專利名稱：數(shù)字掃描控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與真空鍍膜中磁場控制裝置有關(guān)。
技術(shù)背景早期的掃描控制器主要,模擬式控制。即一個(gè)空間磁場在X和Y方 向的線圈上加上有一定功率的連續(xù)(模擬)信號(正弦波、三角波、方 波等)以形成偏轉(zhuǎn)磁場，控制穿過此磁場的電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。原理如圖l所示使用模擬的信號發(fā)生器一般只有三種振蕩波形(如文氏振蕩器)， 通過開關(guān)選擇某一通道信號輸出，另一通道的相同結(jié)構(gòu)，信號輸出到x， Y線圈形成的磁場影響電子束的軌跡是不規(guī)則且無一致性，相位不易控制。這種方法的缺點(diǎn)是掃描不能掃出多種圖形，特別是較為復(fù)雜的圖 形。通常只能掃出近似方形和線形的圖形，圖形邊緣模糊不規(guī)則，且均 勻性差，可控可調(diào)性差，控制很不方便。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可描掃出任意圖形，控制方便，功能 多樣的數(shù)字掃描控制器。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的-本實(shí)用新型數(shù)數(shù)字掃描控制器，微處理器1通過數(shù)據(jù)總線與存貯器18、信號傳輸裝置17、第四、.第五D/A轉(zhuǎn)換器5、 6連接，第四、第五 D/A轉(zhuǎn)換器5、 6分別依次經(jīng)過第四運(yùn)算放大器9、第六運(yùn)算放大器15 和第五運(yùn)算放大器10、第七運(yùn)算放大器16接于負(fù)載電感的兩端。微處理器1與可編程門陣列2連接，可編程門陣列2的輸出與第四、 第五D/A轉(zhuǎn)換器5、 6連接。微處理器1與第一 D/A轉(zhuǎn)換器7、第二D/A轉(zhuǎn)換器8連接，可編程 門陣列2與第三D/A轉(zhuǎn)換器3連接，第一、二、三D/A轉(zhuǎn)換器7、 8、 3 分別與第一、二、三運(yùn)算放大器ll、 12、 4連接，第一運(yùn)算放大器ll、3第四運(yùn)算放大器9的輸出與第一減法器13連接，第二運(yùn)算放大器12、 第五運(yùn)算放大器10的輸出與第二減法器14連接，第一、二減法器13、 14的輸出分別經(jīng)第六、七運(yùn)算放大器15、 16接于負(fù)載電感的兩端。微處理器1為單片機(jī)89C516RD，存貯器18為芯片AT29LV25626JC， 信號傳輸裝置17為顯示器、鍵盤和串口中的一種或多種，可編程門陣 列2為芯片EP2C5Q208CN，第一、二、三、四、五D/A轉(zhuǎn)換器為芯片DAC0832。第三運(yùn)算放大器4的放大器A與第三D/A轉(zhuǎn)換器3和放大器B連接， 放大器B的輸出與第四D/A轉(zhuǎn)換器5的輸入連接。第一或第二運(yùn)算或第四或第五運(yùn)算放大器有放大器1A與第一或第 二或第四或第五A/D轉(zhuǎn)換器和放大器1B連接，放大器1B與放大器2A 連接，放大器2A的輸出與第一或第二減法器連接。第六或第七運(yùn)算放大器為功率放大器。本實(shí)用新型采用單片機(jī)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等新型電子器件 研制成功全數(shù)字掃描控制器?？删幊涕T陣列可產(chǎn)生任意圖形。本實(shí)用新 型具有鍵盤輸入、LCD液晶屏顯示菜單操作、存儲(chǔ)多圖形、控制電子束 的運(yùn)動(dòng)軌跡等功能。控制方便。

圖1為己有技術(shù)原理圖。圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。圖4為第三運(yùn)算放大器原理圖。圖5為第一、二、四、五運(yùn)算放大器原理圖。圖6為減法器原理圖。圖7為第六、七運(yùn)算放大器原理圖。
具體實(shí)施方式
CPU采用89C516RD單片機(jī)，外部FLASH采用AT29LV256-26JC芯片， 他們之間才用8位數(shù)據(jù)總線A0 A7和16位數(shù)據(jù)總線A0 A15，其中16 位地址總線的低8位與8位數(shù)據(jù)總線端口復(fù)用，需要鎖存器分離出Q0 Q7低8位地址總線。使用的鎖存器的實(shí)現(xiàn)是通過程序?qū)懭隕P2C5Q208C8N 芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)。CPU通過總線擴(kuò)展了一片81C55,用于擴(kuò)展10 口連接按鍵。使用 MAX3232對單片機(jī)的串口進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，使之TTL電平與RS232轉(zhuǎn)換，可與電腦串行通信?？删幊涕T陣列采用EP2C5Q208C8N芯片編程完成，通過寫入特定的 程序后，可連續(xù)輸出軌跡圖形的數(shù)字信號，只需把單片機(jī)的l、 2、 3引 腳與EP2C5Q208C8N芯片的112， 144， 145引腳連接通過串行通信即可控 制任意信號發(fā)生器的幅度，頻率，圖形參數(shù)。EP2C5Q208C8N芯片X輸出 通過74—90腳連接到4—19， 1， 2腳的DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換接入第 四運(yùn)放，Y輸出通過56—72腳連接到4一19， 1, 2腳的DAC0832進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換接入第五運(yùn)放?？删幊袒鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生信號通過92—104腳連接 到4一19， 1， 2腳的DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換接入第三運(yùn)放。位置控制是 由單片機(jī)通過總線控制DAC0832分別輸出到第一運(yùn)放和第二運(yùn)放實(shí)現(xiàn) 的。由A放大器輸出經(jīng)過第三級DAC0832變換的模擬變量，在通過B運(yùn) 放組成的二階低通濾波器去處高頻噪聲輸出穩(wěn)定的模擬電壓信號。第四級D/A采用第三級運(yùn)放輸出的基準(zhǔn)信號作為參考信號，如果第 三級輸出信號減小，那么第四級輸出的幅度也會(huì)同比例的減小，運(yùn)用此 方法即可控制掃描輸出圖形的幅度信息。第四級D/A通過1A運(yùn)放后輸 出的是單極性的X通道圖形信號，再通過1B運(yùn)放轉(zhuǎn)換為雙極性的信號。 最后通過2A運(yùn)放組成的低通濾波器去除高頻分量。第五級運(yùn)放級與第 第四級相同結(jié)構(gòu)和原理，不再單獨(dú)敘述。第一運(yùn)放級電路也是通過單極性再濾波輸出，參考電壓是恒定的 5V。功能是輸出的圖形位置信號，第二運(yùn)放原理相同，第一級和第二級 運(yùn)放輸出的信號分別疊加到X， Y通道信號中。這里的疊加電路采用減法電路構(gòu)成，如上圖所示。第一運(yùn)放與第四 運(yùn)連接減法器的輸入，輸出到第六運(yùn)放，第二運(yùn)放與第五運(yùn)放連接到減 法器的輸入，輸出到第七運(yùn)放。最后X，Y的信號輸出到第六和第七運(yùn)放功率放大器推動(dòng)負(fù)載線圈產(chǎn) 生磁場。由上分析可知，數(shù)字掃描控制器的輸出圖形可由CPU計(jì)算得到，可 設(shè)計(jì)任意圖形應(yīng)用到真空鍍膜中，不會(huì)限制于模擬振蕩電路的特定波形 (正弦波，三角波，方波)輸出對電子束掃描束斑不穩(wěn)定的影響，并且 可記憶多種參數(shù)供下次使用，穩(wěn)定度得到加強(qiáng)。
權(quán)利要求1、數(shù)字掃描控制器，其特征在于微處理器(1)通過數(shù)據(jù)總線與存貯器(18)、信號傳輸裝置(17)、第四、第五D/A轉(zhuǎn)換器(5、6)連接，第四、第五D/A轉(zhuǎn)換器(5、6)分別依次經(jīng)過第四運(yùn)算放大器(9)、第六運(yùn)算放大器(15)和第五運(yùn)算放大器(10)、第七運(yùn)算放大器(16)接于負(fù)載電感的兩端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于微處理器(l) 與可編程門陣列(2)連接，可編程門陣列(2)的輸出與第四、第五D/A 轉(zhuǎn)換器(5、 6)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于微處理器(1) 與第一D/A轉(zhuǎn)換器(7)、第二D/A轉(zhuǎn)換器(8)連接，可編程門陣列(2) 與第三D/A轉(zhuǎn)換器(3)連接，第一、二、三D/A轉(zhuǎn)換器(7、 8、 3)分別 與第一、二、三運(yùn)算放大器(11、 12、 4)連接，第一運(yùn)算放大器(11)、 第四運(yùn)算放大器(9)的輸出與第一減法器(13)連接，第二運(yùn)算放大器 (12)、第五運(yùn)算放大器(10)的輸出與第二減法器(14)連接，第一、 二減法器(13、 14)的輸出分別經(jīng)第六、七運(yùn)算放大器(15、 16)接于負(fù) 載電感的兩端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于微處理器(1) 為單片機(jī)89C516RD，存貯器(18)為芯片AT29LV25626JC，信號傳輸裝置 (17)為顯示器、鍵盤和串口中的一種或多種，可編程門陣列(2)為芯 片EP2C5Q208CN，第一、二、三、四、五D/A轉(zhuǎn)換器為芯片DAC0832。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于第三運(yùn)算放 大器(4)的放大器A與第三D/A轉(zhuǎn)換器(3)和放大器B連接，放大器B 的輸出與第四D/A轉(zhuǎn)換器(5)的輸入連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于第一或第二 運(yùn)算或第四或第五運(yùn)算放大器有放大器1A與第一或第二或第四或第五 A/D轉(zhuǎn)換器和放大器1B連接，放大器1B與放大器2A連接，放大器2A的 輸出與第一或第二減法器連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字掃描控制器，其特征在于第六或第七 運(yùn)算放大器為功率放大器。
專利摘要本實(shí)用新型為數(shù)字掃描控制器，與磁場控制裝置有關(guān)，解決已有裝置掃描圖形少、穩(wěn)定性差、控制不便的問題。微處理器(1)通過數(shù)據(jù)總線與存貯器(18)、信號傳輸裝置(17)可編程門陣列(2)、第一D/A轉(zhuǎn)換器(7)、第二D/A轉(zhuǎn)換器(8)連接，可編程門陣列(2)與第三D/A轉(zhuǎn)換器(3)，第四D/A轉(zhuǎn)換器(5)、第五D/A轉(zhuǎn)換器(6)連接，第一、二、三、四、五D/A轉(zhuǎn)換器(7、8、3、5、6)分別與第一、二、三、四、五運(yùn)算放大器(11、12、4、9、10)連接，第一運(yùn)算放大器(11)、第四運(yùn)算放大器(9)的輸出與第一減法器(13)連接，第二運(yùn)算放大器(12)、第五運(yùn)算放大器(10)的輸出與第二減法器(14)連接，第一、二減法器(13、14)的輸出分別經(jīng)第六、七運(yùn)算放大器(15、16)接于負(fù)載電感的兩端。
文檔編號C23C14/54GK201102985SQ200720080860
公開日2008年8月20日 申請日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者付成洪, 博 張, 薛尚清, 亮 謝, 楊 魏 申請人:成都南光機(jī)器有限公司