一种晶振探头用控制系统的制作方法

本发明涉及一种控制系统，具体是指一种晶振探头用控制系统。

背景技术：

蒸发镀膜机在对基片镀膜时，为了能确保基片镀膜厚度的准确性，人们多采用晶振探头来对靶材的蒸发量进行检测，通过对靶材的蒸发量的控制来实现对基片镀膜后度的控制，从而使基片镀膜厚度更准确。

然而，现有的晶振探头用控制系统不能对晶振探头的晶振片的转换和振荡频率进行控制，导致晶振探头无法准确的对靶材的蒸发量进行检测，致使基片的镀膜厚度不稳定，从而严重的影响了基片的镀膜质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的晶振探头用控制系统不能对晶振探头的晶振片的转换和振荡频率进行控制的缺陷，提供一种晶振探头用控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种晶振探头用控制系统，主要由逻辑控制器，均与逻辑控制器相连接的触摸屏、电源、晶控测厚仪和电机调速器，以及与晶控测厚仪相连接的信号处理单元组成；所述电源还分别与触摸屏和电机调速器以及晶控测厚仪相连接。

所述信号处理单元包括信号放大电路，输入端与信号放大电路相连接的高通滤波电路，以及输入端与高通滤波电路的输出端相连接、输出端与晶控测厚仪相连接的信号转换电路。

所述信号放大电路由放大器p1，正极作为信号放大电路的输入端、负极与放大器p1的正极相连接的极性电容c1，正极经电阻r1后与放大器p1的正极相连接、负极接地的极性电容c2，一端与放大器p1的负极相连接、另一端与极性电容c2的正极相连接的电阻r2，一端与放大器p1的正极相连接、另一端与放大器p1的输出端相连接的电阻r3，一端与放大器p1的正电极相连接、另一端与极性电容c2的正极相连接的电阻r4，以及一端与极性电容c2的正极相连接、另一端与极性电容c2的负极相连接的电阻r5组成；所述放大器p1的负电极接地、其输出端作为信号放大电路的输出端并与高通滤波电路相连接。

进一步的，所述高通滤波电路由放大器p2，正极与放大器p1的输出端相连接、负极顺次经电阻r6和电阻r7后与放大器p2的正极相连接的极性电容c3，正极与电阻r6与电阻r7的连接点相连接、负极接地的极性电容c4，一端与放大器p2的正极相连接、另一端与放大器p2的输出端相连接的电阻r10，负极与放大器p2的输出端相连接、正极经电阻r9后与放大器p2的负极相连接的极性电容c5，以及一端与放大器p2的负极相连接、另一端接地的电阻r8组成；所述放大器p2的输出端作为高通滤波电路的输出端并与信号转换电路相连接。

所述信号转换电路由转换芯片u，一端与放大器p2的输出端相连接、另一端与转换芯片u的inp管脚相连接的电阻r11，n极经电阻r12后与转换芯片u的vpsh管脚相连接、p极经电阻r13后与转换芯片u的pest管脚相连接的二极管d，以及正极与转换芯片u的v-管脚相连接、负极接地的极性电容c6组成；所述转换芯片u的v+管脚与外部12v电源相连接，该转换芯片u的gnd管脚与极性电容c6的负极相连接，所述转换芯片u的pset管脚作为信号转换电路的输出端并与晶控测厚仪相连接。

为了确保本发明的实际使用效果，所述转换芯片u为ad8302集成芯片。所述晶控测厚仪为xtc3晶控测厚仪。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设置的晶控测厚仪能对晶振探头的晶振片的振荡频率进行采集，并且晶控测厚仪与逻辑控制系统相结合，能有效的对晶振探头的晶振片的转换和振荡频率进行控制，使晶振探头的对靶材的蒸发量进行检测的晶振片的振荡频率保持在一个稳定的范围值内，从而确保了本发明所控制的晶振探头的晶振片振荡频率更稳定，有效的提高了晶振探头对靶材的蒸发量检测的准确性，从而严重的影响了基片的镀膜质量。

(2)本发明在晶控测厚仪的输入端设置了信号处理单元，该信号处理单元包括信号放大电路和高通滤波电路以及信号转换电路，其中，信号处理单元能对晶振探头所传输的信号中的微弱信号进行放大，使后部电路对信号处理更稳定；高通滤波电路能有效的对放大后的信号中的低频信号进行消除或抑制，使信号更准确；而信号转换电路能对经信号放大电路和高通滤波电路处理后的电信号转换为数据信号，从而使信号处理单元实现了对信号的处理的准确性，使晶控测厚仪能接收到准确的数据信号。

(3)本发明的转换芯片u为ad8302集成芯片，该转换芯片u主要由精密匹配的两个宽带对数检波器、一个相位检波器、输出放大器组、一个偏置单元和一个输出参考电压缓冲器等部分组成，能同时对2.7ghz频率范围内的输入信号的幅度比和相位差进行处理，从而提高了本发明对晶振探头的晶振片的振荡频率控制的准确性。

(4)本发明的晶控测厚仪为xtc3晶控测厚仪，该xtc3晶控测厚仪可对输入的数据信号进行精确的处理，能得到准确的振荡频率值，从而确保了本发明能对晶振探头的晶振片的振荡频率控制的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的信号处理单元的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1、2所示，本发明公开了一种晶振探头用控制系统，主要由逻辑控制器，均与逻辑控制器相连接的触摸屏、电源、晶控测厚仪和电机调速器，以及与晶控测厚仪相连接的信号处理单元组成。所述电源还分别与触摸屏和电机调速器相连接。其中，所述的信号处理单元如图2所示，其由信号放大电路，高通滤波电路，以及信号转换电路组成。而本发明所说的晶振探头则如图1所示，其由晶振片和驱动电机以及编码器等组成，该晶振探头的具体结构为现有的，因此本发明并未对晶振探头的结构进行详细的说明。所述的电源为12v直流电源该电源为整个控制系统供电。

实施时，所述的触摸屏作为本发明对晶振片的位数的录入部件，该触摸屏用于人们输入所需的晶振探头的晶振片的位数，触摸屏将录入的晶振探头的晶振片的位数传输给逻辑控制器。该逻辑控制器内预先输入了每个晶振片的转动角度值，逻辑控制器在接收到触摸屏所输入的晶振片的位数时，逻辑控制器则输出控制电流给电机调速器，该电机调速器在得到控制电流时便输出驱动电流给晶振探头的驱动电机，驱动电机开始带动晶振片的安装台转动，从而使位于晶振探头的检测口的晶振片进行位移，同时，晶振探头中的编码器则所采集到的驱动电机的转轴的转动角度传输给逻辑控制器，逻辑控制器将晶振探头中的编码器所传输的转动角度与逻辑控制器内存储的晶振片的转动角度相比对，当晶振探头中的编码器所传输的转动角度与逻辑控制器内存储的晶振片的转动角度一致时，逻辑控制器停止为电机调速器输出控制电流，电机调速器失电，电机调速器不在为晶振探头的驱动电机提供驱动电流，驱动电机停止转动，从而使所需对靶材蒸发量进行检测的晶振片准确的转换到晶振探头的检测口处，使晶振片能准确的对靶材的蒸发量进行检测。

同时，本发明为了使对靶材的蒸发量进行检测的晶振片的振荡频率能保持在一个稳定的范围值内，以便确保晶振探头对靶材蒸发量检测的准确性，本发明设置了与逻辑控制器相连接的晶控测厚仪。该晶控测厚仪优先采用了xtc3晶控测厚仪，该晶控测厚仪用于对晶振探头的晶振片的晶振频率进行检测。本发明在晶控测厚仪内预先存储了一个晶振片可用振荡频率范围值。当晶控测厚仪所检测到晶振探头的晶振片的振荡频率低于所存储的振荡频率范围值时，晶控测厚仪输出一个脉冲信号给逻辑控制器，逻辑控制器则输出控制电流给电机调速器，电机调速器则输出驱动电流给晶振探头的驱动电机，使驱动电机的转轴转动，使位于晶振探头的检测口的晶振片位移，将新的晶振片转换到晶振探头的检测口，从而使用于对靶材蒸发量进行检测的晶振片的振荡频率能保持在可用的范围内，有效的确保了晶振探头的晶振片的振荡频率的稳定性，很好的提高了晶振探头对靶材蒸发量检测的准确性。

本发明中所述的逻辑控制器和电机调速器均为现有的，因此，本发明并未对逻辑控制器和电机调速器的结构进行详细的说明。

进一步地，本发明为了确保晶控测厚仪所接收到的晶振片振荡频率的准确性，本发明在晶控测厚仪的输入端设置了信号处理单元，所述信号处理单元如图2所示，其由信号放大电路，高通滤波电路，以及信号转换电路组成。所述信号放大电路如图2所示，其由型号为op364的放大器p1，阻值为9.1kω的电阻r1，阻值为10kω的电阻r2、r4和r5，阻值为100kω的电阻r3；以及容值为5μf/25v的极性电容c1和c2组成。

连接时，极性电容c1的正极作为信号放大电路的输入端并与晶振探头的晶振片的电极端相连接，负极与放大器p1的正极相连接。极性电容c2的正极经电阻r1后与放大器p1的正极相连接，负极接地。电阻r2的一端与放大器p1的负极相连接，另一端与极性电容c2的正极相连接。电阻r3的一端与放大器p1的正极相连接，另一端与放大器p1的输出端相连接。

其中，电阻r4的一端与放大器p1的正电极相连接，另一端与极性电容c2的正极相连接。电阻r5的一端与极性电容c2的正极相连接，另一端与极性电容c2的负极相连接。所述放大器p1的负电极接地，其输出端作为信号放大电路的输出端并与高通滤波电路相连接。

进一步的，所述高通滤波电路如图2所示，其由型号为op07的放大器p2，阻值为1kω的电阻r6和r7，阻值为10kω的电阻r8，阻值为0.5kω的电阻r10；容值为5μf/25v的极性电容c3，容值为0.2μf/25v的极性电容c4，以及容值为0.1μf/25v的极性电容c5组成。

连接时，极性电容c3的正极与放大器p1的输出端相连接，负极顺次经电阻r6和电阻r7后与放大器p2的正极相连接。极性电容c4的正极与电阻r6与电阻r7的连接点相连接，负极接地。电阻r10的一端与放大器p2的正极相连接，另一端与放大器p2的输出端相连接。

其中，极性电容c5的负极与放大器p2的输出端相连接，正极经电阻r9后与放大器p2的负极相连接。电阻r8的一端与放大器p2的负极相连接，另一端接地。所述放大器p2的输出端作为高通滤波电路的输出端并与信号转换电路相连接。

更进一步地，所述信号转换电路如图2所示，其由型号为ad8302的转换芯片u，阻值为7.8kω的电阻r11和r12，阻值为10kω的电阻r13；容值为0.1μf/25v的极性电容c6；型号为1n4013的二极管d组成。

连接时，电阻r11的一端与放大器p2的输出端相连接，另一端与转换芯片u的inp管脚相连接。二极管d的n极经电阻r12后与转换芯片u的vpsh管脚相连接，p极经电阻r13后与转换芯片u的pest管脚相连接。极性电容c6的正极与转换芯片u的v-管脚相连接，负极接地。

所述转换芯片u的v+管脚与外部12v电源相连接，该转换芯片u的gnd管脚与极性电容c6的负极相连接，所述转换芯片u的pset管脚作为信号转换电路的输出端并与晶控测厚仪相连接。

运行时，信号放大电路中的极性电容c1为滤波电容，该极性电容c1对晶振片输出的振荡信号中的干扰信号进行消除，经极性电容c1滤波后的振荡信号传输给放大器p1，放大器p1对输入的振荡信号中的微弱信号频率进行放大，而放大器p1将振荡信号中的高频率信号通过电阻r2、电阻r4、电阻r5和极性电容c2形成的稳频器进行频率调整，使振荡信号的高频率信号的带宽保持平稳，最后振荡信号经放大器p1的负极输入端再次回到放大器p1内，放大器p1对信号进行再次放大后传输给高通滤波电路。

其中，高通滤波电路中的极性电容c3和电阻r6以及电阻r7形成的高阻带，其中电阻r6和电阻r7串联后使阻带能力增强，该高阻带使通过阻带内的放大器p1所传输的振荡信号的低频振荡信号放大倍数快速衰减，从而实现对振荡信号的低频振荡信号进行消除或过滤的作用。通过低频振荡信号过滤的振荡信号则通过放大器p2与电阻r8～r10和极性电容c5形成的高频滤波器对振荡信号中残留的低频振荡信号进行消除，使振荡信号更稳定；高通滤波电路最后将滤波处理后的振荡信号通过极性电容c5进行耦合后传输给信号转换电路。

为了确保本发明的实际使用效果，信号转换电路中的转换芯片u优先采用了ad8302集成芯片来实现，该转换芯片u的工作电压为12v直流电压，ad8302的输入信号范围为－60～0dbm(50ω系统)，输入信号范围为低频到2.7ghz，输入信号经极性电容c5耦合后通过电阻r11限流，限流电阻r11根据输入信号的频率范围设置为7.8kω。经电阻r11限流后的信号经转换芯片u的inp管脚进入，进入转换芯片u的振荡信号经转换芯片u内的精密放大器max4108放大到2倍，形成0～3.6v的电压信号，然后送到转换芯片u内的a/d转换器件进行信号转换。转换芯片u的vpsh管脚在通过电阻r12和二极管d以及电阻r13形成的抗干扰电路，以增强转换芯片u的外围抗干扰能力。转换芯片u最后将振荡信号转换为数据信号后经pset管脚传输给晶控测厚仪。

本发明的信号处理单元包括信号放大电路和高通滤波电路以及信号转换电路，其中，信号处理单元实现了对晶振探头所传输的信号中的微弱信号进行放大，使后部电路对信号处理更稳定。高通滤波电路则实现了对放大后的信号中的低频信号进行消除或抑制，使信号更准确。而信号转换电路最后对经信号放大电路和高通滤波电路处理后的电信号转换为数据信号。从而使信号处理单元实现了对信号的中的微弱信号进行放大，对放大后的信号中的低频信号进行消除或抑制，以及对经信号放大电路和高通滤波电路处理后的电信号转换为数据信号的作用，使晶控测厚仪能接收到准确的数据信号。

本发明设置的晶控测厚仪能对晶振探头的晶振片的振荡频率进行采集，并且晶控测厚仪与逻辑控制系统相结合，能有效的对晶振探头的晶振片的转换进行控制，使晶振探头的对靶材的蒸发量进行检测的晶振片的振荡频率保持在一个稳定的范围值内，从而确保了本发明所控制的晶振探头的晶振片振荡频率更准确，有效的提高了对基片镀膜厚度检测的准确性。

如上所述，便可很好的实现本发明。