CS238098B1 - Zapojení pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů - Google Patents

Abstract

Zapojení je určeno pro rastrovací elektronové mikroskopy. Podstatou zapojení je, že výstupní napětí měřicího obvodu je zpracováno korekčním obvodem a zesilovači s řízeným zesílením, jejichž zesílení jsou řízena diskrétně po dekádách výstupními signály komparátorů v závislosti na velikosti napětí. Výsledné napětí je převáděno analogově - číslicovým převodníkem na číslicovou informaci o mantise výsledku. Rád výsledku je vyhodnocován dekodérem z výstupních signálů komparátorů a obvodu přepínání proudu vychylovacích cívek.

Description

Vynález se týká zapojení pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem.

Dosavadní způsob určení rozměrů objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem, spočívá v odměřování rozměrů na obrazovce pomocí elektronicky zobrazené řady značek s přesně definovanými rozestupy, na,příklad l^um. Při měření musí obsluha mikroskopu užitím ovladačů posuvu x a y posunout obraz měřeného objektu tak, aby bylo možné pomocí řady znače!; odměřit zvolený rozměr.

Nevýhodou dosavadního způsobu je zdlouhavé a únavné počítání značek na obrazovce rastrovacího elektronového mikroskopu, což často vede k chybám. Výsledek měření je navíc zatížen chybou interpolace mezi značkami.

Dokonalejší způsob určení rozměrů objektů, pozorovaných rastrovacím elektronovým mikroskopem, spočívá v zobrazení dvou pohyblivých značek na obrazovce, kterými obsluha, mikroskopu snadno a přesně ohraničí měřený objekt. Vlastní měření pak provádí s vysokou přesností elektronický měřicí obvod, na jehož výstupe je napětí přímo úměrné velikosti měřeného rozměru.

Nevýhodou popsaného způsobu měření je, že velikost výstupního napětí, která závisí na vzdálenosti značek a na zvětšení obrazu, se může měnit v rozsahu několika řádů, což při přímém zobrazení změřeného údaje způsobuje změnu jeho relativní přesnosti v rozsahu několika řádů. Další nevýhodou je, že výsledný údaj platí pouze pro jedinou hodnotu urychlovacího napětí a pro jedinou hodnotu vzdálenosti pozorovaného objektu v ose z. Pro jiné hodnoty je nutné změřený údaj přepočítávat pomocí korekčních faktorů.

238 098

Protože u rastrovacích elektronových mikroskopů bývá ovládání zvětšení dvoustupňové.například skokově po dekádách c plynule v rozsahu jedné dekády, a protože výstupní napětí měřicího obvodu zahrnuje pouze vliv plynulého ovládání zvětšeni, je nutné navíc násobit změřený údaj příslušnou mocninou čísla 10·, podle skokově nastaveného zvětšení.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů podle vynálezu, jehož podstatou je, že měřicí obvod je spojen jednak přes první zesilovač s řízeným zesílením, korekční obvod a druhý zesilovač s řízeným zesílením se vstupem analogově-číslicového převodníku, jehož sběrnicový výstup je spojen s prvním 3běrnicovým vstupem zobrazovače a jednak se vstupem prvního komparátoru, jehož výstup je spojen s řídicím vstupem prvního zesilovače s řízeným zesílením a současně ε prvním vstupem dekodéru, zatímco výstup korekčního obvodu je spojen se vstupem druhého komparátoru, jehož výstup je spojen s řídícím vstupem druhého zesilovače s řízeným zesílením a současně s druhým vstupem dekodéru. Sběrnicový výstup obvodu přepínání proudu vychylovacích cívek je spojen se sběrnicovým vstupem dekodéru, jehož sběrnicový výstup je spojen o druhým sběrnicovým vstupem zobrazovače.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je úplná automatizace vyhodnocení a zobrazení výsledku měření. .Zapojení určuje automaticky správný řád výsledku v celém rozsahu zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu a provádí korekci výsledku v závislosti na zvolené hodnotě urychlovacího napětí a vzdálenosti pozorovaného objektu v ose z. Zapojení tak úplně odstraňuje přepočítáváni výsledku pomocí korekčních faktorů, případně určování výsledku z více údajů.

Další výhodou zapojení podle vynálezu je vysoká přesnost vyhodnocení a zobrazení výsledku měření, dosažená rozdělením výsledku do dvou složek - mantisy a řádu, které jsou zpracovává ny odděleně. Relativní přesnost výsledku měřeni se v celém rozsahu měření^ například 100 nm až 10 mm mění pouze v rozmezí jednoho řádu.

- 3 238 098

Vynález blíže objasní výkres, na kterém je blokové schéma zapojeni pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů.

Měřicí obvod 1_ je spojen jednak se signálovým vstupem prvního zesilovače 2 s řízeným zesílením, jehož výstup je spojen s korekčním obvodem 4 a jednak se vstupem prvního konparátoru 3, jehož výstup je spojen s řídicím vstupem prvního zesilovače 2 s řízeným zesílením a současně s prvním vstupem dekodéru S. Korekční obvod 4 je spojen jednak se signálovým vstupem druhého zesilovače J5 s řízeným zesílením, jehož výstup je spojen s anslogově-číslicovým převodníkem 7 a jednak se vstupem druhého komparátoru 6, jehož výstup je spojen s řídicím vstupem druhého zesilovače 5 o řízeným zesílením a současně s druhým vstupem dekodéru 9. Sbčrnicový výstup obvodu 8 přepínání proudu vychylovecích cívek je spojen se sběrnicovým vstupem dekodéru 9. Sběrnicové výstupy anulcgově-číslicového převodníku 7 a dekodéru J9 jsou spojeny s prvním a druhým sběrnicovým vstupem zobrazovače 10.

Zapojení podle vynálezu pracuje takto: Měřicí obvod 1. provádí měření zvoleného rozměru objektu, pozorovaného rastrovacím elektronovým mikroskopem. Na výstupu měřicího obvodu 1_ je stejnosměrné napětí přímo úměrné velikosti měřeného rozměru. Velikost napětí se může měnit v rozsahu několika řádů.

Toto napětí je přiváděno jednak na vstup prvního komparáto*» ru který vyhodnocuje jeho velikost, jednak na signálový vstup prvního zesilovače 2 s řízeným zesílením , Zesíleni prvního zesilovače 2 s řízeným zesílením je řízeno diskrétně po dekádách výstupním signálem prvního komparátoru 3 tak, že na výstupu prvního zesilovače 2 s řízeným zesílením je napětí s upraveným řádem. Velikost napětí dále upravuje korekční obvod 4 v závislosti na zvolené hodnotě urychlovacího napětí •a na vzdálenosti pozorovaného objektu v ose z. Velikost výstupního napětí korekčního obvodu 4 se může měnit v rozsahu několika řádů, proto js napětí dále zpracováno druhým zesilovačem 5 s řízeným zesílením, jehož zesíleni je řízeno diskrétně po dekádách výstupním signálem druhého komparátoru 6, který vyhodnocuje velikost přiváděného napětí. Na výstupu druhého zesilovače 5 s řízeným zesílením je stejnosměrné napětí,

238 098 přímo úměrné mantise výsledku měření, jehož velikost se může měnit pouze v rozmezí jednoho řádu. Napětí převádí analogověčíslicový převodník 7 na číslicovou informaci.

Na sběrnicovén výstupu cbvodu 8 přepínání proudu vychylovacích cívek je logický signál, nesoucí informaci o skokově nastaveném zvětšení. Tento signál je společně s logickými signály z prvního komparátoru a z druhého komparátoru 6 přiváděn do dekodéru 9, který vyhodnocuje řád výsledku měření.

Sběrnicové výstupy analogově-číslicového převodníku 7 a dekodéru 9 jsou připojeny na první a druhý sběrnicový vstup zobrazovače 1C, který zobrazuje současně mantisu i řád změřeného rozměru. Výsledný údaj zobrazovače 1C je platný v celém rozsa hu zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu, nezávisle na zvolené hodnotě urychlovacího napětí a vzdálenosti pozorovaného objektu v ose z.

Zapojení pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů nalezne uplatnění v rastrovacích elektronových mikroskopech vc všech aplikacích, kdy je potřeba rychle a přesně určevt rozměry pozorovaných objektů libovolného druhu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   238 098

   Zapojení pro automatické vyhodnocení rozměrů mikroskopických objektů,vyznačující se tím, že měřicí obvod (1) je spojen jednak přes první zesilovač (2) s řízeným zesílením, korekční obvod (4) a druhý zesilovač (5) s řízeným zesílením se vstupem analogově-číslicového převodníku (7), jehož sběrnicový výstup je spojen s prvním sběrnicovým vstupem zobrazovače (10) a jednak se vstupem prvního komparátoru (3), jehož výstup je spojen s řídícím vstupem prvního zesilovače (2) s řízeným zesílením a současně s prvním vstupem dekodéru (9), zatímco výstup korekčního obvodu (4) je spojen se vstupem druhého komparátoru (6), jehož výstup je spojen s řídícím vstupem druhého zesilovače (5) s řízeným zesílením a současně s druhým vstupem dekodéru (9), přičemž sběrnicový výstup obvodu (8) přepínání proudu vychylovacích cívek je spojen se sběrnicovým vstupem dekodéru (9), jehož sběrnicový výstup je spojen s druhým sběrnicovým vstupem zobrazovače (10).

   1 výkres