Устройство для вычисления координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов Советский патент 1987 года по МПК G06F17/00 G06F7/548 

И,я)(1|н ii iiHe oiHocHiivi к И1)1чис. 1ителык)й техник, :i мп.;.. ; i Гл.ги, H(. iu)ji)u)iaiU) д.чя и:)- Mi peiiHH 11;.|)ам( г;н)в .uinciiiibix неоднородных материал), а именно д.мя нонска на но,ту проводи и коном монокрнетал.че точек, х,| 1акгери (уюншхея онреде.ченнымн значе- ниимн каких-либо электрофизических параметров, нанример удельного сопротивления.

Це,ль изобретения расширение функ- нпональных возможностей за счет обеспечения нахождения координат точек с необходимыми значениями электрофизических параметров.

На чертеже нредс ганлена схема ycrpoii- стна.

VcrpoiicpBO содер/KHi блок I задании oiiopi:oro нан 1яжения, б.;1ок 2 регистра1и1и, б. юк 3 сравнения, нервый блок 4 вычитания, суммаг()() F), вп()|1ой б.иж В вычигания. первый блок 7 умножения, блок К согласования, измерите.тьный элемент 9, датчик К) линейных перемещений, второй, третий и четвер- гь1Й б.юки 11 13 умножения, блок 14 памяти, иакаг1ливаюн1ий сумматор 15, третий б.иж 16 вычитания, ниг1)1Й блок 17 умножения, четвертый б.:юк 18 вычитания, квадра- :ор 19, блок 20 изв.лечения квад)атн(Я о ия, сумматор 21, П1естой б,ок 22 умножения, блок 23 деления.

На стадин огорновки монокрист а,т,:юв устройство ocyHiecT вляег ESOCCT анов,тение зависнмости уде.тыюго сонротив; ения ((/) вдо.ть продо,1Ы1ой оси монокриста.тла. 11ри этом зависимость удс, сонротив.тения от длины задает ся математическим выражением:

Рт

,/ .4 /.,(1)

ио

гдл р оценка удельнсн о сои1)отив,тения, нолучаеман с номощью математической модели;

/ координата ючки за.мера, изменяю- ии1яся в преде,тах от О до I). |-де D - обн1ая длина монокриста.тла; р стенень аппроксимируклпего полинома;

-4 (и,,, и. а.,) вект ор коэффициенгов модели;

L --- (1, /, / / ).

Уточиение коэ(|)финиент()В модс.1н устрой- ст B(j осуществляет с иомслнью адаптивного а.чгоритма

Л|/П. . где /( номер замера;

Y ве.тичина, задающая (еличину

нтага идет ификании; (||«| .(аме(1еиное значе}|ие удельного

сонрогив.тения на /;-.м niai e; /..«I некго /,, оп|)еделяемый для «-го

замера (тага, итерации). После завершения нроцедуры оторцовки на основании полученной инфОрмации о висимосги уде.тыюго соирогив.тения устройство осуществляет вычисление координат раскроя монокристаллов исходя из ус-товия

U(, + 0,/ |-U2/ - -(N(3)

где i - значение удельного сопротивления, онределяк)П1ее прииа/итежность полупроводникового материала к какому-либо тину. Из условия (3) с.тедует, что

10

,тzr iii ( :r(lL)

2а;

(4)

5

0

Физический смысл задачи определения

координат раскроя моиокристаллов требует существования лишь положительного решения уравнения (3).

5Таким образом, устройство наряду с В(К становленнем характеристики удельного со- ||ротив.:1ения однов|)еменно нозволяет вы- ЧНСЛЯТ1. координаты раскроя монокрис- та. кчов.

Устройство )аботает с.тедуюншм образом.

0 После выно.чнения нервого реза в исходном состоянии с выхода б.тока 1 ;)адания опорного нанряжения на вход блока 4 вычитания поступает сигна.м, соответствующий ;(наченик) гребуемсл о сонротив.тения ft

5 H l другой вход б.тока 4 вычитания с выхода сумматора 5 поступает М()де.ты1ое значение удельного сонрсггивления ()|1|, которое также поступает на вход б.тока 6 вычитания, на второй вход которого через блок 8 согласования с выхода измерительною э.чемента 9

Q ностунает и; мерен)1ое значение удельною сонротив.чеиия. С В1)1Х{)да дат чика К) линейных перемещений на вход б.чока II умножения поступает координата точки замера. ;5наче1Ц1е разности с выхода блока 6 вычи- тання постунает на вход б.тока 7 умножения, на второй вход которого ностунает сигнал, соответствующий ве.чичине iHaia идентификации с выхода нервой ячейки блока 14 памяти, с выхода второй ячейки которого в суммат о() 15 занесены исходные значения коэффициентов модели Л|0|.

Блок 1 1 умножения, нредставляюший собой набор э.тементарньгх блоков умножения, соеднненных нос.чедовательно таким образом, что В1)1ход нредыдушегч) б.тока ум ножения подк.чючен к первому входу сле5 дующего, а на обч.единенные вторые входы licex элементарных блоков умножения подается коорди}1ата точки замера, осун1ествляет вычисление вект ора Ц I . Блок 12 умножения представ.чяющий собой набор элементарных блоков умножения, каждый из которых осу0 шествляет перемножение двух чисел, вычис- ..тяег ска.чярное произведение векторов, которые носгунают на его входы с выходов сумматора 15 и блока 11 умножения.

о:1ученное скалярное произведение век- 5 торов поступает на кхнл. сумматора 5, который подает значение удельного сопротивления Р 1 на вход блока 6 вычитания, на второй вход которого с выхода измерительного элемента 9 через блок 8 согласования подается значение удсльно1Ч) сопротивления, измеренное на первой итерации. Блок 6 вычитания подает разностный сигнал на вход блока 7 умножения, который вычисляет произведение (p| 11 П подает его на вход множителя блока 13 умножения, который представляет собой набор элементарных блоков умножения и осуществляет перемножение всех элементов вектора Ц 1 на величину ai.

Полученные произведения поступают на входы сумматора 15, который представляет собой набор элементарных сумматоров- накопителей и вычисляет величину /1|0| + -|-acL|l|, тем самым уточняя кс эффипиенты м одел и.

При равенстве рот р| 1| блок 3 сравнения выдает команду о регистрации в блок 2 и команду о смене onopnfiro напряжения в блок 1 задания опорного напряжения. В противном случае работа ведется с прежним опорным напряжением. Уточнение коэффициентов модели происходит нри любом соотношении между р и р 1 . После выполнения второго реза измерительный элемент 9 помещается во вторую точку замера.

Па втором niare блок 11 умножения t)cy- Н1ествляет вычисление вектора Ц2), который в блоке 12 умножения перемножается с вектором А. Просуммированные произведения образуют значение ()| 2| для второй точки замера. Блок 6 вычитаппя подает азност- )1ый сигнал p|2j-р|2 на вход блока 7 умножения, который вычисляет произведение (( |2|-( 12). Блок 12 умножения перемножает все элементы вектора /.|2| на величину «2 и подает полученные произведения на входы сумматора 15, который по ана. югии с нервой итерацией уточняет коэффициенты модели.

При равенстве ()| 2) блок 3 сравнения выдает команду о регистрации в блок 2 и команду о смене опорно1Ч) напряжения в блок I. Пусть на второй итерации операция оторцовки завершается. 11)и работе ycTpoii- ства в режиме вычисления координат раскроя мо11окристал. 1а с первого выхода блока 1 задания опорного напряжения на вход блока 16 вычитания нодается сигна;, соот- ве1ст(ун)щий требуемому значению удельпо- го сопротивления, с второго и третье1 о выходов блока 1 соответственно на входы блоков 17 и 22 умножения нодаются ве.личин1)1 -|-4 и --1-2. С. выходов сумматора 1Г) соответственно постунают значения к()Э()фициеи- iOB модели: uo па вход б.чока 16 вычитания; а - на вход квадратора 19 и инверсный вход сумматора 21; oj на вход б.юка 17 умножения и вход б-лока 22 умножения.

Блок 16 вычитания вычисляет разность -(||т ч подает ее на вход блока 17 умножения. Последний Н1)1числяет произведение (/ULi, поступающее на вход блока 18 вычитания, на второй вход которого с выхода

5

0

квадратора 19 посту 1ает величина ат. Вычисленная разность - г поступает на вход блока 20 н звлечепия квадратного корпя. Величина lj поступает на прямой вход сум- матода 21, который вычисляет величину - «1, поступающую на вход делимого блока 23 деления, на вход делителя которого с выхода блока 22 умножения поступает произведение 2а-2. Частное от деления 1п с/ 2а-2 является искомой координатой раскроя монокристалла и поступает на вход блока 2 регистрации.

После вьпюлпения реза в точке /IT блок 1 I умножения осуществляет вычисление вектора , который в блоке 12 умножения перемножается с вектором /4|2|. Просуммированные в сумматоре 5 произведения образуют значение pj 3| для третьей точки замера. Блок 6 вычитания подает раз- н()ст)Пз1Й сигна.л на вход блока 7 умножения, который вычисляет произведение а Y((i| 3| -()|5|). Блок 13 умпожения перемножает все элементы вектора L| 3| па величину ос| и подает полученные произведения на вход сумматора 15, который по аналогии с предыдущими итерациями уточняет коэф- 5 фициенты модели. При равенстве б.лок 3 сравнения выдает команду о смене опорного напряжения в блок 1 и команду о регистрации в блок 2. В противном случае работа ведется с прежним опорным напряжением.

Б.иж 16 вычитания вычисляет разность (, -(ит и подает ее на вход блока 17 умножения. Последний В1)1чиеляет произведение r 4(/aj, поступающее на вход блока 18 вычитания, па второй вход которого с выхода квадратора 19 поступает величина от. Вы- числе1тая разность поступает на вход блока 20 изв.чечения квадратного корня. Полученная величина поступает на прямой вход суммд)тора 21, который вычис, 1яет величину г. 7) - «1, поступающую на вход делимого б.лока 23 де.ления, па вход делителя которого с выхода блока 22 умножения поступает произведение 2uL. Частное от деления является искомой координатой раскроя моно- криста;1ла и поступает на вход блока 2 регистрации.

Пос.ле вьпюлнения реза в точке /п блок 11 умножения осуществляет вычисление вектора (T, который в блоке 12 умножения неремножается с вектором Л|31. Про- суммированн1 1е в сумматоре 5 нре изведепия образуют значение р| 4 для четвертой точки

0

5

0

5

0

замера. Блок 6 вычитания подает разностный сигнал на вход блока 7 умножения, который вычисляет произведение

(/4 f(PH)-f И.

Блок 1.3 умножения перемножает все 5 элементы вектора L|4| на величину а4 и подает получен1П)Ц произведения на вход сумматора 15, который по аналогии с предыдущими итерациями уточняет коэффициенты

модели. При блок 3 сравнения выдает команду о смене опорного напряжения в блок 1 задания онорного напряжения и команду о регистрации в блок 2. В про- THRHOM случае работа ведется с нрежним опорным напряжением.

Формула изобретения

Устройство для вычисления координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов, содержащее блок регистрации, блок сравнения с нулем, два блока вычитания, первый сумматор, блок согласования, измерительный элемент, датчик линейных |1еремен;ений, четыре блока умножения, паканливаюший сумматор, блок иамяти, блок задарщя опорного напряжения, вход которог о об1 единен с нервым входом блока регистрации и подключен к выходу блока сравнения с нулем, вход которого нодключеи к выходу первого блока вычитания, вход 5 ычнтаемого которого подключен к первому выходу блока задания онорного напряжения, а вход уменьшаемого к выходу nepnoi o cyviMHTOjia и к входу вычитаемого второго б. юка вычитания, выход которого нодключеи к входу первого сомножителя первого блока умножения, вход уменьн аемого второго блока вычитания подк.чючен к выходу блока согласовання, вход которого подключен к вьгходу нзмерительного элемента, механически совмещенного с датчиком линейных перемещений, кого)ого подключен к ип(})ормационному входу BTOpoi o б,:1ока множепия, выход которого подключен к входам множимого третьего н четвертого блоков умножения, вход множителя четвер- гого блока умножения подключен к выходу первого блока умножения, вход второго множителя которслч) подключен к вь51ходу первой ячейки б,лока памяти, выход второй ячейки которого и выход четвертого блока умно

0

5

0

5

жения нодключены к информационным входам накапливающего сумматора, выход которого подключен к входу множителя третьего блока умножения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения нахождения координат точек с необходимыми значениями электрофизических нараметров, в него введены два блока умножения, блок деления, два блока вычитания, квадратор и блок извлечения квадратного корня, причем первый выход накапливающего сумматора подключен к входу уменьц1аемого третьего блока вычитания, вход вычитаемого которого подключен к первому выходу блока задания онорного напряжения, а выход подключен к входу nepBoi O сомножителя пятого б. юка умножения, вход второго сомножителя которого нодключен к второму выходу б.юка задания опорного напряжения, а выход подключен к входу вычитаемого четвертого блока вычитания, вход уменьншемого которого подключен к второму выходу блока задания опорпого напряжепня, а выход нодключен к входу вычитаемого четвертого блока вычитания, вход уменьшаемого которого подключен к выходу квадратора, выход подключен к входу блока извлечения квадратного корня, выход которого подключен к прямому входу первого слагаемого второго сумматора, к инверсному входу второго слагаемого которого подключен вход квадратора и второй выход накапливающего сумматора, к третьему выходу которого подключены вход третьего сомножителя пятого блока умпожения и вход первого сомножителя шестого блока умножения, к входу второго сомножителя которого подключеп третий выход блока задания опорного напряжения, а к выходу подключен вход делителя блока деления, к входу делимого которого подключен выход второго сумматора, выход блока деления соединен с вторым входом блока регистрации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретения является расн1ирение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности нахождения координат точек с необходимьими значениями электрофизически.х параметров. Устройство содержит блок 1 задания опорного напряжения, блок 2 регистрации, блок 3 сравнения, первый блок 4 вычитания, сумматор 5, блок 7 умножения, б;юк 8 согласования, измерительный элемент 9, датчик 10 линейных перемещений, блоки II, 12, 13 умножения, блок 14 памяти, наканлнваюншй сумматор 15, третий блок 16 вычитания, блок 17 умножения, четвертый блок 18 вычитания, квадратор 19, блок 20 извлечения квадратного корня, сумматор 21, б,чок 22 умножения, блок деления. 1 ил. S (Л 00 N3 Oi о 4;