SU807045A1 - Устройство контрол шага микро-СТРуКТуР - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике, в частнос ти к фотоэлектрическим устройствам дл  измерени  геометрических параметров периодических структур. Известно электронное устройство дл  непрерывного измерени  периода следовани  импульсов, содержащее счетчик, генератор эталонной частот две схемы совпадени , ждущий мультивибратор , триггер и регистр сдвига . Устройство позвол ет производит вычисление шага периодической микро структуры l . Недостатком устройства  вл етс  невозможность вычислени  погр«анос шага периодической микроструктура и низка  точность вычислени . Известно также электронное устройство дл  измерени  импульсной последовательности, содержащее ком мутатор, две схемы совпсщени , переключатели предварительной установки , счетчики с предварительной установкой, генератор импульсов и схему запрета . Недостатком устройства  вл етс  низка  точность вычислени  шага и догрешностей шагов микроструктур . Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство контрол  шага микроструктур , содержащее коммутатор, схему запрета первого импульса, последовательно соединенные схему исключающее ИЛИ, триггер управлени , ключ и регистр, и два электрических канала , каждый из которых состоит из счетчика с предварительной установкой , счетный вход которого соединен с соответствукадим выходом коммутатора , дешифратора нул , вход которого соединен с выходом счетчика , Н переключател  предварительной установки, вход которого соединен с выходом дешифратора (нул , а выход - с установочным входом счетчика, выход дешифратора нул  первого канала соединен с первым переключающим входом коммутатора и с первым входом схемы исключающее ИЛИ, выход дешифратора нул  второго канала соединен со вторым переключающим входом коммутатора, вход схемы запрета первого импульса соединен с управл ющим входом коммутатора , а выход - со вторым входом схемы исключающее ИЛИ Сз.

Недостатком этого устройства также  вл етс  низка  точность вычислени  шага и погрешностей шагов микроструктур , так как в результат измере ни  вход т погрешности размеров ширины элементов микроструктур.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  периодических микроструктур .

Эта цель достигаетс  тем, что устройство снабжено импульсным преобразователем перемещени  микроструктуры и блоком селекции импульсов по четности, вход которого соединен с выходом импульсного преобразовател  перемещени  микроструктуры, выход нечетных импульсов - с первым входом коммутатора, выход четных импульсов со вторым входом коммутатора и с вторым входом ключа, а выход дешифратора нул  второго канала соединен с третьим входом схемы исключающее ИЛИ.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство контрол  состоит из схемы 1 запрета первого импульса, коммутатора 2, блока 3 селекции импульсов по четности, дешифраторов 4 и 5 нул , счетчиков б и 7 с предва рительной установкой, переключателей 8 и 9 предварительной установки, схемы 10 исключающее ИЛИ, триггера 11 управлени , ключа 12, регистра 13 и импульсного преобразовател  14 перемещени  микроструктуры. Счетные входы счетчиков 6 и 7с предварительной установкой соединены с выходами коммутатора 2, а установочные входы с переключател ми 8 и 9 предварительной установки. Выходы счетчиков б и 7 соединены с дешифраторами 4 и 5 нул / выходы которых соединены с переключающими входами коммутатора 2, со схемой 10 исключающее ИЛИ и с переключател ми 8 и 9 предварительной установки. Управл ющий вход коммутатора 2 соединен со входом схемы 1 запрета первого импульса, ее выход со схемой 10 исключающее ИЛИ, а последн   - с триггером 11 управлени , выход которого соединен со входом ключа 12, другой вход которого соединен с выходом нечетных импульсов блока 3 селекции импульсов по четности, а выход - с регистром 13. Выход четных импульсов блока 3 соединен с коммутатором 2, а вход - с импульсным преобразователем 14 перемещени  микроструктуры.

Устройство работает следующим образом . .

Предварительно осуществл етс  устновка всех схем в начальное состо ние .

Начальное состо ние схем следующее: на переключател х 8 и 9 предвар

тельной установки выставлены числа, соответствующие значению эталонного шага измер емой структуры, в счетчики 6 и 7 записано это же число в обратном коде, входы-счетчиков -6 и 7 отключены коммутатором 2 от входов нечетных.и четных масштабных импульсов , триггер 11 управлени  в состо нии О, при котором ключ 12 закрыт. Импульсный преобразователь 14 перемещени  вырабатывает последовательность масштабных импульсов, частота следовани  которых пропорциональна скорости перемещени  контролируемой микроструктуры.

При поступлении на вход управлени  коммутатора 2 переднего фронта командного импульса происходит подключение входа счетчика 6 к выходу нечетных масштабных импульсов блока 3 селекции. При поступлении на вход управлени  заднего фронта командного импульса, вход счетчика б подключаетс  через коммутатор 2 к выходу четных масштабных импульсов блока 3 селекции . Длительность командного импульса пропорциональна ширине элемента периодической структуры. С этого момента в счетчик б поступают и нечетные и четные масштабные импульсы.

Схема 1 запрета первого импульса срабатывает только от заднего фронта каждого командного импульса, кроме первого, и формирует на своем выходе сигнал Конец измерени .

В момент прихода второго командного импульса на вход управлени  коммутатора 2, что соответствует началу следующего шага, а также началу следующего элемента микроструктуры, по его переднему фронту происходит переключение нечетных масштабных импульсов со входа счетчика б на вход счетчика 7. С этого момента времени на вход счетчика б поступают только четные масштабные импульсы, которые будут поступать до тех пор,пока не сработает дешифратор 4 нул .

Таким образом, коммутатор 2 при поступлении первого (З-го, 5-го, 7-го и т.д.) командного импульса по переднему фронту, подключает вход счетчика б и отключает вход счетчика 7 от- выхода нечетных масштабных импульсов блока 3 селекции, а при поступлении второго С4-го, б-го, 8-го и т.д.) - подключает вход счетчика 7 и отключает вход счетчика б от выхода нечетных масштабных импульсов блока 3 селекции,

при поступлении первого (З-го, 5-го и т.д.) командного импульса по заднему фронту подключает вход счетчика б, или вход счетчика 7, при поступлении второго (4-го, б-го и т.д.) , ко входу четных масштабных импульсов блока 3 селекции.

Сигнал дешифратора 4 или 5 нул  отключает через коммутатор 2 как

нечетные, так и четные масштабные импульсы от входа счетчика того канала, откуда пришел этот сигнал и производит через переключатель предварительной установки этого канала запись эталонного шага в счетчик.

За величину шага микроструктуры принимаетс  рассто ние между серединс ми ее срседних элементов.

Величина измеренного шага Н определ етс  через количество не четных и четных масштабных импульсов , поступивших в счетчик с момета t

и до момента его полно

1-in

заполнени . Число этих импульсов будет равно: ..

h+h

Н -2

где Ь - рассто ние между передними

фронтами соседних командны

импульсов , - рассто ние между задними

фронтами соседних командны

импульсов.

Благодар  наличию четных и нечетных импульсных последовательностей,- попременно подключаемых и отключаемых от счетчика, осуществл етс  деление на две суммы импульсов, поступивших в счетчик. Вычисленна  величина не включает в себ  погрешностей элементов микроструктуры и представл ет собой действительное значение шага периодической микроструктуры, так как изменение размеров элементов микроструктуры вызывает пропорциональное изменение величин -h и h причем эти изменени  происход т в противофазе, т.е. уменьшение одного размера соответствует увеличению другого на такую же величину и наоборот .

Возможны три случа  соотнсмдени  измеренного и эталонного шагов микростурктуры .

Число импульсов, соответствующее измеренному шагу, превышает число, записанное в счетчике, поэтому дешифратор 4 или 5 нул  формирует сигнал, который кроме указанных функций , прид  на схему 10 исключающее ИЛИ, переключает триггер 11 управлени  в состо ние 1. В состо ние О триггер 11 управлени  вернетс  при поступлении сигнала Конец измерени , сформированного схемой 1 запрета первого импульса. На врем , в течение которого триггер находитс  в состо нии 1, разраиаетс  прохождение четных мас итабных импульсов через ключ 12 в регистр .13, где запишетс  число, соответствующее измеренному положительному отклонению.

При равенстве эталонного и измеренного шагов, сигнал Конец измерв

ни  и сигнал дешифратора нул  соответствующего канала приход т одновременно. Переключение триггера 11 управлени  при этом не происходит , поскольку в этом случае схема с 10 исключающее ИЛИ ни один из этих импульсов па вход триггера 11 управлени  не пропустит, триггер останетс  в состо нии О и ключ 12 не откроетс . В регистре 13 останетс  нулевой код.

В случае, когда шаг микроструктуры ..меньше эталонного четные масштабные импульсы будут поступать на вход одного из счетчиков до тех пор, пока дешифратор нул  соответствующего

5 канала запретит через коммутатор 2 их дальнейшее прохождение. Этот сигнал придет на схему 10 исключающее ИЛИ после сигнала Конец измерени , т.е. триггер 11 управлени  переключитс  в состо ние 1 сигналом измерени , а в состо ние О - гналом с одного из дешифраторов , или 5. За врем , в течение которого триггер 11 управлени  находилс  в состо нии 1, в регистр 13 через открытый ключ 12 запишетс  число, соответствующее измеренному отр щательному отклонению.

Таким образом, введение новых

.. элементов и их св зей позвол ет . без существенных затрат повысить точность контрол  шага периодических микроструктур путем исключени  из результата измерени  погрешностей размеров элементов микрострук5

туры, значени  которых иногда соизмеримы со значени ми погрешностей шага и могут быть равны от единицы до дес тков микрометров.

40

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 488158, кл. Q 01 Р 23/00.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2608474/28,

кл. Q 01 В 7/14, 1978.

3.Электронна  техника. Сер. Электроника СВЧ. Вып. 2, 1976 (прототип ) .