應(yīng)用

掃描隧道顯微鏡，利用量子隧道效應(yīng)，獲取樣本表面立體形狀，是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)外貌的利器。用戶希望構(gòu)建一套靈活可重構(gòu)的電子學(xué)系統(tǒng)，通過軟件快速原型技術(shù)，設(shè)計(jì)性能更好，適用材料更廣的掃描隧道顯微鏡。

挑戰(zhàn)

本系統(tǒng)需要使用AI采集顯微鏡的數(shù)據(jù)，使用AO輸出控制位置，使用DO輸出控制CCD相機(jī)的拍攝時間，需要在固定位置上采集數(shù)據(jù)并拍照，所以需要將模塊中的AI、AO、DO三種功能都同步起來。關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)如下：

多通道模擬輸入輸出、數(shù)字輸出，同步動態(tài)運(yùn)行

微秒級動態(tài)控制更新速率

高精度模擬采集

快速上手實(shí)施的軟件定義儀器的原型構(gòu)建平臺

解決方案

簡儀科技多功能數(shù)據(jù)采集模塊的優(yōu)秀驅(qū)動架構(gòu)使得各個功能間可以完成同步觸發(fā)和時鐘共享，達(dá)到客戶的應(yīng)用需求。配合開源的銳視測控開發(fā)軟件和范例，完成軟件的快速開發(fā)。

本方案采用簡儀PCIe-5510多功能數(shù)據(jù)采集模塊，具有高精度140 ppm，18位分辨率，32路AI通道，4個±10 V的AO通道，48個可編程DIO通道和4個雙向計(jì)數(shù)器通道。這樣的多功能綜合模塊為提升系統(tǒng)性價比，降低研發(fā)投入帶來了很大優(yōu)勢。簡儀多任務(wù)并行的面向?qū)ο篁?qū)動FirmDrive，為測控系統(tǒng)軟件帶來了跨越式的進(jìn)步。模塊自帶的眾多范例，覆蓋了項(xiàng)目需要的全部功能，為二次開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得快速原型真正實(shí)現(xiàn)了原型機(jī)的快速完成。

圖 1 示波器監(jiān)測到的簡儀5510同步輸出的模擬和數(shù)字波形

圖 2 簡儀掃描隧道顯微鏡測控方案原理示意圖

使用的簡儀產(chǎn)品

硬件

PCIe-5510 高精度140 ppm，18位分辨率，32通道，2 MS/s 多功能數(shù)據(jù)采集模塊

軟件

SeeSharpTools：銳視測控軟件開發(fā)工具包

為什么選擇簡儀

銳視測控平臺：銳視測控平臺使用C# 語言開發(fā)，提供了一個強(qiáng)大且易于使用的開發(fā)環(huán)境，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡儀產(chǎn)品經(jīng)過長期市場驗(yàn)證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

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

高精度：簡儀的產(chǎn)品滿足了客戶對測試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國外品牌，簡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，降低了客戶的整體制造成本。

供貨速度：簡儀能夠快速供貨，確保項(xiàng)目按時進(jìn)行。

技術(shù)支持和快速響應(yīng)能力：簡儀提供優(yōu)質(zhì)的本地化技術(shù)支持，快速響應(yīng)客戶需求，幫助客戶解決問題，確保了測試任務(wù)的順利進(jìn)行。

通過采用簡儀科技的PCIe-5510多功能數(shù)據(jù)采集模塊與銳視測控平臺，客戶成功實(shí)現(xiàn)了AI、AO、DO三類信號的微秒級同步控制，解決了掃描隧道顯微鏡在固定位置高精度采集與成像的關(guān)鍵難題，展示出國產(chǎn)軟硬件方案在精密科學(xué)儀器快速原型開發(fā)中的高效、可靠與成本優(yōu)勢，為后續(xù)材料微觀結(jié)構(gòu)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。