JPH03122520A - Pulse dividing device - Google Patents

Pulse dividing device

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JPH03122520A
JPH03122520A JP1261125A JP26112589A JPH03122520A JP H03122520 A JPH03122520 A JP H03122520A JP 1261125 A JP1261125 A JP 1261125A JP 26112589 A JP26112589 A JP 26112589A JP H03122520 A JPH03122520 A JP H03122520A
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JP
Japan
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pulse
output
encoder
signal
reference pulse
Prior art date
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Application number
JP1261125A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Nakanuma
忠司 中沼
Kazuto Nakamura
和人 中村
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KOUGA DENSHI KK
Omron Corp
Original Assignee
KOUGA DENSHI KK
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by KOUGA DENSHI KK, Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical KOUGA DENSHI KK
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Publication of JPH03122520A publication Critical patent/JPH03122520A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable division of a reference pulse within the range of a multiplied pulse by a method wherein an encoder of an incremental type is driven at a fixed speed, one period of the reference pulse outputted therefrom is synchronized with PLL and multiplied, a count value of this pulse is compared with prescribed set data, and a pulse output is controlled by an output of the comparison. CONSTITUTION:A multiplier constituting a pulse dividing circuit used for an energy beam drawing device is constructed in the following way. A pulse, e.g. a phase-A output, outputted by an incremental-type encoder 5 driven at a fixed speed by a motor 4 is given as a reference pulse A to a phase detector 7. The detector 7 forms a phase-locked loop together with a low-pass filter 8, a voltage- controlled oscillator 9 and a frequency divider 10, comparing phases of the pulse A and a frequency division output A'' of the frequency divider 10 with each other and making a signal in proportion to the comparison outputted. In the filter 8, only a low-frequency component of the output of the detector 7 is selected, and in the oscillator 9, an oscillation frequency is varied in accordance with an input.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えばエネルギビーム描画装置などに組み
込まれるインクリメンタル型のエンコーダに関連する技
術であって、殊にこの発明は、この種エンコーダが出力
するパルスを基準パルスとして、この基準パルスを任意
のデユーティ比で分割するのに用いられるパルス分割装
置に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a technology related to an incremental encoder incorporated in, for example, an energy beam drawing device. The present invention relates to a pulse splitting device that is used to divide a reference pulse into a reference pulse at an arbitrary duty ratio.

〈従来の技術〉 例えばエネルギビーム描画装置は、第10図に示す如く
、真空室内に回転可能な試料台1を配備し、この試料台
lの上方にビーム照射部2を位置させて、試料台1上に
固定した試料3へ電子ビームやレーザビームなどのエネ
ルギビームを照射するものである。前記試料3は、例え
ばインクリメンタル型のロークリエンコーダに組み込ま
れる回転円板を製作するためのもので、この試料3を回
転させつつビーム照射部2よりエネルギビームを照射す
ることにより所定のパターンを生成する。
<Prior art> For example, an energy beam lithography apparatus, as shown in FIG. A sample 3 fixed on a sample 1 is irradiated with an energy beam such as an electron beam or a laser beam. The sample 3 is used to manufacture a rotating disk to be incorporated into, for example, an incremental type low-resolution encoder, and a predetermined pattern is generated by irradiating the sample 3 with an energy beam from the beam irradiation unit 2 while rotating the sample 3. do.

前記試料台1を回転駆動するためのモータ4にはインク
リメンタル型のロークリエンコーダ(以下、単に「エン
コーダ」という)5が一体に連結しである。このエンコ
ーダ5が出力するパルス(例えばA相出力)は基準パル
スAとしてモータ4およびビーム照射部2に与えられ、
この基準パルスAのタイミングでモータ4の回転動作が
制御され、またビーム照射部2のビーム照射動作が制御
される。
An incremental rotary encoder (hereinafter simply referred to as "encoder") 5 is integrally connected to the motor 4 for rotationally driving the sample stage 1. The pulse outputted by this encoder 5 (for example, A phase output) is given to the motor 4 and the beam irradiation unit 2 as a reference pulse A,
The rotation operation of the motor 4 is controlled at the timing of this reference pulse A, and the beam irradiation operation of the beam irradiation section 2 is also controlled.

すなわちビーム照射部2は、基準パルスAのオン・オフ
に対応してエネルギビームを出力し、これにより試料3
の上面に所定のパターンを描画するものである。従って
試料3には、基準となるエンコーダ5が内蔵する回転円
板と同じパターンが描画されることになる。
In other words, the beam irradiation unit 2 outputs an energy beam in response to the on/off of the reference pulse A, and thereby the sample 3
A predetermined pattern is drawn on the top surface of the . Therefore, the same pattern as the rotating disk included in the reference encoder 5 is drawn on the sample 3.

前記基準パルスAのパルス数は一定の値であるから、も
し試料3に対し、エンコーダ5が内蔵する回転円板と異
なるパターンを描画するには、前記エンコーダ5が出力
する基準パルスAを分周したり、第11図中、A′で示
すように分割したりする必要がある。
Since the number of pulses of the reference pulse A is a constant value, if you want to draw a pattern on the sample 3 that is different from the rotating disk built in the encoder 5, the reference pulse A output from the encoder 5 should be frequency-divided. It is also necessary to divide it as shown by A' in FIG. 11.

例えば公知の分周器を用いて基準パルスAを分周すれば
、整数分の1の周波数のパルスが得られ、またエンコー
ダ5より正弦波状のアナログ信号を取り出して複数のし
きい値で処理すれば、整数倍の周波数のパルスが得られ
る。
For example, if the reference pulse A is frequency-divided using a known frequency divider, a pulse with a frequency of 1/integer can be obtained, and a sinusoidal analog signal can be extracted from the encoder 5 and processed using multiple threshold values. For example, pulses with a frequency that is an integer multiple can be obtained.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこれらの方式では、基準パルスに対して整
数分の1または整数倍の周波数のパルスが得られるのみ
で、それ以外の任意の周波数のパルスを得ることは困難
である。またアナログ信号を処理する方式の場合、適切
なアナログ信号を得るために、エンコーダを精度良く設
置するなどの必要があり、しかもエンコーダの回転速度
にも限界がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, with these methods, pulses with a frequency that is an integer fraction or an integer multiple of the reference pulse can only be obtained, and it is not possible to obtain pulses with any other frequency. Have difficulty. Furthermore, in the case of a method that processes analog signals, it is necessary to install the encoder with high accuracy in order to obtain an appropriate analog signal, and there is also a limit to the rotation speed of the encoder.

ところで前記ビーム照射部2を、第12図(1)に示す
ようなブランキング信号Bxにて駆動する場合、実際の
エネルギビームは、応答速度の遅れにより、第12図(
2)に示すような強度分布となる。その結果、試料3に
描画されたパターンの断面は、第12図(3)に示す如
く、その立上りおよび立下りが前記ブランキング信号B
Kより時間τ。、τ。だけ遅れたものとなる。
By the way, when the beam irradiation unit 2 is driven by a blanking signal Bx as shown in FIG. 12(1), the actual energy beam is as shown in FIG. 12(1) due to a delay in response speed.
The intensity distribution will be as shown in 2). As a result, the cross section of the pattern drawn on the sample 3 has the rising and falling edges of the blanking signal B, as shown in FIG. 12 (3).
Time τ from K. , τ. It will be delayed only.

この時間遅れが一致(τ0=τD)しておれば、描画パ
ターンはブランキング信号Bxに対してその位相が全体
にシフトするのみでブランキング信号BKと相似形とな
るが、実際はこの両者が不一致(τ。≠τD)であるた
め、期待した描画パターンを得ることが困難である。そ
こでブランキング信号BKの生成には、第13図および
第14図に示す如く、パルスの一周期Q、に対し、立上
り角度θ、と立下り角度θ。
If these time delays match (τ0 = τD), the drawing pattern will be similar to the blanking signal BK only by shifting its entire phase with respect to the blanking signal Bx, but in reality, the two do not match. (τ.≠τD), it is difficult to obtain the expected drawing pattern. Therefore, to generate the blanking signal BK, as shown in FIGS. 13 and 14, a rising angle θ and a falling angle θ are set for one period Q of the pulse.

とを指令として与えて、デユーティ比を適宜に設定して
やる必要がある。
It is necessary to give this as a command and set the duty ratio appropriately.

ところが従来のパルス分割方式では、このデユーティ比
を任意に設定し得す、正確なデユーティ比を設定するに
は、後段に専用回路を付加するなどの必要がある。
However, in the conventional pulse division method, this duty ratio can be set arbitrarily, and in order to set an accurate duty ratio, it is necessary to add a dedicated circuit at the subsequent stage.

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、イン
クリメンタル型のエンコーダの出力パルスをPLL (
P hase  L ocked L oop )逓倍
器により逓倍してパルス分割を行う方式を導入すること
により、この逓倍パルスの周波数の範囲内で任意のデユ
ーティ比で任意のパルス数に分割し得る新規なパルス分
割装置を提供することを目的とする。
This invention was made by focusing on the above problem, and the output pulses of an incremental encoder are converted into PLL (
By introducing a method of dividing the pulse by multiplying it by a multiplier (Phase Locked Loop), a new pulse division method that can divide the pulse into any number of pulses at any duty ratio within the frequency range of this multiplied pulse. The purpose is to provide equipment.

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、定速駆動され
るインクリメンタル型のエンコーダと、このエンコーダ
が出力するパルスを基準パルスとしてその一周期をPL
L同期して前記基準パルスを逓倍するPLL逓倍器と、
このPLL逓倍器による逓倍パルスを計数する計数器と
、出力パルスの一周期長さと立上りおよび立下りの各タ
イミングとにかかる設定データと前記計数器の計数出力
とを比較する1以上の比較器と、この比較器の出力に基
づき出力パルスの立上りおよび立下りを制御するパルス
生成器とでパルス分割装置を構成することにした。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention uses an incremental encoder that is driven at a constant speed, and a pulse generator that uses the pulse outputted by the encoder as a reference pulse and uses a PL
a PLL multiplier that multiplies the reference pulse in L synchronization;
a counter that counts the multiplied pulses by the PLL multiplier; and one or more comparators that compares the count output of the counter with setting data regarding one period length of the output pulse and each timing of rising and falling. , and a pulse generator that controls the rise and fall of the output pulse based on the output of this comparator.

〈作用〉 インクリメンタル型のエンコーダを定速駆動し、このエ
ンコーダが出力する基準パルスの一周期をPLL同期し
て逓倍し、その逓倍パルスの計数値と設定データとを比
較して、その比較出力により出力パルスの立上りおよび
立下りを制御するようにしたので、逓倍パルスの周波数
の範囲内で基準パルスが任意のデユーティ比で任意のパ
ルス数に分割される。
<Operation> An incremental encoder is driven at a constant speed, one cycle of the reference pulse outputted by this encoder is multiplied in synchronization with the PLL, and the count value of the multiplied pulse is compared with the setting data, and based on the comparison output. Since the rise and fall of the output pulse are controlled, the reference pulse is divided into an arbitrary number of pulses at an arbitrary duty ratio within the frequency range of the multiplied pulse.

〈実施例〉 第1図は、この発明のパルス分割装置に用いられるPL
L逓倍器6の構成を示している。
<Example> FIG. 1 shows a PL used in the pulse splitting device of the present invention.
The configuration of the L multiplier 6 is shown.

図中のインクリメンタル型のエンコーダ5はモータ4に
より定速駆動されるもので、このエンコーダ5が出力す
るパルス(例えばA相出力)が基準パルスAとして位相
検出器7へ与えられる。
The incremental encoder 5 shown in the figure is driven at a constant speed by the motor 4, and the pulses output by the encoder 5 (for example, A-phase output) are given to the phase detector 7 as a reference pulse A.

この位相検出器7は、ローパスフィルタ8と電圧制御発
振器9と分周器10とでフェーズ・ロックド・ループを
形成する。すなわち位相検出器7は基準パルスAと分周
器10の分周出力A#との位相比較を行って、その位相
差に比例した信号を出力する。ローパスフィルタ8は位
相検出器7の出力のうち低周波成分のみを選択する。電
圧制御発振器9は入力電圧に応じて発振周波数が変化す
るもので、その発振出力が分周器10で分周されて前記
位相検出器7へ与えられる。なお電圧制御発振器9の発
振出力が逓倍パルスA′として後段の回路へ出力される
This phase detector 7 forms a phase locked loop with a low pass filter 8, a voltage controlled oscillator 9, and a frequency divider 10. That is, the phase detector 7 compares the phases of the reference pulse A and the frequency-divided output A# of the frequency divider 10, and outputs a signal proportional to the phase difference. The low-pass filter 8 selects only low frequency components from the output of the phase detector 7. The voltage controlled oscillator 9 has an oscillation frequency that changes depending on the input voltage, and its oscillation output is divided by a frequency divider 10 and given to the phase detector 7. Note that the oscillation output of the voltage controlled oscillator 9 is outputted to the subsequent circuit as a multiplied pulse A'.

かくして分周器10の分周出力A#と基準パルスAとの
位相が一致しないとき、位相検出器7の出力信号により
電圧制御発振器9の発振周波数が変化せられ、これによ
り位相同期の状態へ強制移行する。
In this way, when the phases of the divided output A# of the frequency divider 10 and the reference pulse A do not match, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 9 is changed by the output signal of the phase detector 7, and thereby a state of phase synchronization is achieved. Force migration.

第2図(1)は、エンコーダ5の回転数が一定している
ときの基準パルスAと逓倍パルスA′と分周出力A“と
の関係を示しており、逓倍パルスA′は基準パルスへの
一周期にPLL同期して逓倍されている。
Figure 2 (1) shows the relationship between the reference pulse A, the multiplied pulse A', and the divided output A" when the rotation speed of the encoder 5 is constant, and the multiplied pulse A' is connected to the reference pulse. It is multiplied in PLL synchronization with one cycle of .

第2図(2)は、エンコーダ5の回転数がゆっくりと変
化したときの基準パルスAと逓倍パルスA′と分周出力
A#との関係を示している。この場合もエンコーダ5の
速度変化が急激でなければ、基準パルスAに対して逓倍
パルスA′が正確に同期することになる。
FIG. 2 (2) shows the relationship between the reference pulse A, the multiplied pulse A', and the divided output A# when the rotational speed of the encoder 5 changes slowly. In this case as well, if the speed change of the encoder 5 is not sudden, the multiplied pulse A' will be accurately synchronized with the reference pulse A.

第3図は、上記構成のPLL逓倍器6に対し、このPL
L逓倍器6が非同期となったことを検出するための非同
期検出回路11を付加したものである。この非同期検出
回路11には前記分周器10より分周出力A1が、また
エンコーダ5より前記基準パルスAと原点信号(Z相出
力)Zが、それぞれ与えられ、これら入力によりPLL
逓倍器6が非同期の状態になったことを検出したとき、
非同期検出回路11は非同期信号ASYを前記ビーム照
射部2へ出力し、ビームの照射を禁止して描画を中断さ
せる。
FIG. 3 shows this PL multiplier 6 with the above configuration.
An asynchronous detection circuit 11 is added to detect that the L multiplier 6 has become asynchronous. The asynchronous detection circuit 11 is supplied with the frequency divided output A1 from the frequency divider 10, and the reference pulse A and the origin signal (Z phase output) Z from the encoder 5, and these inputs provide the PLL signal.
When it is detected that the multiplier 6 is in an asynchronous state,
The asynchronous detection circuit 11 outputs an asynchronous signal ASY to the beam irradiation section 2 to prohibit beam irradiation and interrupt drawing.

第4図は、第3図の各回路構成を具体的に表したもので
、11が非同期検出回路、12がPLL逓倍器6を構成
する位相同期回路である。
FIG. 4 specifically represents each circuit configuration of FIG. 3, with reference numeral 11 an asynchronous detection circuit and 12 a phase synchronization circuit constituting the PLL multiplier 6.

図示例において、エンコーダ5からの基準パルスAは位
相同期回路12における位相検出器7のひとつの入力R
,として与えられ、この位相検出器7の位相検出出力p
ooは抵抗器R+を経てローパスフィルタ8に与えられ
る。このローパスフィルタ8は抵抗器R1と2個のコン
デンサC+、 Ctとで構成される。図中、位相検出器
7における入力Atと出力AOとはOPアンプの入出力
であって、このOPアンプの出力AOは抵抗器R3゜R
4を経て可変容量コンデンサBCへ伝えられる。
In the illustrated example, the reference pulse A from the encoder 5 is input to one input R of the phase detector 7 in the phase synchronization circuit 12.
, and the phase detection output p of this phase detector 7 is given as
oo is applied to a low-pass filter 8 via a resistor R+. This low-pass filter 8 is composed of a resistor R1 and two capacitors C+ and Ct. In the figure, the input At and the output AO of the phase detector 7 are the input/output of an OP amplifier, and the output AO of this OP amplifier is connected to the resistor R3゜R.
4 and is transmitted to the variable capacitor BC.

この可変容量コンデンサBCは電圧に応じた静電容量と
なるもので、この可変容量コンデンサBCと、コンデン
サC3,抵抗器R3および、ゲートGとにより電圧制御
発振器9が構成される。
This variable capacitor BC has a capacitance that depends on the voltage, and the voltage controlled oscillator 9 is constituted by this variable capacitor BC, capacitor C3, resistor R3, and gate G.

この電圧制御発振器9の発振出力である逓倍パルスA′
は、分周器10を構成する2個のBCDカウンタ13a
、13bヘクロック人力Tとして与えられる。これらカ
ウンタ13a。
The multiplied pulse A′ which is the oscillation output of this voltage controlled oscillator 9
are two BCD counters 13a forming the frequency divider 10.
, 13b is given as the clock human power T. These counters 13a.

13bは2桁のカウンタを構成しており、その出力T0
〜T、のうち最上位ビットの出力T、の反転信号が前記
位相検出器7の他方の入力Siとして与えられる。
13b constitutes a two-digit counter, and its output T0
~T, the inverted signal of the most significant bit output T is given as the other input Si of the phase detector 7.

第5図(1)〜(6)は、一方のカウンタ13aの動作
を例示しており、第5図(1)が逓倍パルスA′のクロ
ック人力Tを、第5図(2)〜(5)が出力T0〜T、
を、それぞれ示している。第5図(6)は桁上げ信号R
COであって、桁上げ時(データ「9」のとき)に立ち
上がる。従って他方のカウンタ13bはデータ「99」
のときに桁上げ信号RCOを出力する。
5(1) to (6) illustrate the operation of one counter 13a, and FIG. 5(1) shows the clock input T of the multiplied pulse A', ) is the output T0~T,
are shown respectively. Figure 5 (6) shows the carry signal R
This is CO and rises when there is a carry (when data is "9"). Therefore, the other counter 13b has data "99".
A carry signal RCO is output when .

つぎに非同期検出回路11は4個のDフリップフロップ
14a〜14dを含んでおり、これら全てのフリップフ
ロップ14a〜14dはプリセット人力Pがプルアップ
されている。第1のフリップフロップ14aには前記カ
ウンタ13bの桁上げ信号RCOがD入力として、また
前記電圧制御発振器9による逓倍パルスA′の反転信号
がクロックとして、それぞれ与えられる。
Next, the asynchronous detection circuit 11 includes four D flip-flops 14a to 14d, and a preset manual power P is pulled up to all of these flip-flops 14a to 14d. The first flip-flop 14a receives the carry signal RCO of the counter 13b as a D input, and the inverted signal of the multiplied pulse A' from the voltage controlled oscillator 9 as a clock.

また第2のフリップフロップ14bには、第1のフリッ
プフロップ14aのQ1出力がD入力として、またエン
コーダ5の基準パルスAがクロックとして、それぞれ与
えられる。なお第1゜第2の各フリップフロップ14a
、14bはリセット人力Rがプルアンプされている。
Further, the second flip-flop 14b is supplied with the Q1 output of the first flip-flop 14a as a D input, and the reference pulse A of the encoder 5 as a clock. Note that each of the first and second flip-flops 14a
, 14b, the reset manual power R is pull-amplified.

第2のフリップフロップの0□出力は、第3のフリップ
フロップ14cのリセット人力Rとして与えられる。こ
の第3のフリップフロップ14cはD入力がプルアップ
され、また前記原点信号Zがクロックとして与えられる
The 0□ output of the second flip-flop is given as the reset manual power R of the third flip-flop 14c. The D input of this third flip-flop 14c is pulled up, and the origin signal Z is applied as a clock.

第4のフリップフロップ14dには、第3のフリップフ
ロップ14cのロ、出力がD入力として、また前記原点
信号Zがクロックとして、それぞれ与えられる。なお第
4のフリップフロップ14dのリセット人力Rはプルア
ップされている。この第4のフリップフロップ14dの
04出力と第3のフリップフロップ14eのQ、出力と
はオア回路15へ出力され、そのオア出力が反転ゲート
16を経て非同期信号ASYとして出力される。
The fourth flip-flop 14d is supplied with the outputs of the third flip-flop 14c as D inputs, and the origin signal Z as a clock. Note that the reset manual power R of the fourth flip-flop 14d is pulled up. The 04 output of the fourth flip-flop 14d and the Q, output of the third flip-flop 14e are output to the OR circuit 15, and the OR output is output via the inverting gate 16 as the asynchronous signal ASY.

第6図は、この非同期検出回路11の動作タイミングを
示すもので、第6図(1)はエンコーダ5の基準パルス
Aを、第6図(2)はカウンタ13bの最上位ビットの
出力T7の反転信号を、第6図(3)はカウンタ13b
の桁上げ信号RCOを、それぞれ示している。また同図
には、基準パルスAが立ち上がる時点における回路各部
の信号状態が拡大して示しである。
FIG. 6 shows the operation timing of this asynchronous detection circuit 11. FIG. 6 (1) shows the reference pulse A of the encoder 5, and FIG. 6 (2) shows the output T7 of the most significant bit of the counter 13b. The inverted signal is input to the counter 13b in Fig. 6 (3).
The carry signal RCO of each is shown. The figure also shows an enlarged view of the signal states of each part of the circuit at the time when the reference pulse A rises.

いま位相同期回路12が同期のとれた状態にあるとき、
非同期検出回路11における第1のフリップフロップ1
4 a O)Q、出力は、クロックとしての逓倍パルス
A′の立下り(その反転信号の立上り)に対し、その瞬
間のD入力、すなわちカウンタ13bの桁上げ信号RC
Oのレベルに固定される。このQ1出力はエンコーダ5
の基準パルスAの立上りを中心としである幅をもつもの
で、同期信号として第2のフリップフロップ14bへ出
力される。
When the phase locked circuit 12 is now in a synchronized state,
First flip-flop 1 in asynchronous detection circuit 11
4 a O) Q, the output is the D input at that moment, that is, the carry signal RC of the counter 13b, in response to the falling edge of the multiplied pulse A' as a clock (the rising edge of its inverted signal).
It is fixed at the O level. This Q1 output is encoder 5
It has a certain width centered around the rising edge of the reference pulse A, and is output to the second flip-flop 14b as a synchronizing signal.

位相同期回路12の同期が一旦とられると、第2のフリ
ップフロップ14bのQ2出力は、クロックとしてのエ
ンコーダ5の基準パルスAの立上りに対し、その瞬間の
D入力、すなわち第1のフリップフロップ14aのロ、
出力のレベルに固定されるため、同期がとれている限り
、Q2出力はrHIGHJのレベルを維持する。
Once the phase synchronization circuit 12 is synchronized, the Q2 output of the second flip-flop 14b corresponds to the D input at that moment, that is, the first flip-flop 14a, in response to the rising edge of the reference pulse A of the encoder 5 as a clock. Noro,
Since it is fixed at the output level, the Q2 output maintains the rHIGHJ level as long as it is synchronized.

第7図は、非同期検出回路11の非同期時の動作タイミ
ングを示すもので、第7図(1)はエンコーダ5の原点
信号Zを、第7図(2)〜(4)は第1〜第3の各フリ
ップフロップ14a〜14cのQ、〜Q3出力を、第7
図(5)は非同期信号ASYを、それぞれ示している。
FIG. 7 shows the operation timing of the asynchronous detection circuit 11 when the asynchronous detection circuit 11 is out of synchronization. FIG. 7 (1) shows the origin signal Z of the encoder 5, and FIG. The Q, -Q3 outputs of the respective flip-flops 14a to 14c of the seventh
Figure (5) shows the asynchronous signal ASY.

いまエンコーダ5が1回転する間に、位相同期回路12
が1度だけ非同期の状態になったと仮定すると、非同期
検出回路11の第2のフリップフロップ14bの02出
力は、エンコーダ5の基準パルスへの1周期の間のみr
LOW Jのレベルとなる(第7図(2)参照)。この
Q2出力がrLOW Jのレベルとなると、第3のフリ
ップフロップ14cはリセットされ、そのQ、出力はた
だちにrLOW Jのレベルとなる(第7図(3)参照
)。
Now, while the encoder 5 rotates once, the phase synchronization circuit 12
Assuming that becomes asynchronous only once, the 02 output of the second flip-flop 14b of the asynchronous detection circuit 11 is r
The level becomes LOW J (see Figure 7 (2)). When this Q2 output reaches the rLOW J level, the third flip-flop 14c is reset, and its Q2 output immediately goes to the rLOW J level (see FIG. 7 (3)).

第3のフリップフロップ14cは、つぎの原点信号Zの
立上りでセットされてそのQ、出力はrHIGHJのレ
ベルに戻ろうとするが、第4のフリップフロップ14d
については、原点信号Zの立上り時にrt、ow Jレ
ベルのQ3出力がQ4出力に伝えられる(第7図(4)
参照)、このように第3のフリップフロップ14cの0
3出力がrHIG)IJに立上るまでの時間より第4の
フリップフロラ7”14dの口、出力がrLOW Jに
レベルダウンする時間の方が迅速であるため、この第4
のフリップフロップ14dの口、出力は、っぎの原点信
号Zが入力されるまでrLOW Jのレベルを保持する
The third flip-flop 14c is set at the next rise of the origin signal Z, and its Q output attempts to return to the rHIGHJ level, but the fourth flip-flop 14d
When the origin signal Z rises, the Q3 output at the rt, ow J level is transmitted to the Q4 output (Fig. 7 (4)
), thus the 0 of the third flip-flop 14c
The time it takes for the output of the fourth flip-flop 7" 14d to drop to rLOW J is faster than the time it takes for the output to rise to rHIG) IJ.
The output of the flip-flop 14d holds the level rLOWJ until the origin signal Z is input.

従ってこの非同期検出回路11が一度非同期検出を行う
と、エンコーダ5が原点信号Zを2回出力するまで、非
同期信号ASYのオン状態が保持されることになる(第
7図(5)参照)。換言すると、エンコーダ5が少なく
とも1回転する間は非同期検出の状態が保持される。
Therefore, once the asynchronous detection circuit 11 performs asynchronous detection, the on state of the asynchronous signal ASY is maintained until the encoder 5 outputs the origin signal Z twice (see FIG. 7 (5)). In other words, the state of asynchronous detection is maintained while the encoder 5 rotates at least once.

第8図は、上記のPLL逓倍器6を含むパルス分割装置
の一構成例を示している。
FIG. 8 shows a configuration example of a pulse division device including the above-mentioned PLL multiplier 6.

図示例において、PLL逓倍器6にはエンコーダ5から
の基準パルスAが入力され、その逓倍パルスA′はクロ
ックGKとしてカウンタ19に与えられる。このカウン
タ19のプリセット人力PSにはエンコーダ5の原点信
号Zが与えられ、そのプリセットデータはデータ設定器
20により設定される。このカウンタ19による計数値
θは、4個の比較器21〜24に対して一方の入力とし
て与えられる。
In the illustrated example, the reference pulse A from the encoder 5 is input to the PLL multiplier 6, and the multiplied pulse A' is applied to the counter 19 as the clock GK. The preset manual power PS of this counter 19 is given the origin signal Z of the encoder 5, and its preset data is set by the data setter 20. The counted value θ by this counter 19 is given as one input to four comparators 21 to 24.

また図示例の装置はコンピュータ17を含んでおり、こ
のコンピュータ17にデータ設定器18a〜18cを接
続して、エンコーダ5の一回転光たりの基準パルスへの
パルス数n、と、このパルス分割装置の出力であるブラ
ンキング信号BKの立上り角度θ、および立下り角度θ
、との入力を可能としている。またこのコンピュータ1
7には上位のホストコンピュータから同様のデータnl
l+  θ1.θ、が入力されている。
Further, the illustrated apparatus includes a computer 17, and data setting devices 18a to 18c are connected to the computer 17 to determine the number n of pulses to a reference pulse per one rotation of the encoder 5 and this pulse dividing device. The rising angle θ and falling angle θ of the blanking signal BK that is the output of
, it is possible to input. Also this computer 1
7 receives similar data nl from the higher-level host computer.
l+ θ1. θ, is input.

コンピュータ17のデータバスは6個のレジスタ25〜
30に接続されている。
The data bus of the computer 17 has six registers 25~
30.

このうち第2レジスタ26はブランキング信号Bにの立
下り角度θ、を第7レジスタ33に最初に読み込む時間
タイミングθiゎ、をセットし、また第2レジスタ26
はブランキング信号BKの立上り角度θ3を第8レジス
タ34に最初に読み込む時間タイミングθ8、をセット
するためのものである。第1.第2の各レジスタ25.
26の出力は比較器21.22の他方の入力として与え
られ、一方の比較器21の出力IN2が選択器35に、
他方の比較器22の出力INIが他の選択器36に、そ
れぞれ与えられる。
Of these, the second register 26 sets the time timing θiゎ, at which the falling angle θ of the blanking signal B is first read into the seventh register 33;
is for setting the time timing θ8 at which the rising angle θ3 of the blanking signal BK is first read into the eighth register 34. 1st. Each second register 25.
The output of 26 is given as the other input of the comparators 21 and 22, and the output IN2 of one comparator 21 is input to the selector 35.
The output INI of the other comparator 22 is provided to the other selector 36, respectively.

第3レジスタ27はブランキング信号B、の立下り角度
θ、を、第5レジスタ29はブランキング信号B、の立
上り角度θ1を、第4.第6の各レジスタ28.30は
ブランキング信号BKの一周期の角度θ、を、それぞれ
セットするためのものである。
The third register 27 stores the falling angle θ of the blanking signal B, and the fifth register 29 stores the rising angle θ1 of the blanking signal B, and the fourth register 29 stores the rising angle θ1 of the blanking signal B. Each of the sixth registers 28 and 30 is used to set the angle θ of one cycle of the blanking signal BK.

第3レジスタ27はその出力が選択器35の一方の入力
に、第4レジスタ28はその出力が加算器31の一方の
入力に、それぞれ接続されると共に、この加算器31の
出力が前記選択器35の他方の入力に接続されている。
The output of the third register 27 is connected to one input of the selector 35, the output of the fourth register 28 is connected to one input of the adder 31, and the output of the adder 31 is connected to the selector 35. 35.

この選択器35の出力側は第7レジスタ33を介して比
較器23に入力され、第7レジスタ33の出力は加算器
31の他方の入力に接続される。前記比較器23は前記
カウンタ10の計数値θと第7レジスタ33の出力とを
比較し、その出力をデータシフト入力として第7レジス
タ33に与えると共に、R3−フリップフロップ37ヘ
リセツト信号Rとして供給する。
The output side of this selector 35 is input to the comparator 23 via the seventh register 33, and the output of the seventh register 33 is connected to the other input of the adder 31. The comparator 23 compares the count value θ of the counter 10 with the output of the seventh register 33, and supplies the output to the seventh register 33 as a data shift input, and also as a heliset signal R to the R3-flip-flop 37. .

同様にして、第5レジスタ29はその出力が他の選択器
36の一方の入力に、第6レジスタ30はその出力が加
算器32の一方の入力に、それぞれ接続されると共に、
この加算器32の出力が前記選択器36の他方の入力に
接続されている。この選択器36の出力側は第8レジス
タ34を介して比較器24に入力され、第8レジスタ3
4の出力は加算器32の他方の入力に接続される。前記
比較器24は前記カウンタ10の計数値θと第8レジス
タ34の出力とを比較し、その出力をデータシフト入力
として第8レジスタ34に与えると共に、R3−フリッ
プフロップ37ヘセツト信号Sとして供給する。
Similarly, the output of the fifth register 29 is connected to one input of another selector 36, and the output of the sixth register 30 is connected to one input of the adder 32.
The output of this adder 32 is connected to the other input of the selector 36. The output side of this selector 36 is input to the comparator 24 via the eighth register 34, and
The output of 4 is connected to the other input of adder 32. The comparator 24 compares the count value θ of the counter 10 with the output of the eighth register 34, and supplies the output to the eighth register 34 as a data shift input, and also supplies it as a set signal S to the R3-flip-flop 37. .

かくしてR3−フリップフロップ37は各比較器23.
24よりリセット、セットの各信号入力を得、そのQ出
力としてブランキング信号BKを生成する。
Thus, R3-flip-flop 37 connects each comparator 23.
Reset and set signal inputs are obtained from 24, and a blanking signal BK is generated as the Q output.

上記構成のパルス分割装置において、コンピュータ17
にはエンコーダ5の一回転光たりの基準パルスAのパル
ス数n、と、このパルス分割装置の出力であるブランキ
ング信号BKの立上り角度θ5および立下り角度θ。と
が入力される。コンピュータ17は前記パルス数n、か
らブランキング信号Bxの一周期の角度θ2を計算する
In the pulse splitting device having the above configuration, the computer 17
The number of pulses n of the reference pulse A per one revolution of the encoder 5, and the rising angle θ5 and falling angle θ of the blanking signal BK which is the output of this pulse dividing device. is input. The computer 17 calculates the angle θ2 of one period of the blanking signal Bx from the number of pulses n.

つぎにコンピュータ17は、エンコーダ5の回転数より
原点信号Zの直後の立上り角度θ8を第7レジスタ33
に与えるタイミングθin+を決定する。この場合に前
記立上り角度θ1が小さければ、原点信号Zの立上り(
回転角度0’)を過ぎて第7レジスタ33にこれをセッ
トしたのでは遅いから、原点信号Zの立上り前に前記立
上り角度θ5を第7レジスタ33に読み込むことになる
。このため最大でエンコーダ5の一回転の間、ブランキ
ング信号Bllが出力されないことになるが、その旨は
所定の信号で外部に知らせることが可能である。
Next, the computer 17 stores the rising angle θ8 immediately after the origin signal Z from the rotational speed of the encoder 5 in the seventh register 33.
The timing θin+ to be given to is determined. In this case, if the rise angle θ1 is small, the rise (
Since it is too late to set this in the seventh register 33 after the rotation angle 0') has passed, the rise angle θ5 is read into the seventh register 33 before the origin signal Z rises. Therefore, the blanking signal Bll will not be output during one rotation of the encoder 5 at most, but this can be notified to the outside by a predetermined signal.

第9図は、第8レジスタ34の動作を一例として示して
いる。
FIG. 9 shows the operation of the eighth register 34 as an example.

まずエンコーダ5が原点信号Zを出力する直前に、比較
器22の出力INが選択器36に与えられ、これにより
第8レジスタ34にブランキング信号BKの立上り角度
θ、がセットされる(第9図(1)参照)。
First, immediately before the encoder 5 outputs the origin signal Z, the output IN of the comparator 22 is given to the selector 36, and thereby the rising angle θ of the blanking signal BK is set in the eighth register 34 (the ninth (See Figure (1)).

つぎにエンコーダ5が回転してカウンタ19の計数値θ
がθ=θ、となると、比較器24は出力をR3−フリッ
プフロップ37にセット信号として与え、ブランキング
信号B、が立ち上がる。このとき加算器32は立上り角
度θ、と一周期の角度θ、とを加算し、その加算値(θ
、+θP)が第8レジスタ34に送られる(第9図(2
)参照)。
Next, the encoder 5 rotates and the count value θ of the counter 19
When θ=θ, the comparator 24 gives its output to the R3 flip-flop 37 as a set signal, and the blanking signal B rises. At this time, the adder 32 adds the rising angle θ and the angle θ of one period, and the added value (θ
, +θP) is sent to the eighth register 34 (Fig. 9 (2)
)reference).

さらにエンコーダ5が回転してカウンタ19の計数値θ
がθ=θ、+θ、となると、比較器24は上記と同様、
その出力をR3−フリップフロップ37にセット信号S
として与えてブランキング信号BKを立ち上がらせる。
Furthermore, the encoder 5 rotates and the count value θ of the counter 19 is
When θ = θ, +θ, the comparator 24 as above,
Set the output to R3-flip-flop 37 with signal S
, and causes the blanking signal BK to rise.

このとき加算器32は(θ、+2θF)を算出して、こ
れを第8レジスタ34に送る(第9図(3)参照)。
At this time, the adder 32 calculates (θ, +2θF) and sends it to the eighth register 34 (see FIG. 9 (3)).

かくしてエンコーダ5が1回転して0°の直前になると
、選択器36の働きで第8レジスタ34に再び立上り角
度θ、がセットされることになる(第9図(4)参照)
In this way, when the encoder 5 rotates once and reaches just before 0°, the rise angle θ is again set in the eighth register 34 by the action of the selector 36 (see FIG. 9 (4)).
.

第7レジスタ33についても上記と同様の動作を実行す
るもので、エンコーダ5が回転してカウンタ19の計数
値θがθ。、θ。+θ、。
The seventh register 33 also performs the same operation as described above, and the encoder 5 rotates so that the count value θ of the counter 19 reaches θ. , θ. +θ,.

θ。+2θ2.・・・・になると、比較器23が出力を
R3−フリップフロップ37にリセット信号Rとして与
え、ブランキング信号BKを立ち下がらせるのである。
θ. +2θ2. ..., the comparator 23 gives its output to the R3 flip-flop 37 as a reset signal R, causing the blanking signal BK to fall.

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、インクリメンタル型のエンコー
ダを定速駆動し、このエンコーダが出力する基準パルス
の一周期をPLL同期して逓倍し、この逓倍パルスの計
数値を所定の設定データとを比較してその比較出力に孝
りパルス出力を制御するようにしたから、逓倍パルスの
周波数の範囲内で基準パルスを任意のデユーティ比で任
意のパルス数に分割し得る。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention drives an incremental encoder at a constant speed, multiplies one period of the reference pulse outputted by the encoder in synchronization with the PLL, and sets the count value of this multiplied pulse at a predetermined value. Since the pulse output is controlled based on the comparison output by comparing the data, the reference pulse can be divided into any number of pulses at any duty ratio within the frequency range of the multiplied pulse.

また基準パルスの一周期毎にPLL同期をとるから、基
準とするエンコーダの精度が確実に反映されて逓倍パル
スの誤差が蓄積されず、さらにアナログ信号を処理する
方式に付随する特有の問題も生じないなど、発明目的を
達成した顕著な効果を奏する。
In addition, since PLL synchronization is performed every cycle of the reference pulse, the accuracy of the reference encoder is reliably reflected, and errors in the multiplied pulses are not accumulated.Furthermore, there are problems specific to analog signal processing methods. It has a remarkable effect of achieving the purpose of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明のパルス分割装置に用いられるPLL
逓倍器の構成を示すブロック図、第2図は第1図に示す
PLL逓倍器の動作を示すタイムチャート、第3図はP
LL逓倍器に非同期検出回路を付加した例を示すブロッ
ク図、第4図は第3図の具体的な回路構成例を示す電気
回路図、第5図は第4図中のBCDカウンタの動作を示
すタイムチャート、第6図は非同期検出回路の同期時の
動作タイミングを示すタイムチ・ヤード、第7図は非同
期検出回路の非同期時の動作タイミングを示すタイムチ
ャート、第8図はこの発明のパルス分割装置の一構成例
を示すブロック図、第9図は第8図中の第8レジスタの
動作を示す説明図、第10図はエネルギビーム描画装置
の構成を示す斜面図、第11図は基準パルスの分割状況
を示す波形説明図、第12図はブランキング信号に対す
るエネルギビームの応答の遅れを説明するための波形説
明図、第13図および第14図はブランキング信号の立
上り角度と立下り角度との関係を示す説明図である。 5・・・・エンコーダ  6・・・・PLL逓倍器部1
9・・・・カウンタ   23.24・・・・比較器3
7・・・・フリップフロップ 第 図 汁1β)S元ずPLL iU停篇・の更〃f乍り爪すり
弘すマート号4シνrのBCDηウンタのψb4γ8示
ブクィA六「−ト路 9 図 牙8図中のオ8しジスクのh作を示ず説明図(1) (2) (3) (4) [10 図 エネル千°ど−bJaJbuLの未1氏2ホ(ポ+由図
s11 図 基ず、晶レスの分91」犬舅乙g鄭牙に杼〉を兎哨日−
一一一吟開 第13図 7′ラン十ンク9tりのムリ角ノ【とぶし下りAノ(ど
の関ブ、htオ・4泊68月図第14図
Figure 1 shows the PLL used in the pulse splitting device of this invention.
A block diagram showing the configuration of the multiplier, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the PLL multiplier shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a PLL multiplier shown in FIG.
A block diagram showing an example in which an asynchronous detection circuit is added to the LL multiplier, Fig. 4 is an electric circuit diagram showing a specific circuit configuration example of Fig. 3, and Fig. 5 shows the operation of the BCD counter in Fig. 4. 6 is a time chart showing the operation timing of the asynchronous detection circuit when it is synchronized, FIG. 7 is a time chart showing the operation timing of the asynchronous detection circuit when it is asynchronous, and FIG. 8 is a pulse division diagram of the present invention. A block diagram showing an example of the configuration of the device, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the eighth register in FIG. 8, FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the energy beam drawing device, and FIG. 11 is a reference pulse diagram. FIG. 12 is a waveform explanatory diagram to explain the delay in response of the energy beam to the blanking signal. FIGS. 13 and 14 are the rising angle and falling angle of the blanking signal. FIG. 5...Encoder 6...PLL multiplier section 1
9...Counter 23.24...Comparator 3
7...Flip-flop 1β) Explanatory drawings (1) (2) (3) (4) [10 Fig. Enel 100° Do-bJaJbuL's Mi 1 Mr. 2 Ho (Po+Yu Fig. s11) 91 minutes without drawings, Akira reply `` Inu-no Otsug Zheng Fang Shuttle〉 to rabbit day-
Figure 14

Claims (1)

【特許請求の範囲】 定速駆動されるインクリメンタル型のエンコーダと、 このエンコーダが出力するパルスを基準パルスとしてそ
の一周期をPLL同期して前記基準パルスを逓倍するP
LL逓倍器と、 このPLL逓倍器による逓倍パルスを計数する計数器と
、 出力パルスの一周期長さと立上りおよび立下りの各タイ
ミングとにかかる設定データと前記計数器の計数出力と
を比較する1以上の比較器と、 この比較器の出力に基づき出力パルスの立上りおよび立
下りを制御して出力パルスを生成するパルス生成器とを
備えて成るパルス分割装置。
[Scope of Claims] An incremental encoder driven at a constant speed, and a PLL system that uses a pulse outputted by the encoder as a reference pulse and synchronizes one period with a PLL to multiply the reference pulse.
A LL multiplier, a counter that counts the multiplied pulses by this PLL multiplier, and a comparison between setting data regarding one period length of the output pulse and each timing of rising and falling pulses and the count output of the counter. A pulse dividing device comprising the above comparator and a pulse generator that generates an output pulse by controlling the rise and fall of an output pulse based on the output of the comparator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323436A (en) * 1991-11-18 1994-06-21 Samsung Electronics, Co., Ltd. Apparatus of and method for counting a number of revolutions of a servo motor
JP2006091093A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Fujitsu Ltd Device and method for electron beam drawing
CN109634312A (en) * 2018-12-31 2019-04-16 华测检测认证集团股份有限公司 Automatic anti-down atmospheric sampling equipment

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