Двухполярный цифроаналоговый преобразователь Советский патент 1987 года по МПК H03M1/00 

Изобретение относится к электронной технике и автоматике и предназначено, в частности, для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал - ток, управляющий электронным лучом в системах электронно-лучевой литографии полупроводниковых пластин.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Двухполярный цифроаналоговый преобразователь содержит источник 1 эталонного напряжения, выход которого соединен с входами первого и второго формирователей 2 и 3 опорного сигнала, источник 4 тока смещения, токозадающйй резистор 5 которого соединен с щиной 6 питания, блок 7 разрядных источников тока, содержащий генераторы 8 разрядного тока, токозадающие резисторы 9 которых соединены с шиной 10 питания, блок 11 переключения разрядных токов, выход которого соединен с выходной шиной 12 и выходом источника 4 тока смещениЯ|информационные входы блока 11 переключения разрядных токов соединены с выходами генераторов 8 разрядного тока, а управляющие входы - с соответствюущими шинами 13 входного кода, первый резистивный делитель 14 опорного сигнала, первый вывод резистора 15 которого соединен с выходом формирователя 3 опорного сигнала, объединенные выводы резисторов 15 и 16 соединены с входом источника 4 тока смещения, токозадающйй резистор 5 которого имеет тепловую связь с резистором 16, второй вьюод которого соединен с шиной 6 питания, и группа 17 резистивных делителей 18 опорного сигнала, первые вьшоды резисторов 19 которых объединены и соединены с выходом формирователя 2 опорного сигнала, объединенные вьшоды резисторов 19 и 20 соединены с входами соответствующих генераторов 8 разрядного тока токозадающие резисторы 9 которых имеют тепловую связь с соответствующими резисторами 20, вторые выводы которых соединены с шиной 10 питания. Блок 11 переключения разрядных токов содержит двухпозиционные аналоговые ключи 21. Нагрузкой цифро- аналогового преобразователя являет0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ся отклоняющая катушк-а 22, управляющая электронным лучом в системах электронно-лучевой литографии.

Каждый из генераторов 8 .разрядного тока и источник 4 тока смещения построены на операционных усилителях 23 и транзисторных регулирующих элементах 24.

Преобразователь работает следующим образом.

Высокостабильные токи, формируемые генераторами 8 разрядного тока, подключаются к выходной шине 12 (и к отклоняющей катушке 22) через двухпозиционные аналоговые ключи 21 в соответствии с входным кодом, поступающим на шины 13 входного кода. Источник 4 тока смещения подключен к выходной шине 12 постоянно.

Формирователь 3 опорного сигнала вырабатьшает положительное опорное напряжение для источника 4 тока смещения, а формирователь 2 опорного сигнала - отрипательное опорное напряжение для генераторов 8 разрядного тока, Эти напряжения поступают на резистивные делители 14 и 18 опорного сигнала, где с резисторов 16 и 20 снимается их часть и подается на неинвертирующие входы операционных усилителей 23. На другие входы операционных усилителей 23 подаются напряжения отрицательной обратной связи с эмиттеров транзисторных регулирующих элементов 24.

Операционный усилитель 23 работает в режиме повторителя и совместно с транзисторным регулирующим элементом 24 вырабатывает высокостабильный ток, сравнивая падение напряжения на токозадающем резисторе 5 (9) с опорным сигналом.

В старших разрядах преобразователя и источника 4 тока смещения этот ток приводит к разогреву соответствующих токозадающих резисторов 5(9), что приводит к изменению их номиналов и, как следствие, к ошибке в величине разрядного тока, для компенсации которой введена тепловая связь между токозадающим резистором 5 источника 4 тока смещения и резистором 16 резистивного делителя 14 опорного сигнала, а также между соответствующими токозадающими резисторами 9 генераторов 8 разрядного тока и резисторами 20 группы 17 резистив- ных делителей 18 опорного сигнала.

При изменении температуры токо- задающего резистора 5(9) изменяется температура резистора 16 (20), что приводит к пропорциональному изменению номиналов обоих резисторов 5 и 161 (9 и 20) и одинаковому изменению падения напряжения на них величну

3 и R(5(I4} - -g

Р

. i2i

ЗТ

где и

«5ИЧ)

R

(5(141

падение напряжения на соответствующем токо- задающем резисторе ре- зистивного делителя опорного сигнала; сопротивление соответствующего токозадающего резистора;

IP - ток разряда,

такую, что ток разряда остается неизменным .

Улучшение температурной стабильности токов разрядов повышает точность преобразования всего преобразователя.

Формула изобретения

Двухполярный цифроаналоговый преобразователь, содержащий источник эталонного напряжения, выход которого соединен с входом первого и второ- го формирователей опорного сигнала, источник тока смещения, токозадаю- щий резистор которого соединен с первой шиной питания, блок разрядных

5

0

5

0

5

источников тока, токозадающие резисторы которьк соединены с второй шиной питания, блок переключения разрядных токов, вькод которого соединен с выходной шиной и выходом источника тока смещения, информационные входы блока переключения разрядных токов соединены с соответствующими выходами блока разрядных источников тока, а управляющие входы - с соответствующими шинами входного кода, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены первый резистивный делитель опорного сигнала, первый вьгоод первого резистора которого соединен с выходом второго формирователя опорного сигнала, объединенные выводы первого и второго резисторов соединены с входом источника тока смещения, токозадающий резистор которого имеет тепловую связь с вторым резистором, второй вьгоод которого соединен с первой шиной питания, и группа резистивных делителей опорного сигнала, первые вьшоды первых резисторов которых объединены и соединены с выходом первого формирователя опорного сигнала, объединенные выводы первого и второго резисторов соединены с соответствующими входами блока разрядных источников тока, токозадающие резисторы которых имеют тепловую связь с соответствующими вторыми резисторами группы резистивных делителей опорного сигнала, вторые вьгооды вторых резисторов которых соединены с второй шиной питания.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал - ток, управляющий электронным лучом в системах электронно-лучевой литографии полупроводниковых пластин. Целью изобретения является повьшение точности преобразования. Двухполярный цифроаналоговый преобразователь содержит источник эталонного напряжения, формирователи опорного сигнала, источник тока смещения, блок разрядных источников тока, блок переключе- ния разрядных токов, резистивный делитель опорного сигнала, соединенный с выходом второго формирователя опорного сигнала, причем токозадаю- щий резистор источника тока смещения имеет тепловую связь с вторым резистором резистивного делителя опорного сигнала, и группу резистив- ных делителей опорного сигнала, соединенных с выходом первого формирователя опорного сигнала, а токоза- дающие резисторы блока разрядных источников тока имеют тепловую связь с соответствующими вторыми резисторами группы резистивнъгх делителей опорного сигнала. 1 ил. с iS сл со i 00 CD Ю 00

Составитель Г.Милославский Редактор А.Маковская Техред А. КравчукКорректор М.Максимишинец

Заказ 5200/57 Тираж 899

ВНИИПН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное