路（4）包括插座J1和插座J2，插座J1 的1脚与差分/单端转换电路（1）的第一信号输入端口PSO+连接，插座J1 的2脚与差分/单端转换电路（1）的第二信号输入端口PSO-连接，插座J1 的3脚输出+2.5V直流电至电源升压电路（2），插座J1 的4脚接地；插座J2的1脚、2脚、3脚、4脚均与信号反相器（3）的输出端相连，插座J2 的5脚接地。
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