JPH01159945A - 正弦波・余弦波発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は電子線描画装置における正弦波・余弦波発生回
路に関する。

（従来技術） 電子線描画装置は特開昭６２−６７８１６号公報等によ
り知られている。この電子線描画装置において円を描画
する場合には正弦波・余弦波発生回路からの正弦波と余
弦波により走査電子顕微鏡で電子線を走査して円を描画
するが、正弦波・余弦波発生回路としては第７図に示す
ように積分回路１１，１２と反転回路１３とを縦続接続
したものがあり、これは微分方程式 ％式％（１） を解くアナログ・コンピュータの回路として公知である
。この正弦波・余弦波発生回路においては積分回路１１
が入力信号ｖ”を積分してその出力信号−ｖ’＝ｖ、ｓ
ｉｎωｔを積分回路１２が積分してＶ＝　ｃｏｓωｔと
し、これを反転回路１３で反転して積分回路１１に出力
する。

しかしこの正弦波・余弦波発生回路では各回路要素１１
，１２．１３の信号の伝搬遅延や積分回路１１．１２の
リーク電流によって積分回路１１．１２からの正弦波−
Ｖ″と余弦波Ｖの振幅値が徐々に減衰してしまい、電子
線描画装置で高精度な円を描画することができなかった
。

またこの正弦波・余弦波発生回路において積分回路１．
１．１２と反転回路１３からなる閉ループの途中に基準
信号を与え、積分回路１１．１２からの正弦波と余弦波
との位相差を検出して上記閉ループの利得を制御するよ
うにしたものが特開昭６２−３６０２号公報により知ら
れている。

しかしこの正弦波・余弦波発生回路では基準信号と同期
した正弦波と余弦波を取り出し、かつ積分回路１１．１
２からの正弦波と余弦波の振幅値ではなく位相差を検出
して閉ループの利得を制御するので、高精度の正弦波と
余弦波が得られなくて電子線描画装置で高精度な円を描
画することができない。

（目　的） 本発明は上記欠点を除去し、高精度の正弦波と余弦波が
得られて電子線描画装置で高精度な円を描画することが
可能となる正弦波・余弦波発生回路を提供することを目
的とする。

（構　成） 本発明は描画信号により電子線を走査して図形を描画す
る電子線描画装置において、縦続接続された第１−及び
第２の積分回路２反転手段と、７算出手段と、演算手段
とを備えている。

第１及び第２の積分回路は正弦波及び余弦波をそれぞれ
発生して描画信号として出力し、反転手段は第２の積分
回路の出力信号を反転して第１の積分回路に出力する。

算出手段は第１及び第２の積分回路からの正弦波及び余
弦波の各２乗の和を算出し、演算手段は算出手段からの
信号又はその平方根の値と基準信号との差を演算してこ
の差の信号を反転手段にフィードバックする。

第１図は本発明の第１実施例及び第２実施例を共通のブ
ロック図で示したものであり、第１実施例と第２実施例
では振幅値算出回路２４及び基準信号電圧ｖ７゜やが異
なる。

積分回路２１は入力信号Ｖ″′を積分し、その出力信号
−ｖ’＝ｖ、ｓｉｎωｔは積分回路２２で積分されてｖ
−ＣＯ８ωｔとなる。この積分回路２２の出力信号■は
反転回路を兼ねた加算器２３の加算入力となり、この加
算器２３の出力信号が積分回路２１に入力される。また
第１実施例では振幅値算出回路２４で積分回路２１　、
２２の出力信号よりその振幅値Ｖ、を算出してこの振幅
値Ｖ、と基準信号電圧Ｖ、。１（＝Ｖ、。）との差を加
算器２５でとるが、第２実施例では振幅値算出回路２４
で積分回路２１　、２２の出力信号よりその振幅値■、
の２乗ｖ、′を算出してこのＶ、２と基準信号電圧Ｖ、
。ｊ＝ｖ、。′）との差を加算器２５でとる。加算器２
５からの誤差信号εは積分回路２１の出力信号との積が
乗算器２６でとられ、この乗算器２６の出力信号　ｔｖ
、ｓｉｎωｔが加算器２３で積分回路２２の出力信号Ｖ
と加算されて−（Ｖ−εＶ、ｓｉｎωｔ）が得られる。

そして積分回路２１．２２の出力信号−ｖ’；ｖ、ｓｉ
ｎωｔ、ｖ＝ｖ、ｃｏｓωｔがｙ。

Ｘの描画信号として出力され、電子線描画装置において
は走査電子顕微鏡がこのＹ’ｒＸの描画信号により電子
線を’／＋Ｘ方向に走査して図形としてＸ、ｙ座標系上
に円のパターンを描画する。ここに積分回路２］、２２
の出力信号による円パターンの半径は基準信号電圧Ｖ、
。、を変えることにより制御できる。

次に本実施例の動作原理について詳細に説明する。

積分回路２１．２２及び加算器（反転回路）２３のみか
らなる正弦波・余弦波発生回路においては積分回路２１
．２２から正弦波及び余弦波が得られるが、現実にはこ
の正弦波及び余弦波は各回路要素２１，２２゜２３に信
号の伝搬遅延や積分回路２］、２２のリーク電流等によ
る減衰によって振幅値が徐々に小さくなってしまう。本
実施例はこの減衰を防ぐために積分回路２１．２２の出
力信号による円パターンの半径を検出してフィードバッ
クをかけるフィードバック回路を設けたものである。

積分回路２１．２２及び加算器（反転回路）２３のみか
らなる正弦波・余弦波発生回路は微分方程式６式％（１
） て解くようにしたときのアナログ・コンピュータのプロ
グラムであることが知られている。この回路において加
算器２３の出力信号が積分回路２１の入力信号に対して
し。たけ遅れているとすると、（１）式は ｃ１２ｖ（ｔ）／　ｄ　ｔ２＝　−ω２ｖ（ｔ　＋　ｔ
ｏ）　ＨＨＨ（２）となり、 Ｖ−７，ｅ２．ｔ として （λ２＋ωｅ　　　’）ｖ、ｅ　”　ｔｏ＝０２　λｔ となる。また ｅλｔ＝１＋ｔ、λ として（２）式の解を求めると、 （。ｊ゛・ｃｖ”Ｊ（２／”′・（，１）”−１ｔ＋ ａｔｏｕ”＆″（２′”°“）”−１ｔ）・・・（３）
（ｅ となり、この式（３）の（）内は正弦波を発生すること
を表わしている。またこの正弦波の初期の振幅値Ｖ、。

は 一１ｏω２ｔ によって減衰して行くことがわかる。本実施例はこの減
衰を防ぐために第１図に示すようなフィードバック回路
２４，２５．２６を付加したものである。

Ｘとｙの信号の２乗の和は ｖ、”ｓｉｎ”ωｔ＋ｖ、”ｃｏｓ２ωｔ＝ｖ、”であ
って減衰がなければ一定値となるので、振幅値算出回路
２４でこのｖ、′又はその平方根Ｖ、を算出し、このｖ
、′又はＶ、と基準信号ｖ　、−（＝　ｖ　、ｏ”又は
Ｖ、。）との誤差信号εを加算器２６で求めてこの誤差
信号εを加算器２３で積分回路２２の出力信号に加算す
る。このような構成をとることにより基準信号Ｖ、。、
に対応した半径の高精度な円パターンを電子顕微鏡で描
画することが可能となる。

次に本実施例における信号の流れについて詳しく述べる
。始めに積分回路２１の入力信号を仮に電圧ｖ＝ｖ（ｔ
）の２回微分値ｖ″とすると、これを積分回路２１で積
分した信号は−ｖ’　（＝ｖ、ｓｉｎωｔ）となる。こ
の信号を積分回路２２で積分すると、その出力信号はｖ
　（＝　ｖ　、ｃｏｓωｔ）となる。この信−７＝ 号から加算器２３で上記フィードバック回路の出力信号
εｖ　、ｓｉｎωｔを引いて反転した信号が−（Ｖ−ε
ｖ、ｓｉｎωｔ）となる。Ｅ弁Ｏであるので、この加算
器２３の出力信号が積分回路２１へ再び戻るとき一■で
あり、この回路が（１）式の示すｖ″ニー■方程式の根
を求めるアナログ・コンピュータのプログラムであるこ
とが分かる。ここでε≠０を考慮した説明をする。積分
回路２１．２２の出力信号の２乗の和（ｖ　ｌ　２　＋
ｖ２）又はその平方根Ｊｖ′２＋ｖ２を振幅値算出回路
２４で算出するが、その出力信号は積分回路２１．２２
の出力信号により描画される円の半径の２乗又は半径を
表わす値となっているので、基準信号ｖ４−（＝Ｖ　、
Ｏ”又はＶ、。）との差を加算器２６でとって誤差信号
εを求める。そしてこれを重みとして乗算器２６で積分
回路２１の出力信号との積をとって加算器２３に加える
。こうすることで積分回路２２の出力信号より位相の進
んだ積分回路２１の出力信号−Ｖ′がεに比例して積分
回路２２の出力信号に加算されるために位相遅れを補償
することができる。

第２図は第２実施例における振幅値算出回路２４の構成
を示す。積分回路２１．２２の出力信号−ｖ’＝ｖ＋ｓ
ｉｎωｔ、ｖ＝ｖ、ｃｏｓωｔはそれぞれ乗算器を用い
た２乗器２７．２８により２乗されて　ｖ、”５ｉｎ２
ωｔ、ｖ、”ｃｏｓ２ωｔとなり、加算器２９により加
算される。また第３図は第１実施例における振幅値算出
回路２４の構成を示す。この振幅値算出回路２４は第２
図の振幅値加算回路２４において平方根器３０を追加し
たものであり、加算器２９の出力信号Ｖ、′の平方根Ｖ
、が平方根器３０により求められる。

上記積分回路２１．２２は例えば第４図に示すように演
算増幅器３１．抵抗３２．コンデンサ３３により構成さ
れ、入力信号を積分する。

上記加算器２３．２５は例えば第６図に示すように演算
増幅器３４．抵抗３５〜３８からなる減算器が用いられ
るが、基準信号Ｖ１．．と乗算器２６の出力信号の極性
を逆にすれば第５図に示すように演算増幅器３９．抵抗
４０〜４２からなる加算器が用いられる。

（効　果） 以上のように本発明によれば描画信号により電子線を走
査して図形を描画する電子線描画装置において、縦続接
続され正弦波及び余弦波をそれぞれ発生して描画信号と
して出力する第１及び第２の積分回路と、この第２の積
分回路の出力信号を反転して前記第１の積分回路に出力
する反転手段と、前記第１及び第２の積分回路からの正
弦波及び余弦波の各２乗の和を算出する算出手段と、こ
の算出手段からの信号又はその平方根の値と基準信号と
の差を演算してこの差の信号を前記反転手段にフィード
バックする演算手段とを備えたので、高精度の正弦波及
び余弦波が得られて電子線描画装置で高精度な円を描画
することが可能となり、かつ正弦波及び余弦波の振幅値
を基準信号で規制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図及び
第３図は振幅値算出回路の各側を示すブロック図、第４
図は積分回路の例を示す回路図、第５図（ａ）（ｂ）は
加算器の例を示す回路図及びブロック図、第６図（ａ　
）（ｂ　）は減算器の例を示す回路図及びブロック図、
第７図は従来の正弦波・余弦波発生回路を示すブロック
図である。 ２１．２２・・・積分回路、２３・・・反転回路を兼ね
た加算器、２４　、２５　、２６・・・フィードバック
系。 −１］− 第　４　図 Ｊｔ） ％ｅｆ　（２ｈｏヌはγγＩ） 第２図 第　　　ろ　　図 第４図 銅 、Ｗ ５　図 （ｂ） ０図 （少）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　描画信号により電子線を走査して図形を描画する電子
   線描画装置において、縦続接続され正弦波及び余弦波を
   それぞれ発生して描画信号として出力する第１及び第２
   の積分回路と、この第２の積分回路の出力信号を反転し
   て前記第１の積分回路に出力する反転手段と、前記第１
   及び第２の積分回路からの正弦波及び余弦波の各２乗の
   和を算出する算出手段と、この算出手段からの信号又は
   その平方根の値と基準信号との差を演算してこの差の信
   号を前記反転手段にフィードバックする演算手段とを備
   えたことを特徴とする正弦波・余弦波発生回路。