應用

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM）是電子顯微鏡的重要類別。它擅長捕捉樣品表面的微觀形貌，能清晰呈現(xiàn)納米級別的表面起伏、結(jié)構(gòu)細節(jié)，比如觀察金屬材料的斷口形態(tài)、生物細胞的表面紋理。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：電子束會以類似柵格路徑掃描樣品表面，當電子與樣品中的原子發(fā)生相互作用時，會產(chǎn)生包含樣品表面形貌、成分等關鍵信息的多種信號；之后通過將電子束的實時位置與檢測到的信號強度進行關聯(lián)整合，就能最終輸出反映樣品微觀特征的圖像。

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

挑戰(zhàn)

本案例用戶需要尋找一種貨架產(chǎn)品，可以提供掃描電鏡主要電子學功能，而且可以通過軟件二次開發(fā)靈活定制儀器功能。用戶主要需求挑戰(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/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)量和性價比

解決方案

簡儀PCIe-9604DC模塊從功能、性能、質(zhì)量、價格各方面全面解決了用戶產(chǎn)品難點。該模塊雙通道直流耦合250 M同步收發(fā)，簡儀面向?qū)ο篁?qū)動軟件FirmDrive高可靠PCIe Gen2海量吞吐，簡儀大廠批量貨架產(chǎn)品質(zhì)量保障等成為用戶成功的關鍵。用戶產(chǎn)品初步調(diào)試達到2秒完成4億像素掃描采集，像質(zhì)令人滿意。

簡儀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個模擬采集通道，輸入范圍為±2 V，輸入阻抗50 Ω，2個波形輸出通道，輸出范圍為±0.3 V，輸出阻抗50 Ω，可提供0.5～135 MHz的實時帶寬(-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，配合簡儀科技的PXIe機箱，嵌入式控制器和磁盤整列模塊，可實現(xiàn)長時間的高速波形流盤。

除了板載10 MHz高精度TCXO時鐘外，產(chǎn)品允許用戶接入外部參考輸入時鐘。通過板載鎖相環(huán)，用戶可靈活配置ADC采樣時鐘。同時也可將內(nèi)部時鐘信號輸出，用于同步外部設備。

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

圖 1 簡儀PCIe-9604DC模塊在掃描電鏡中的應用原理

圖 2 AI生成的掃描電鏡原理示意圖 (未驗證正確性)

使用的簡儀產(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提供采樣時鐘

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(xiàn)項目開發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡儀產(chǎn)品經(jīng)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(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，確保項目按時進行。

技術支持和快速響應能力：簡儀提供優(yōu)質(zhì)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，成功解決了掃描電鏡在高速信號采集、圖像分辨率提升及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的核心挑戰(zhàn)，助力用戶實現(xiàn)高性能、高可靠性的電鏡成像，顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量與開發(fā)效率。