Устройство для стабилизации тока магнитной электронной линзы

 

(72) Автор . изобретения

Е. П. Бочаров

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА А НИТНОй ЭПЕКТРОННОЙ ПИНЗ

1

Изобретение относится к электроннооптическому приборостроению, в частности к системам питания и стабилизации магнитных электронных линз электроннооптических приборов для исследования и обработки объектов. 5

Известно устройство стабилизации тока магнитной электронной линзы, содержащее источник опорного напряжения, блок сравнения, усилитель напряжения и резистор, включенный последо- 10 вательно с обмоткой (возбуждения) линзы.

В указанном устройстве стабилизация тока магнитной линзы осуществляется путем сравнения величины напряжения на резисторе с величиной напряжения источника опорного напряжения(Д .

Недостатком устройства является то, что для обеспечения необходимой ста— бильности тока линзы требуется с боль шим коэффициентом усиливать разностный сигнал между напряжением, снимаемым с в резистора, и опорным напряжением. Это

2 приводит к неустойчивости системыповышает веро ятность возникновения колебательного режима и снижает стабильность ее работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство стабилизации . тока (возбуждения) магнитной электронной линзы, содержащее источник опорного напряжении, подключенный к первому . входу блока сравнения, соединенного выходом с входом усилителя напряжения, а цо второму входу - с резистором, включенным последовательно с обмоткой линзы (выполненной секционированной) и усилителем мошности f 2 .

В известном устройстве за счет сек-, ционирования . обмотки линзы возмож ность возникновения колебательного ре жима уменьшается. Это усложняет схему устройства и конструктивное решение линзы в целом и требует введения дополнительных механических контактов, что также приводит к снижению стабильности тока.

3 1003 1

Цель изобретения — обеспечение повы"шения стабильности тока возбуждения магнитной линзы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для стабилизации тоха магнитной электронной линзы, содержащее источник опорного напряжения, подключенный к первому входу блока сравнения, соединенного выходом с входом усилителя напряжения, а вторым входом с резис 0 тором, включенным последовательно с обмоткой линзы и усилителем мощности, дополнительно содержит два пороговых элемента, интегратор и сумматор, причем входы сумматора соединены с выхо- 15 дами источника опорного напряжения, усилителя напряжения и интегратора, выход усилителя напряжения соединен с входами интегратора через параллельно включенные пороговые элементы, а выход 20 сумматора соединен с входом усилителя мощности.

На чертеже показана блок-схема усч ройства.

Устройство содержит источник 1

25 саорного напряжения, подключенный выходом к первому входу блока 2 сравнения, соединенного выходом с входом усилителя 3 напряжения, а вторым входом - с резистором 4, включенным по- 30 следовательно с обмоткой 5 электромагнитной линзы и усилителем 6 мощности.

Вход усилителя 6 мощности подключен к выходу сумматора 7, соединенного первым входом с выходом источника 1 опор-55 ного напряжения, второй вход сумматора

7 подключен к выходу усилителя 3 напря жения и входом первого и второго пороговых элементов 8 и 9. Выходы пороговых элементов 8 и 9 соединены соответ- щ ственно с первым и вторым входами интегратора 10, подключенного выходом к третьему входу сумматора 7.

Устройство работает следующим образом»

Опорное напряжение О; с источника

1 поступает одновременно на первый вход сумматора 7 и через блок 2 сравнения на вход усилителя 3 напряжения.

Цепочка из последовательно соединенных сумматора 7 (по первому входу) и усилителя 6 мощности образует первый канал регулирования (канал грубой регулировки) с пропорциональным законом регулирования.

Путем выбора коэффициента передачи этого канала обеспечивается протекание через обмотку 5 линзы тока меньшего номинального (задаваемого напряжением

98 4 () п ), но близкого к номинальному

О,987 ном.

Усилитель 3 напряжения, соединенный выходом с сумматором 7 по второму . входу и с входами первого и второго пороговых элементов 8 и 9, подключенных к первому и второму входу интег ратора 1О, соединенного выходом с третьим входом сумматора 7, подключенного. выходом к входу усилителя 6 мощности образуют второй канал регулирования. Этот канал является маломощным, прецизионным, действует на основе пропорционально интегрирующего .закона и осуществляет тонкое регулирование тока в обмотке 5 линзы в малом диапазоне 0,02 Д ном. следующим образом.

Протекающий через обмотку 5 линзы ток создает на эталонном резисторе 4 падение напряжения„которое подается на блок 2 сравнения, Блок 2 сравнения путем сравнения этого напряжения с величиной U 0> вырабатывает сигнал ошибки, который поступает на Вход усилителя 3 напряжения.

Усилитель 3 напряжения усиливает этот сигнал и подает его на второй вход сумматора 7 (для компенсации небольших по величине, но быстрых возмущений) и входы пороговых элементов

8 и 9, настроенных соответственно на верхнюю и нижнюю границы динамического диапазона усилителя напряжений.

Если в результате увеличения тока в обмотке линзы напряжение на входе порогового элемента 8 достигает его порогового значения, то элемент 8 передает сигнал на первый (вычитающий) вход интегратора 1О, в результате чего на выходе интегратора напряжение уменьшается. Сигнал с интегратора поступает в сумматор 7, где он суммируется с сигналом от первого канала регулирования и сигналом усилителя 3 напряжения и поступает затем на усилитель 6 мощности, при этом ток, протекающий в обмотке ке 5 линзы, уменьшается.

При уменьшении тока в обмотке 5 линзы уменьшается и падение напряжения на эталонном резисторе 4, а следовательно, и напряжение на выходе усилителя 3 напряжения, которое входит при этом в допустимый диапазон. Вследствие этого пороговый элемент 8 закрывается. Величина 0 gg)(интегратора 10 запоминается интегратором.

При изменении сигнала ошибки и переходе выходного напряжения усилителя

S 1003 1

3 на нижнюю границу допустимого диа-: пазона включается второй элемент 9, и сигнал поступает на второй (суммирук щий) вход интегратора 1О. При этом выходное напряжение интегратора увели- s чивается, и, следовательно, увеличиваев» ся ток в обмотке 5 линзы. Увеличение тока s обмотке 5 линзы приводит к увеличению падения напряжения на эталонном резисторе 4 и увеличению напряжения на выходе усилителя 3, котсьрое при этом входит в допустимый диапазон, второй пороговый элемент 9 выключается, а интегратор 10 запоминает величину U ВИХ °

В дальнейшем, при изменении тока в обмотке 5 линзы, вышеописанные операции повторяются.

Поскольку предлагаемое устройство осуществляет регулировку тока в линзе лишь по части основного сигнала (по

2-у прецизионному каналу регулирования), составляющего 0,02 Д ном., суммирующегося впоследствии с другой частью основного сигнала, то это позволяет 25 использовать в этом канале регулирования прецизионные регулирующие элементы, уменьшить коэффициент усиления усилителя 3 напряжения и исключить необходимость секционирования обмоток лин- 3g зы. Вследствие этого исключается вероятность возникновения режима самовозбуждения, необходимость введения дополнительных обмоток и усложнения схемы стабилизации и конструкции линзы. В целом это приводит к повышению стабиль ности тока линзы.

98 d

Предлагаемое устройство может быть широко использовано в системах питания магнитных линз электронно-оптических приборов для исследования и обработки объектов, где оно позволит за счет повышения стабильности тока (возбуждения) линз повысить качество исследования и обработки объектов. формула изобретения

Устройство для стабилизации тока магнитной электронной линзы, содержащее источник опорного напряжения, подключенный к первому входу блока сравнения, соединенного выходом с входом усилителя напряжения, а вторым входом с резистором, включенным последовательно с обмоткой линзы и усилителем мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности тока, оно дополнительно содержит. два пороговых элемента, интегратор и сумматор, причем входы сумматора соединены с выходами источника опорного напряжения, усилителя напряжения и интегратора, выход усилителя напряжения соединен с входами интегратора через параллельно включенные пороговые элементы, а выход сумматора соединен с входом усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 49-19932, кл. 99С01, опублик. 1974.

2. Патент ГДР № 108410, кл. Н 01 Х 37/14, опублик, 1Э76

Lnpmmm).

Составитель В. Гаврюшин

Редактор А. Власенко Техреду.Костик Корректор С.Шекмар

Заказ 1577/38 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4