JPH07245076A - 信号検出回路 - Google Patents

信号検出回路

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JPH07245076A
JPH07245076A JP3450494A JP3450494A JPH07245076A JP H07245076 A JPH07245076 A JP H07245076A JP 3450494 A JP3450494 A JP 3450494A JP 3450494 A JP3450494 A JP 3450494A JP H07245076 A JPH07245076 A JP H07245076A
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JP
Japan
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signal
counter
comparator
level
detector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3450494A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Futamura
良彦 二村
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07245076A publication Critical patent/JPH07245076A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 面倒な調整を伴わず、正確にSN比良く信号
検出を行うことができる信号検出回路を実現する。 【構成】 検出器1からの検出信号が増幅器2によって
増幅され、第1と第2のコンパレータ3,4によって第
1と第2の基準レベルLとLと比較される。第1の
コンパレータ3の出力信号は、カウンタ9に、また、第
2のコンパレータ4の出力信号はカウンタ10に供給さ
れるが、カウンタ9,10は、入力信号の立ち上がりエ
ッジにより動作する。第1と第2のカウンタ9,10の
カウント値は、演算器11に供給されその差が求められ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走査電子顕微鏡などに
おいて、2次電子やX線検出信号をSN比良く検出する
ための信号検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡などにおいては、試料に
電子ビームを照射し、試料から発生した2次電子やX線
などを検出している。これらの2次電子やX線の信号は
微弱であるため、SN比良く検出する信号検出回路が必
要である。図1はこの種信号検出回路の一例を示してい
る。この回路は特定レベル範囲の信号が正規の信号で、
その範囲外のレベルの信号はノイズとし、そのノイズ成
分をカットする回路である。図において1は例えば2次
電子検出器であり、検出器1からは入射した2次電子1
個当たり単一のパルス信号が得られる。
【0003】検出器1からの検出信号パルスは増幅器2
に供給されて増幅された後、第1と第2のコンパレータ
3,4に供給される。第1のコンパレータ3は検出信号
パルスと第1の信号レベルL1との比較を行い、第2の
コンパレータ4は検出信号パルスと第2の信号レベルL
2との比較を行う。
【0004】第1のコンパレータ3の出力は、第1のワ
ンショットマルチバイブレータ5に供給され、第2のコ
ンパレータ4の出力は、第2のワンショットマルチバイ
ブレータ6に供給される。第1と第2のワンショットマ
ルチバイブレータ5,6の出力信号は演算器7に供給さ
れる。演算器7の出力は、カウンタ8に供給されてカウ
ントされる。このような構成の動作を図2の信号波形図
も参考にして説明する。
【0005】検出器1の検出信号は増幅器2によって増
幅されるが、この増幅された信号S 1,S2,S3を図2
(a)に示す。図2(a)の信号は、第1と第2のコン
パレータ3,4に供給され、それぞれ第1と第2の信号
レベルL1,L2と比較される。第1のコンパレータ3
は、信号が第1の信号レベルL1を越えている期間図2
(b)に示すようにハイレベル信号を発生する。第2の
コンパレータ4は、信号が第2の信号レベルL2を越え
ている期間、図2(c)に示すようにハイレベル信号を
発生する。
【0006】第1のワンショットマルチバイブレータ5
は、第1のコンパレータ3からの信号の立ち上がりに基
づいて、図2(d)に示すように,一定幅のハイレベル
信号を発生する。また、第2のワンショットマルチバイ
ブレータ6は、第2のコンパレータ4からの信号の立ち
下がりに基づいて、図2(e)に示すように、パルス信
号を発生する。第1と第2のワンショットマルチバイブ
レータ5,6の出力信号は、演算器7に供給されるが、
演算器7は第1のワンショットマルチバイブレータ5か
らの図2(d)に示したハイレベル信号をマスキング信
号Mとし、図2(d)のハイレベル信号の期間、第2の
ワンショットマルチバイブレータ6からの信号を通過さ
せない。
【0007】従って、信号S1に基づく第2のワンショ
ットマルチバイブレータ6の出力パルスP1は、演算器
7を通過してカウンタ8によってカウントされる。一
方、信号S2に基づく第2のワンショットマルチバイブ
レータ6の出力パルスP2は、図2(d)のマスキング
信号Mによってマスキングされる。尚、第2の信号レベ
ルより小さな強度の信号S3は、いずれのコンパレータ
3,4からも信号が得られず、カウンタ8にカウントさ
れることはない。
【0008】このようにして、第1のレベルL1と、第
2のレベルL2との間の強度の信号S 1のみがカウントさ
れ、ノイズ成分である第1のレベル以上の強度の信号S
2や第2のレベル以下の強度の信号S3はカットされる。
尚、カウンタ8のカウント値が検出信号強度となり、こ
の信号は図示していないが、メモリーに供給され、試料
上の電子ビームの走査位置に応じて記憶される。メモリ
ーに記憶された信号は読み出されて陰極線管に供給さ
れ、2次電子像の表示などが行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】第1のワンショットマ
ルチバイブレータ5で作成するハイレベル信号(マスキ
ング信号)Mは、確実にノイズ信号S2に基づく図2
(e)のパルスP2のみをマスキングしなければならな
い。この信号Mの幅の調整は信号の検出のSN比を向上
させる上で重要である。例えば、マスキング信号Mの幅
が広すぎると、信号S 2の後に直ぐに供給される正規の
検出信号(第1と第2のレベルL1,L2の間の強度の信
号)までマスキングしてしまい、また、逆に幅が狭すぎ
ると、マスキングすべきパルスを通過させてしまう。し
かしながら、この信号Mの幅の調整は極めて困難であ
る。
【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、面倒な調整を伴わず、正確にSN
比良く信号検出を行うことができる信号検出回路を実現
するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく信号検出
回路は、検出器と、検出器からの信号の内、第1のレベ
ル以上の強度の信号を通過させる第1のコンパレータ
と、検出器からの信号の内、第2のレベル以上の強度の
信号を通過させる第2のコンパレータと、第1のコンパ
レータを通過した信号をカウントする第1のカウンタ
と、第2のコンパレータを通過した信号をカウントする
第2のカウンタと、第1と第2のカウンタのカウント値
の差を求める演算器とを備えたことを特徴としている。
【0012】
【作用】本発明に基づく信号検出回路は、2種の信号レ
ベルを設定し、それぞれの信号レベル以上の強度の信号
をカウントし、2種のカウント値の差を求める。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図3は本発明の一実施例である走査電子顕
微鏡などの検出器からの信号検出回路を示しており、図
1の従来装置と同一ないしは類似構成要素には同一番号
を付してその詳細な説明を省略する。この実施例で、第
1のコンパレータ3の出力は、第1のカウンタ9に供給
されてカウントされ、第2のコンパレータ4の出力は、
第2のカウンタ10に供給されてカウントされる。第1
と第2のカウンタ9,10のカウント値は、演算器11
に供給され、両カウント値の差が求められる。第1と第
2カウンタ9,10の出力は、ゲイン制御部12にも供
給される。ゲイン制御部12は増幅器2のゲインを制御
する。このような構成の動作を図4の信号波形図も参考
にして説明する。
【0014】検出器1からの検出信号が増幅器2によっ
て増幅され、第1と第2のコンパレータ3,4によって
第1と第2の基準レベルL1とL2と比較されるところま
では、図1の従来回路と同じである。従って、図4
(a)の検出信号に対し、第1のコンパレータ3からは
図4(b)の信号が得られ、第2のコンパレータ4から
は図4(c)の信号が得られる。第1のコンパレータ3
の出力信号は、カウンタ9に、また、第2のコンパレー
タ4の出力信号はカウンタ10に供給されるが、カウン
タ9,10は、入力信号の立ち上がりエッジにより動作
する。
【0015】従って、第1のカウンタ9からは図4
(d)のカウント値が得られ、第2のカウンタ10から
は図4(e)のカウント値が得られる。第1と第2のカ
ウンタ9,10のカウント値は、演算器11に供給され
その差が求められる。図4の例では、第1のカウンタ9
のカウント値は1であり、第2のカウンタ10のカウン
ト値は2であるので、演算器11からは1の値が得られ
る。演算器11の出力信号は、図示していないが、メモ
リーに供給され、試料上の電子ビームの走査位置に応じ
て記憶される。
【0016】第1と第2のカウンタ9.10のカウント
値と、演算器11の出力はゲイン制御部12に供給され
る。ゲイン制御部12は、供給された各種の信号に基づ
いて、増幅器2のゲインを適正に制御するために設けら
れているものである。例えば、演算器11の出力値がほ
ぼ0となり、目的のカウント値が得られないケースで、
第1のカウンタ9と第2のカウンタ10のカウント値の
両者がほぼ0に等しい場合には、ゲイン制御部12は増
幅器2のゲインを増大させる。一方、演算器11の出力
値がほぼ0となり、目的のカウント値が得られないケー
スで、第1のカウンタ9と第2のカウンタ10のカウン
ト値の両者がほぼ等しく、ある値を有している場合に
は、ゲイン制御部12は増幅器2のゲインを減少させ
る。このようにして、増幅器のゲインの調整を行い、演
算器11の出力値が適正な値を示すようにする。
【0017】なお、ゲイン制御部12は、第1のカウン
タ9と第2のカウンタ10のそれぞれのカウント値(C
1,C2)の割算(C1/C2)を行い、この割算の結果が
0の場合(C1/C2=0)、増幅器2のゲインを増大さ
せ、この割算の結果が1の場合(C1/C2=1)、増幅
器2のゲインを減少させるように構成しても良い。ただ
し、第2のカウンタ10のカウント値が0の場合(C2
=0)には、無条件に増幅器2のゲインを増大させる。
【0018】図5は本発明の他の実施例を示している。
この実施例で、第1と第2カウンタ9,10の出力は、
基準レベル制御部13にも供給される。基準レベル制御
部13は第1と第2のコンパレータ3,4に供給する基
準レベル信号L1,L2を発生する基準レベル信号発生器
14を制御する。この基準レベル制御部13は、演算器
11の出力値がほぼ0となり、目的のカウント値が得ら
れないケースで、第1のカウンタ9と第2のカウンタ1
0のカウント値の両者がほぼ0に等しい場合には、基準
レベル信号発生器14からの2種の信号のレベルを減少
させる。
【0019】一方、演算器11の出力値がほぼ0とな
り、目的のカウント値が得られないケースで、第1のカ
ウンタ9と第2のカウンタ10のカウント値の両者がほ
ぼ等しく、ある値を有している場合には、基準レベル信
号制御部13は、基準レベル信号発生器14からの2種
の信号のレベルを増大させる。このようにして、第1と
第2のコンパレータ3,4に供給される基準信号レベル
の調整を行い、演算器11の出力値が適正な値を示すよ
うにする。
【0020】なお、基準信号レベル制御部13は、第1
のカウンタ9と第2のカウンタ10のそれぞれのカウン
ト値(C1,C2)の割算(C1/C2)を行い、この割算
の結果が0の場合(C1/C2=0)、2種の基準信号レ
ベルを減少させ、この割算の結果が1の場合(C1/C2
=1)、2種の基準信号レベルを増大させるように構成
しても良い。ただし、第2のカウンタ10のカウント値
が0の場合(C2=0)には、無条件に2種の基準信号
レベルを減少させる。
【0021】以上本発明の一実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定なれない。例えば、この信号検出
回路は、走査電子顕微鏡における2次電子の検出回路以
外に、X線の検出信号のために用いても良く、走査電子
顕微鏡以外の微弱な検出信号を扱う全ての装置に用いる
ことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく信
号検出回路は、2種の信号レベルを設定し、それぞれの
信号レベル以上の強度の信号をカウントし、2種のカウ
ント値の差を求めるように構成したので、ワンショット
マルチバイブレータのタイミングによるパルスキャンセ
ル動作が不要となり、面倒な調整を伴わず、正確にSN
比良く信号検出を行うことができる。また、カウンタの
最高速度までのカウンティングが可能となる。更に、2
種の基準レベルを越えたパルス数を個別に同時測定でき
るため、増幅器のゲインや基準信号レベルが最適なレベ
ルにあるかを簡単に知ることができる。その結果、増幅
器のゲインや基準信号レベルの調整を最適に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の信号検出回路を示す図である。
【図2】図1の回路における信号波形図である。
【図3】本発明の一実施例である信号検出回路を示す図
である。
【図4】図3の回路における信号波形図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 検出器 2 増幅器 3,4 コンパレータ 9,10 カウンタ 11 演算器 12 ゲイン制御部 13 基準信号レベル制御部 14 基準信号レベル発生器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出器と、検出器からの信号の内、第1
    のレベル以上の強度の信号を通過させる第1のコンパレ
    ータと、検出器からの信号の内、第2のレベル以上の強
    度の信号を通過させる第2のコンパレータと、第1のコ
    ンパレータを通過した信号をカウントする第1のカウン
    タと、第2のコンパレータを通過した信号をカウントす
    る第2のカウンタと、第1と第2のカウンタのカウント
    値の差を求める演算器とを備えた信号検出回路。
  2. 【請求項2】 検出器と、検出器からの信号を増幅する
    増幅器と、増幅された信号の内、第1のレベル以上の強
    度の信号を通過させる第1のコンパレータと、増幅され
    た信号の内、第2のレベル以上の強度の信号を通過させ
    る第2のコンパレータと、第1のコンパレータを通過し
    た信号をカウントする第1のカウンタと、第2のコンパ
    レータを通過した信号をカウントする第2のカウンタ
    と、第1と第2のカウンタのカウント値の差を求める演
    算器と、第1と第2のカウンタのカウント値に応じて前
    記増幅器のゲインを制御する制御手段とを備えた信号検
    出回路。
  3. 【請求項3】 検出器と、検出器からの信号を増幅する
    増幅器と、増幅された信号の内、第1のレベル以上の強
    度の信号を通過させる第1のコンパレータと、増幅され
    た信号の内、第2のレベル以上の強度の信号を通過させ
    る第2のコンパレータと、第1のコンパレータを通過し
    た信号をカウントする第1のカウンタと、第2のコンパ
    レータを通過した信号をカウントする第2のカウンタ
    と、第1と第2のカウンタのカウント値の差を求める演
    算器と、第1と第2のカウンタのカウント値に応じて第
    1と第2のレベルを制御する制御手段とを備えた信号検
    出回路。
JP3450494A 1994-03-04 1994-03-04 信号検出回路 Withdrawn JPH07245076A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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