應(yīng)用

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡(jiǎn)稱(chēng)SEM）是電子顯微鏡的重要類(lèi)別。它擅長(zhǎng)捕捉樣品表面的微觀形貌，能清晰呈現(xiàn)納米級(jí)別的表面起伏、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，比如觀察金屬材料的斷口形態(tài)、生物細(xì)胞的表面紋理。這種“表面成像”能力使其成為材料失效分析、生物學(xué)微觀觀察的核心工具。

在成像原理上，SEM主要依靠聚焦電子束完成工作：電子束會(huì)以類(lèi)似柵格路徑掃描樣品表面，當(dāng)電子與樣品中的原子發(fā)生相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生包含樣品表面形貌、成分等關(guān)鍵信息的多種信號(hào)；之后通過(guò)將電子束的實(shí)時(shí)位置與檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)整合，就能最終輸出反映樣品微觀特征的圖像。

掃描電鏡的測(cè)控電子學(xué)需要具備高速信號(hào)收發(fā)，高精度收發(fā)同步，海量信號(hào)吞吐等能力。傳統(tǒng)電子學(xué)定制成分高，工藝不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)能受到很大限制。

挑戰(zhàn)

本案例用戶(hù)需要尋找一種貨架產(chǎn)品，可以提供掃描電鏡主要電子學(xué)功能，而且可以通過(guò)軟件二次開(kāi)發(fā)靈活定制儀器功能。用戶(hù)主要需求挑戰(zhàn)如下：

250 MS/s 高信噪比直流耦合同步輸入、輸出

穩(wěn)定可靠的高速總線吞吐量，支持200 M采樣點(diǎn)/秒雙向速率

支撐掃描電鏡高速高信噪比成像

工業(yè)大廠產(chǎn)品質(zhì)量和性?xún)r(jià)比

解決方案

簡(jiǎn)儀PCIe-9604DC模塊從功能、性能、質(zhì)量、價(jià)格各方面全面解決了用戶(hù)產(chǎn)品難點(diǎn)。該模塊雙通道直流耦合250 M同步收發(fā)，簡(jiǎn)儀面向?qū)ο篁?qū)動(dòng)軟件FirmDrive高可靠PCIe Gen2海量吞吐，簡(jiǎn)儀大廠批量貨架產(chǎn)品質(zhì)量保障等成為用戶(hù)成功的關(guān)鍵。用戶(hù)產(chǎn)品初步調(diào)試達(dá)到2秒完成4億像素掃描采集，像質(zhì)令人滿(mǎn)意。

簡(jiǎn)儀JY-9604是一款集成了2通道14-bit，250 MS/s數(shù)字化儀和2通道16-bit，1 GS/s更新率的任意波形發(fā)生器的中頻收發(fā)模塊。產(chǎn)品包括2個(gè)模擬采集通道，輸入范圍為±2 V，輸入阻抗50 Ω，2個(gè)波形輸出通道，輸出范圍為±0.3 V，輸出阻抗50 Ω，可提供0.5～135 MHz的實(shí)時(shí)帶寬(-3 dB)。板載1 GB DDR3大容量數(shù)據(jù)緩存，支持乒乓模式的數(shù)據(jù)交換。產(chǎn)品采用PXI Express Gen2高速總線，配合簡(jiǎn)儀科技的PXIe機(jī)箱，嵌入式控制器和磁盤(pán)整列模塊，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的高速波形流盤(pán)。

除了板載10 MHz高精度TCXO時(shí)鐘外，產(chǎn)品允許用戶(hù)接入外部參考輸入時(shí)鐘。通過(guò)板載鎖相環(huán)，用戶(hù)可靈活配置ADC采樣時(shí)鐘。同時(shí)也可將內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)輸出，用于同步外部設(shè)備。

JY-9604展現(xiàn)了高效，緊湊的模塊化儀器特點(diǎn)，既可作為復(fù)合式的數(shù)字化儀和任意波形發(fā)生器，又可以作為獨(dú)立中頻收發(fā)模塊，是瞬態(tài)信號(hào)采集、影像數(shù)字化、超聲波測(cè)量、生物醫(yī)療研究、軟件無(wú)線電、頻譜監(jiān)控、ATE及其他高科技產(chǎn)業(yè)、科學(xué)及國(guó)防應(yīng)用的理想選擇。

圖 1 簡(jiǎn)儀PCIe-9604DC模塊在掃描電鏡中的應(yīng)用原理

圖 2 AI生成的掃描電鏡原理示意圖 (未驗(yàn)證正確性)

使用的簡(jiǎn)儀產(chǎn)品

硬件

PCIe-9604DC 雙模擬通道輸入、雙模擬通道輸出的智能軟件無(wú)線電處理器

雙通道ADC，14 bits分辨率，250 M采樣率

雙通道DAC，16 bits分辨率，1 G采樣率(含硬件4倍內(nèi)插)

具備PCI Express Gen2 ×4 Lane高速數(shù)據(jù)傳輸接口

1 GB DDR3大容量數(shù)據(jù)緩存，支持乒乓模式的數(shù)據(jù)交換

高精度TCXO，并支持外部參考輸入時(shí)鐘

16通道可編程方向 3.3 V LVTTL DIO (PCIe版本)

板載鎖相環(huán)可靈活配置，為ADC和DAC提供采樣時(shí)鐘

軟件

SeeSharpTools：銳視測(cè)控軟件開(kāi)發(fā)工具包

為什么選擇簡(jiǎn)儀

銳視測(cè)控平臺(tái)：銳視測(cè)控平臺(tái)使用C# 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，提供了一個(gè)強(qiáng)大且易于使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境，幫助客戶(hù)快速實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡(jiǎn)儀產(chǎn)品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)驗(yàn)證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

POC驗(yàn)證服務(wù)：簡(jiǎn)儀提供售前的POC(原理驗(yàn)證)服務(wù)，幫助客戶(hù)驗(yàn)證產(chǎn)品性能和適用性。

高精度：簡(jiǎn)儀的產(chǎn)品滿(mǎn)足了客戶(hù)對(duì)測(cè)試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國(guó)外品牌，簡(jiǎn)儀的解決方案不僅性能更優(yōu)，而且在成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，降低了客戶(hù)的整體制造成本。

供貨速度：簡(jiǎn)儀能夠快速供貨，確保項(xiàng)目按時(shí)進(jìn)行。

技術(shù)支持和快速響應(yīng)能力：簡(jiǎn)儀提供優(yōu)質(zhì)的本地化技術(shù)支持，快速響應(yīng)客戶(hù)需求，幫助客戶(hù)解決問(wèn)題，確保了測(cè)試任務(wù)的順利進(jìn)行。

通過(guò)采用簡(jiǎn)儀科技PCIe-9604DC模塊，結(jié)合高精度同步收發(fā)、海量數(shù)據(jù)吞吐與靈活可配置的軟硬件平臺(tái)，成功解決了掃描電鏡在高速信號(hào)采集、圖像分辨率提升及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的核心挑戰(zhàn)，助力用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性的電鏡成像，顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量與開(kāi)發(fā)效率。