桌面掃描電子顯微鏡高壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，掃描電子顯微鏡不斷往高分辨率、多功能、便攜小型化方向發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)的掃描電子顯微鏡有了一定的發(fā)展，但是同國(guó)外相比，我國(guó)在掃描電子顯微鏡的研制方面技術(shù)相對(duì)薄弱，制造出的掃描電子顯微鏡在穩(wěn)性定、可靠性、分辨率等方面與國(guó)外相比還有不小差距，特別是在桌面掃描電子顯微鏡研制方面，我國(guó)尚處于起步階段，因此桌面掃描電鏡的研制有著十分重要的意義。桌面掃描電子顯微鏡具有體積小巧、操作簡(jiǎn)便、放大倍數(shù)大、分辨率高、抽真空迅速、不

2、用噴金測(cè)量不導(dǎo)電樣品等特點(diǎn)。目前，主要以美國(guó)FEI公司推出的Phenom系列桌面掃描電子顯微鏡和日本日立公司推出的TM系列桌面掃描電子顯微鏡為代表占據(jù)著世界的主導(dǎo)市場(chǎng)。與國(guó)外的大公司相比，國(guó)內(nèi)桌面掃描電子顯微鏡的研發(fā)還是空白，一直依賴進(jìn)口。因此，加快國(guó)內(nèi)自主品牌桌面掃面電子顯微鏡的研發(fā)，對(duì)于打破國(guó)外壟斷、滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要，具有重要意義。
　　本論文主要介紹了在企業(yè)研究生工作站，結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，著重研究設(shè)計(jì)桌面掃描電子顯微鏡

3、中的高壓控制系統(tǒng)。
　　本論文的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為兩個(gè)方面，一是高壓控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，主要介紹了嵌入式控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電子束流檢測(cè)模塊、加速電壓控制模塊、燈絲電壓控制模塊、升壓和倍壓電路模塊、燈絲電源模塊等設(shè)計(jì);二是高壓控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要介紹了高壓控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)、接口設(shè)計(jì)和主程序設(shè)計(jì)，而主程序設(shè)計(jì)又包括電壓信號(hào)產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)和振蕩波程序設(shè)計(jì)。
　　本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)桌面掃描電子顯微鏡中高壓系統(tǒng)的小型化、低噪

4、聲（適合辦公室使用）、可靠性高、快速、自動(dòng)控制等特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　本論文的創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)設(shè)計(jì)采用STM32F103微控制器作為主控芯片，結(jié)合FPGA技術(shù)，完成對(duì)高壓系統(tǒng)的控制。
　　(2)高壓發(fā)生器電路采用灌封膠灌封工藝，顯著的縮小了電路板體積，實(shí)現(xiàn)了高壓發(fā)生器小型、模塊、固態(tài)化。
　　(3)采用高性能運(yùn)算放大器OPA177，并采用負(fù)反饋放大電路實(shí)現(xiàn)了高壓的穩(wěn)定。
　　(4)設(shè)計(jì)電子束流狀態(tài)異常