Блок управления сканирующего зондового микроскопа

Краткое описание продукта Блок управления БУ СЗМ предназначен для управления работой зондового сканирующего микроскопа. Необходимые параметры  работы задаются от ПЭВМ верхнего уровня по интерфейсу USB2.0. Все основные режимы работы обеспечиваются в автономном режиме.

Блок обеспечивает  работу в контактном и полуконтактном режимах. Двухканальный скоростной АЦП обеспечивает преобразование измерительного сигнала с зонда в цифровую форму и вся дальнейшая обработка выполняется цифровым методом. Управление пьезоприводами реализовано как от собственных усилителей, так и от внешнего блока с управлением по дополнительному последовательному каналу RS232.

Ключевое преимущество разработанного блока управления – полностью цифровая схема обработки сигнала зонда в полуконтактном режиме работы. Это обеспечивает широкие возможности по анализу параметров и характеристик исследуемой поверхности за счет разложения сигнала зонда в ряд Фурье и реализации обратной связи по фазе в режиме фазового контраста. Основные  алгоритмы скоростной цифровой обработки сигналов реализованы в ПЛИС.

Основные технические характеристики - управление пьезомоторами XY – ЦАП 16 бит;

- управление пьзомотором Z – ЦАП 18 бит;

- программируемое  изменение коэффициента усиления в трактах обработки измерительного сигнала;

- диапазон чаcтот возбуждения кантеливера при работе в полуконтактном режиме: 20кГц-1МГц;

- разрешение фазового контраста  – 0,1о в диапазоне частот до 1МГц;

- управление тремя ШД в режиме микрошагового дробления.

Используемые системы разработки VisualDSP, PCAD, Quartus, MathLab,

Pro/ENGINEER

Используемая электронная компонентная база ADSP 21369 Analog Devices

EP3C25E144C8N  Altera

Описание программной части Программное обеспечение включает:

  • программное обеспечение поддержки аппаратуры (процедуры системного программного обеспечения, процедуры функций ввода-вывода обрабатываемых данных и сигналов, программное обеспечение измерителя фаз и обработки сигнала зонда);
  • программное обеспечение алгоритмов реального времени при реализации основных рабочих режимов
  • программное обеспечение для тестирования блока
  • программное обеспечение имитационного моделирования алгоритмов цифровой обработки данных в среде MathLab
Область применения Зондовая сканирующая микроскопия

Ближнеполевая микроскопия