Устройство для измерения периода полосовой структуры в доменосодержащих пленках

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) (11 11/14 ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С Н.Сила ев; ериССР0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ(прототип),(54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА ПОЛОСОВОИ СТРУКТУРЫ В ДОМЕНОСОДЕРЖЯИХ ПЛЕНКАХ, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, анализатор и фотоприемник,выход которого подключен через пред-.варительный усилитель к усилителюформирователю, блок формирования полосовой структуры, соединенный с уэ"лом генерации магнитного поля, видеоконтрольный и цифропечатающий блоки, .Формирователь сигналов измерительныхвизиров, два триггера, три элементаИ, четыре счетчика, блок сравнениякодов, делитель частоты, смесительи генератор опорной частоты, выходкоторого подключен к первым входампервого и второго элементов И, выход первого триггера подключен к вто-.рому входу второго элемента И, выходвторого триггера соединен со вторымвходом первого элемента И, выход которого подключен к первому входупервого счетчика и через делительчастоты - к первому входу второгосчетчика, выход которого соединен через третий элемент И с первым входомвторого триггера и первым входом цифропечатающего блока, выходы первого и третьего счетчиков подключены к соответствующим входам блока сравнения кодов, выход которого подключен к второму входу первого счетчика и входу четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу цифропечатающего блока, вход видеоконтрольного блока подключен к выходу смесителя, первый вход которого соединен с первым выходом формирователя сигналов измерительных визиров, а второй вход - с выходом усилителя-формирователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно со" держит рассеивающий элемент в виде диска, установленного между источником света и поляризатором,четыре формирователя управляющих сигналов, два дополнительных счетчика., дешифра- %еев тор, шесть дополнительных элементов И, четыре дополнительных триггера, регистр и генератор синхроимпульсов, первый выход которого подключен к фор мирователю сигналов измерительных визиров, а второй выход - к первому входу первого дополнительного эле" мента И, выход которого через первый дополнительный счетчик, дешифратор и первый формирователь управляющих сигналов соединен с входом первого дополнительного триггера, первый выход которого соединен с первыми вы" ходами второго и .третьего дополнительных элементов И, а второй выход - файф с вторым входом первого дополнительного элемента И, выход первого триггера подключен к второму входу второго дополнительного элемента И, третьему входу первого дополнительного элемента И, входу второго Фор101 Фмирователя .Управляющих сигналов ипервому входу третьего формирователя управляющих сигналов и первомувходу третьего формирователя управляющих сигналов, второй вход которого соединен с выходом усилителя-формирователя, а выход - с входом треть-,его счетчика, входом второго дополнительного триггера, первым входом четвертого дополнительного элемента И ипервым входом пятого дополнительного элемента И, выход которого подключен к первому входу регистра, первый выход которого соединен с вторым входом второго счетчика, а второй выход - с первым входом второго дополнительного счетчика, выход которого подключен к второму входу регистра, выход счетчИка, выход которого подключен к второму входу регистра, выход второго дополнительного триггера соединен с вторым вхо дом четвертого дополнительного элемента И и третьеим входом второго 2082элемента И, выход которого подключенк второму входу второго дополнительного счетчика, третий вход которогосоединен с выходом второго формирователя управляющих сигналов, выходчетвертого дополнительного элементаИ через третий дополнительный триггер подключен к второму входу пятогодополнительного элемента И, выход второго дополнительного элемента И подключен к второму входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу третьего дополнительногоэлемента И выход которого через чет"вертый формирователь управляющих сигналов соединен с первым входом четвертого дополнительного триггера, вы.ход которого подключен к первому входу шестого дополнительного элементаИ, второй вход которого соединен свторым выходом формирователя сигналов измерительных визиров авыход - с входом первого триггера,Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляизмерения периода полосовой доменной структуры эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок в процессе производства доменных запоминающих устройств.Известно устройство для измерениямагнитных характеристик пленок редкоземельных феррогранатов., которое 10содержит источник света, поляризатор, анализатор, генератор импульсови катушку возбуждения 1 .Однако в этом устройстве результат измерения полностью зависит от 15субъективных качеств оператора итребует последующего расчета, чтоснижает точность и быстродействие устройства.Наиболее близким к изобретению по 20технической сущности является устройство для измерения периода страйпструктуры в доменосодержащих пленках, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, анализатор 25 и фотоприемник, выход которого подключен через предварительный усилитель к усилителю-формирователю, блокФормирования полосовой структуры, соединенный с узлом генерации магнитногополя, видеоконтрольный и цифропечатающий блоки, формирователь сигналовизмерительных визиров, два триггера,три элемента И, четыре счетчика, блоксравнения кодов, делитель частоты,смеситель и генератор опорной частоты 2 .К недостаткам известного устройства относятся низкие точность ибыстродействие устройства. Низкаяточность объясняется тем, что приуменьшении толщины пленки снижаетсяотношение сигнал-шум. Кроме этоготочность и быстродействие устройстваполностью зависят от субъективныхкачеств оператора при установке измерительных визиров строго на краяхизмеряемого участка полосовой структуры,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.Для достижения цели устройстводля измерения периода полосовой стртуры в доменосодержащих пленках,3 10420 содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, анализатор и фотоприемник, выход которого подключен через предварительный усилитель к усилителю-формирователю, блок формирования полосовой структуры, соединенный с узлом генерации магнитного поля, видеоконтрольный и цифропецатающий блоки, формирователь сигналов измерительных визиров, два 10 триггера, три элемента И, четыре счетчика, блок сравнения кодов, делитель частоты, смеситель.и генератор опорной частоты, выход которого подключен к первым входам первого и вто 15 рого элементов И, выход первого триг" гера подключен к второму входу второго элемента И, выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого счет" чика и через делитель частоты - к первому входу второго счетчика, .выход которого соединен через третий элемент И с первым входом второго триггера и первым входом цифропецатающего блока, выходы первого и тре- тьего счетчиков подключены к соответствующим входам блока сравнения кодов выход которого подключен к второму входу первого счетчика и входу четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу цифропечатающего блока, вход видеоконтрольного блока подключен к выходу смесителя, первый вход которого соединен с первым вы-З 5 ходом Формирователя сигналов измери". тельных визиров, а второй вход - с выходом усилителя-формирователя, со-, держит рассеивающий элемент в виде диска, установленного между источни", ком света и поляризатором, четыре фор мирователя управляющих сигналов,два дополнительных счетчика, дешифратор,. шесть дополнительных элементов И,. четыре дополнительных триггера, ре гистр и генератор синхроимпульсов, первый выход которого подключен к формирователю сигналов измерительных визиров, а второй выход - к первому входу первого дополнительного эле-, 50 мента И, выхрд которого через первый дополнительный счетчик, дешифратор и первый Формирователь управляющих сиг,", .налою соединен с входом первого до"полнительного триггера, первый выход Ы которого соединен с первыми входами .второго и третьего дополнительных элементов И, а второй выход - с вто" 82 арым входом первого дополнительного элемента И, выход первого триггера подключен к второму входу второго дополнительного элемента И, -третьему входу первого дополнительного элемента И, входу второго формирователя управляющих сигналов и первому входу третьего формирователя управляющих сигналов,. второй вход которого соединен с выходом усилителя-формирователя, а выход - с входом третьего счетчика, входом второго дополнительного триггера, первым входом четвер-. того дополнительного элемента И и первым входом пятого дополнительного элемента И, выход которого подключен к первому входу регистра, первый выход которого соединен с вторымвходом второго счетчика, а второй выход - с первым входом второго. дополнительного счетчика, выход которого подключен к второму входу регистра, выход второго дополнительного триггера соединен с вторым входом четвертого дополнительного элемента И и третвим.входом второгоэлемента И, выход которого подключен к второму входу второго дополнительного счетчика, третий вход которого 1соединен с выходом второго Формирователя управляющих сигналов, выход чет. вертого дополнительного элемента И через третий дополнительный триггер подключен к второму входу пятого дополнительного элемента И, выход второго дополнительного элемента И под" ключен к второму входу второго триггера, выход. которого подключен к второму входу третьего дополнительно-. го элемента И, выход которого через четвертый формирователь управляющих сигналов соединей с первым входом четвертого дополнительного триггера, выход которого подключен к первому .входу шестого дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя сигналов измерительных визиров, а выход - с входом первого триггера.На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения периода полосовой структуры в доменосо держащих пленках.Устройство содержит источник света 1 в виде оптического квантового генератора, рассеиваоций элемент 2 в виде диска, поляризатор 3, образец Феррит-гранатовой пленки.4, анализатор 5, фотоприемник 6, блок Формирования полосовой структуры 7, узел генерации магнитного поля 8, предвари"тельный усилитель 9, усилитель-Формирователь 10, формирователи 11-14 управляющих сигналов, счетчики 15-20, 5блок сравнения кодов 21, цифропечатающий 22 и видеоконтрольный 23 блоки,смеситель 24, генератор опорной частоты 25, формирователь сигналов измерительных визиров 26, триггеры 27- 1 О32, делитель частоты 33, дешифратор34, регистр 35, элементы И 36-41,генератор синхроимпульсов 45.Устройство работает следующим образом, 15С помощью узла генерации магнитного поля 8 и, блока формирования 7,лабиринтная структура феррит-гранатовой пленки 4 преобразуется в полосовую, Пучок света с источника 1 проходит через рассеивающий элемент 2,поляризатор 3, образец 4, анализатор 5 и попадает на фотоприемник 6. С помощью вращающегося рассеивающегодиска 2 достигается лучшая равномер- д 5ность освещенности образца и как следствие этого повышается отношение сигнал-шум.С выхода фотоприемника электрический сигнал от полосовой страйпструктуры усиливаетСя предвариу.ельным усилителем 9, затем усилитель- формирователь 10 выделяет полезныйсигнал из полного сигнала и преобразует видеосигнал в цифровую форму. С выхода формирователя 10 видеосигнал35 в виде серии импульсов поступает на вход формирователя 13 и через смеси- тель 24 выводится на,экран видеоконтрольного блока 23. На экране форми 40 руется увеличенное изображение участка феррит-гранатовой пленки в виде чередующихся черных и белых полос, С помощью формирователя сигналов 26, генератора синхроимпульсов 45 и смесителя 24 на экране видеоконтрольно 45 го блока Формируются измерительные визиры. Положение визиров на экране видеоконтрольного блока относительно краев страйп-структуры произвольно,По команде "Пуск", задаваемой опе ратором, триггер 32 устанавливается в состояние 1. Разрешающий уровень с триггера 32 пропускает импульс с формирователя 26, соответствующий одному из визиров, через элемент И 4455 на счетный вход триггера 27. Триггерн н 27 опрокидывается в состояние 1 и разрешающий уровень с его выхода подготавливает прохождение, и формирование импульсов по каждому фронту видеосигнала Формирователя 13 а также прохождение импульсов опорной частоты с генератора 25 черезэлементы И 37, С приходом первого видеоимпульса по его переднему Фронту происходит формирование импульса определеннойдлительности, который записываетсяв счетчик 17 и устанавливает триггер 30 в состояние "1". Разрешающий уровень с триггера 30 пропускает импульсы с генератора 25 через элемент И 37 на вход счетцика 20. С приходом второго импульса, соответствующего заднему фронту видеоимпульса, устанавливается через элемент И 42 триггер 31 в состояние ", разрешающий уровень с которого через элемент И 43 переписывает информацию из счетчика 20 в регистр 35, начиная со второго импульса. По импульсу с формирователя 26, соответствующему второму измерительному визиру, триггер 27 опрокидывается в состояние "0" и запрещает прохождение импульсов с генератора 25 в счетчик 20 и видеоимпульсов в счетчик 17. Одновременно по перепаду уровня с триггера 27 формирователь 12 вырабатывает импульс, по которому информация из регистра 35 переписывается в счетчик 20. Эта операция необходима для того, цтобы исключить лишнее количество импульсов, находящихся в счетчике 20, зафиксированное между первым видеоимпульсом и импульсом, соответствующим второму визиру, В регистре же записано количество импульсов, пропорциональное линейному размеру между целым числом страйпов, которое заносится в счетчик 16. Всчетчике 17 находится число импульсов, пропорциональное количествустрайпов. Для повышения точности устройства в нем предусмотрено усреднение результатов измерений за несколько циклов. При наличии разрешающихуровней с триггеров 27 и 29 синхроимпульсы с генератора 45 через элемент И 39 поступают на вычитающий вход счетчика 19, в котором предварительно записано число циклов. При полном вычитании счетчика 19 уровень с дешифратора 34 через формирователь 11 устанавливает в состояние "1 н триггер 29, разрешающий уровень с которого устанавливает при сбросе триггера 27 через элемент И 40 триггер 28 в состояние "1". Уровень с выхода триг7 10420 гера 28 через элемент И 41 и формирователь 14 сбрасывает триггер 32, уровень с выхода которого запрещает прохождение импульсов с формирователя 26. Разрешающий уровень с. выхо да триггера 28 пропускает импульсы опорной частоты с генератора 25 через элемент И 36 на вход счетчика 15 и через делитель частоты 33 на вычитаю - щий вход счетчика 16. При равенстве 10 обратного кода счетчика 17 и кодаФ .счетчика 15 блок сравнения 21 каждый раз выдает импульс, который сбрасывает счетчик 15 и увеличивает содержимое счетчика 18 на единицу. Так про" 15 -должается до полного вычитания счетчика 16, который через элемент И 38 сбрасывает триггер 28. Одновременно импульс с элемента И 38 разрешает передачу результата измерения из счет цика 18 в цифропечатающий блок 22. Перевод относительной величины количества импульсов, укладывающихся между целым числом страйпов, в абсолютную величину линейного размера про изводится путем задания коэффициента82 8 деления делителя частоты 33. В конце измерения в счетчике 18 находится результат деления линейного размера участка страйп-структуры, заключенный между целым числом страйпов, укладывающихся в данном линейном размере.Эффективность устройства состоит в том, что эа счет рассеивающего диска, установленного между источником света и поляризатором, повышается отношение сигнал-шум. Это, с, одной стороны расширяет нижний предел измерения в 4 раза по сравнению с из- вестным устройством, а с другой стороны совместно с использованием усреднения результата измерений и исключением субьективных ошибок опера- тора повышает точность в 2 раза по сравнению с известным устройством. Кроме этого, произвольная установка визиров относительно краев страйпструктуры повышает быстродействие устройства в 2 раза и снижает утомляемость оператора