應用

掃描隧道顯微鏡，利用量子隧道效應，獲取樣本表面立體形狀，是研究物質微觀結構外貌的利器。用戶希望構建一套靈活可重構的電子學系統(tǒng)，通過軟件快速原型技術，設計性能更好，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采集顯微鏡的數據，使用AO輸出控制位置，使用DO輸出控制CCD相機的拍攝時間，需要在固定位置上采集數據并拍照，所以需要將模塊中的AI、AO、DO三種功能都同步起來。關鍵技術難點如下：

多通道模擬輸入輸出、數字輸出，同步動態(tài)運行

微秒級動態(tài)控制更新速率

高精度模擬采集

快速上手實施的軟件定義儀器的原型構建平臺

解決方案

簡儀科技多功能數據采集模塊的優(yōu)秀驅動架構使得各個功能間可以完成同步觸發(fā)和時鐘共享，達到客戶的應用需求。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多功能數據采集模塊，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個雙向計數器通道。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。簡儀多任務并行的面向對象驅動FirmDrive，為測控系統(tǒng)軟件帶來了跨越式的進步。模塊自帶的眾多范例，覆蓋了項目需要的全部功能，為二次開發(fā)奠定了堅實基礎，使得快速原型真正實現了原型機的快速完成。

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 多功能數據采集模塊

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)，提供了一個強大且易于使用的開發(fā)環(huán)境，幫助客戶快速實現項目開發(fā)。

成熟的產品：簡儀產品經過長期市場驗證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

POC驗證服務：簡儀提供售前的POC(原理驗證)服務，幫助客戶驗證產品性能和適用性。

高精度：簡儀的產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，確保項目按時進行。

技術支持和快速響應能力：簡儀提供優(yōu)質的本地化技術支持，快速響應客戶需求，幫助客戶解決問題，確保了測試任務的順利進行。

通過采用簡儀科技的PCIe-5510多功能數據采集模塊與銳視測控平臺，客戶成功實現了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鍵難題，展示出國產軟硬件方案在精密科學儀器快速原型開發(fā)中的高效、可靠與成本優(yōu)勢，為后續(xù)材料微觀結構研究奠定了堅實的技術基礎。