CS257198B1

CS257198B1 - Obvod automatického zpracování zvétšenírastrovacího elektronového mikroskopu

Info

Publication number: CS257198B1
Application number: CS869423A
Authority: CS
Inventors: Michael Rychnovsky
Original assignee: Michael Rychnovsky
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS942386A1

Abstract

Řešení se týká obvodu automatického zpracování zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu. Podstatou řešeni je, že výstupní napětí vyhodnocovacího obvodu je spolu s řídicím napětím obvodu plynulého ovládání zvětšení zpracováno operační jednotkou a zesilovači, jejichž zesílení jsou přepínána po dekádách výstupními signály komparátorů v závislosti na velikosti napětí. Výsledné napětí je převáděno analogově číslicovým převodníkem na číslicovou informaci o mantise zvětšení. Řád zvětšení je vyhodnocován dekodérem z výstupních signálů komparátorů a obvodu stupňového ovládání zvětšení. Řešení lze s výhodou využít zejména při konstrukci rastrovacích elektronových mikroskopů.

Description

Vynález se týká obvodu automatického zpracování zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu.

Rastrovací elektronový mikroskop umožňuje pozorování zkoumaných vzorků při různém zvětšení, jehož velikost lze řídit v širokém rozsahu, například pěti dekád. Požadovanou hodnotu zvětšení je možné velmi rychle nastavit stupňovým ovladačem zvětšení a velmi přesně dostavit plynulým ovladačem zvětšeni. U přístrojů s vyšší technickou vybaveností je výsledná hodnota zvětšení zobrazována číslicovým zobrazovačem. Jeho údaj obvykle zahrnuje vliv stupňového i plynulého ovladače zvětšeni s příslušnou korekcí v závislosti na velikosti urychlovacího napětí, případně i v závislosti na vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu. Potřebné funkce bývají soustředěny do jediného analogového obvodu, jehož výstupní napětí je převáděno číslicovým převodníkem na číslicovou informaci o zvětšení.

Nevýhodou dosavadního způsobu zpracování zvětšení je celkově nízká přesnost. Relativní chyba výsledného údaje se mění v rozmezí několika řádů, což znehodnocuje výsledek zejména v oblasti malých zvětšení. Dokonalejší řešení, odstraňující tento nedostatek, používají složitou výpočetní techniku a jsou mnohonásobně dražší.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje obvod automatického zpracování zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořen prvním zesilovačem, spojeným svým signálovým vstupem s výstupem vyhodnocovacího obvodu a se vstupem prvního komparátoru, svým řídicím vstupem s výstupem prvního komparátoru a s prvním vstupem dekodéru a svým výstupem s prvním vstupem operační jednotky, jejíž druhý vstup je spojen s výstupem obvodu plynulého ovládání zvětšení a jejíž výstup je spojen se vstupem druhého komparátoru a se signálovým vstupem druhého zesilovače, spojeného svým výstupem se vstupem analogově číslicového převodníku a svým řídicím vstupem s výstupem druhého komparátoru a s druhým vstupem dekodéru, jehož sběrnicový vstup je sopjen s prvním sběrnicovým výstupem obvodu stupňového ovládání zvětšeni a jehož sběrnicový výstup je spojen s prvním sběrnicovým vstupem zobrazovacího obvodu, zatímco druhý sběrnicový vstup zobrazovacího obvodu je připojen ke sběrnicovému výstupu analogově číslicového převodníku. Podstatou vynálezu rovněž je, že mezi výstup vyhodnocovacího obvodu a signálový vstup prvního zesilovače, který je epojený se vstupem prvního komparátoru, je zapojen dělič napětí, k jehož sběrnicovémuv stupu je připojen druhý sběrnicový výstup obvodu stupňového ovládání zvětšení. Výhodné přitom je, jestliže operační jednotka je tvořena analogovou děličkou a obvod plynulého ovládání zvětšení je tvořen násobícím obvodem, nebo jestliže operační jednotka je tvořena analogovou násobičkou a obvod plynulého ovládání zvětšení je tvořen dělicím obvodem.

Výhodou zapojení podle vynálezu je zcela automatické zpracování a číslicové zobrazení údaje o zvětšení v celém jeho rozsahu, například pěti dekád. Výsledný číslicový údaj zahrnuje vliv stupňového i plynulého ovladače zvětšení, vliv velikosti urychlovacího napětí i vliv vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu.\Zcela odpadá určování zvětšení z několika údajů, případně používání korekčních koeficientů.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je vysoká přesnost zpracování zvětšení, přičemž relativní chyba se nezvyšuje ani v oblasti malých zvětšení.

Nezanedbatelnou výhodou je poměrná jednoduchost zapojení, spojená s nízkými realizačními náklady.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je schematicky znázorněno příkladné provedení obvodu automatického zpracování zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu podle vynálezu.

Příkladné provedeni obvodu podle vynálezu je vytvořeno následujícím zapojením. První zesilovač 1_ je spojen svým signálovým vstupem 101 se vstupem prvního komparátoru 2 a přes dělič 2 napětí s výstupem vyhodnocovacího obvodu £, svým řídicím vstupem 102 s výstupem prvního komparátoru 2 a s prvním vstupem 51 dekodéru 5, a svým výstupem s prvním vstupem 61 operační jednotky 6. Operační jednotka 6 je dále spojena svým druhým vstupem 62 s výstupem obvodů _7 plynulého ovládání zvětšení a svým výstupem se signálovým vstupem 81 druhého zesilovače 8 a se vstupem druhého komparátoru 5_. Druhý zesilovač £ je spojen svým výstupem se .vstupem analogově číslicového převodníku 10 a svým řídicím vstupem 82 s výstupem druhého komparátoru j) a s druhým vstupem 52 dekodéru 5. Ke sběrnicovému výstupu analogově číslicového převodníku 10 je připojen druhý sběrnicový vstup 112 zobrazovacího obvodu 11, jehož první sběrnicový vstup 111 je spojen se sběrnicovým výstupem dekodéru 5. Ke sběrnicovému vstupu 32 děliče 3^ napětí je připojen druhý sběrnicový výstup 122 obvodu 12 stupňového ovládání zvětšeni, zatímco první sběrnicový výstup 121 obvodu 12 stupňového ovládání zvětšení je spojen se sběrnicovým vstupem 53 dekodéru 5.

Obvod podle vynálezu pracuje takto: Vyhodnocovací obvod vyhodnocuje Základní zvětšení mikroskopu v závislosti na velikosti urychlovacího napětí a na vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu. Na výstupu vyhodnocovacího obvodu i je stejnosměrné napětí přímo úměrné základnímu zvětšení. Toto napětí přichází do děliče 3_ napětí, jehož dělicí poměr je přepínán logickými signály z druhého sběrnicového výstupu 122 obvodu 12 stupňového ovládání zvětšení. Obvod 12 stupňového ovládání zvětšení slouží k ovládání zvětšení po stupních, které jsou u příkladného provedení vynálezu zvoleny tak, aby tvořily řadu 1, 2, 5, 10, 20* 50, 100,

200, 500, 1 000, 2 000, 5 000. Na jeho prvém a druhém sběrnicovém výstupu 121, 122.’je informace o zvoleném stupni zvětešní rozdělena do dvou složek: mantisy a řádu. Logický signál z druhého sběrnicového výstupu 122 obvodu 12 stupňového ovládání zvětšení přepíná dělicí poměr děliče 2 napět! souhlasně s mantisou zvoleného stupně zvětšení, která u výše uvedeného příkladného provedení nabývá hodnot 1, 2, 5.

Pokud je však řada přepínaných stupňů zvětšení stanovena tak, že mantisa zůstává stále stejná, například jsou-li stupně zvětšeni 10, 100, 1 000, 10 000, je možno dělič _3 napětí vynechat, takže obvod'1^2 stupňového ovládání zvětšení dává informaci pouze dekodéru 5, a to informaci o řádu zvoleného stupně zvětšení.

Upravené napětí z děliče 3 napětí je přiváděno jednak na vstup prvního komparátoru 2, který vyhodnocuje jeho velikost srovnáním s napětím neznázorněného referenčního zdroje, jednak na signálový vstup 101 prvního zesilovače 1. Zesílení prvního zesilovače 1^ je přepínáno po dekádách výstupním signálem prvního komparátoru 2 tak, že výstupní napětí prvního zesilovače 2 se mění pouze v rozmezí jedné dekády. Toto napětí přichází na první vstup 61 operační jednotky 6. Na její druhý vstup 62 je z obvodu 7_ plynulého ovládání zvětšení přiváděno.stejnosměrné řídicí napětí U-, které slouží k plynulému řízení zvětšení. Jestliže je obvod 2 plynulého ovládání zvětšení proveden jako násobící obvod, je operační jednotka ji realizována analogovou děličkou, pro jejíž výstupní napětí U_v platí vztah:

kde υ_χ je napětí na prvním vstupu 61, U^. je napětí na druhém vstupu 62, U_y je napětí na výstupu operační jednotky 6 a K je konstanta, například 10. Výstupní, napětí U_y operační jednotky 6^ dále zpracovává druhý zesilovač jehož zesílení je přepínáno po dekádách výstupním signálem druhého komparátoru _9, který vyhodnocuje velikost přiváděného napětí. Na výstupu druhého zesilovače £ je stejnoměrné napětí, přímo úměrné mahtise zvětšení, jehož velikost se může měnit pouze v rozmezí jedné dekády. Napětí převádí analogově číslicový převodník 10 na číslicovou informaci.

Na prvním sběrnicovém výstupu 121 obvodu 12 stupňového ovládání zvětšení je logický signál, nesoucí informaci o řádu zvoleného stupně zvětšení. Tento signál je společně s logickými signály z prvního komparátoru 2 a z druhého komparátoru 9_ přiváděn do dekodéru 3, který vyhodnocuje řád zvětšení.

Výstupní signály analogově číslicového převodníku 10 a dekodéru 5 jsou přivedeny na druhý a první sběrnicový vstup 111, 112 zobrazovacího obvodu 11, který zobrazuje současně mantisu i řád zvětšení v celém rozsahu, například pěti dekád. Relativní přesnost údaje se mění pouze v rozmezí jedné dekády.

Vynález lze s výhodou využit zejména pří konstrukci rastrovacích elektronových mikroskopů .

Claims

1. Obvod automatického zpracování zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu, vyznačující se tím, že je tvořen prvním zesilovačem (1), spojeným svým signálovým vstupem (101) s výstupem vyhodnocovacího obvodu (4) a se vstupem prvního komparátoru (2), svým řídicím vstupem (102) s výstupem prvniho komparátoru (2) a s prvním vstupem (51) dekodéru (5) a svým výstupem s prvnim vstupem (61) operační jednotky (6), jejíž druhý vstup (62) je spojen s výstupem obvodu (7) plynulého ovládání zvětšení a jejíž výstup je spojen se vstupem druhého komparátoru (9) a se signálovým vstupem (81) druhého zesilovače (8), spojeného svým výstupem se vstupem analogově číslicového převodníku (10) a svým řídicím vstupem (82) s výstupem druhého komparátoru (9) a s druhým vstupem (52) dekodéru (5), jehož sběrnicový vstup (53) je spojen s prvním sběrnicovým výstupem (121) obvodu (12) stupňového ovládání zvětšeníia jehož sběrnicový výstup je spojen s prvním sběrnicovým vstupem (111) zobrazovacího obvodu (11) , zatímco druhý sběrnicový vstup (112) zobrazovacího obvodu (11) je připojen ke sběrnicovému výstupu analogově číslicového převodníku (10).

2. Obvod podle bodu 1, vyznačující se tím, že; mezi výstup vyhodnocovacího obvodu (4) a signálový vstup (101) prvniho zesilovače (1), který je spojený se vstupem prvního komparátoru (2), je zapojen dělič (3) napětí, k jehož sběrnicovému vstupu (32) je připojen druhý sběrnicový výstup (122) obvodu (12) stupňového ovládáni zvětšení.

3. Obvod podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že operační jednotka (6) je tvořena analogovou děličkou a obvod (7) plynulého ovládání zvětšení je tvořen násobícím obvodem.

4. Obvod podle bodů 1 a 2, vyznačující se tlm, že operační jednotka (6) je tvořena analogovou násobičkou a. obvod (7) plynulého ovládáni zvětšení je tvořen dělicím obvodem.