桌面掃描電子顯微鏡高壓控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展與進步，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，我國的掃描電子顯微鏡有了一定的發(fā)展，但是同國外相比，我國在掃描電子顯微鏡的研制方面技術相對薄弱，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、操作簡便、放大倍數(shù)大、分辨率高、抽真空迅速、不

2、用噴金測量不導電樣品等特點。目前，主要以美國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)著世界的主導市場。與國外的大公司相比，國內(nèi)桌面掃描電子顯微鏡的研發(fā)還是空白，一直依賴進口。因此，加快國內(nèi)自主品牌桌面掃面電子顯微鏡的研發(fā)，對于打破國外壟斷、滿足國內(nèi)市場需要，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)項目，著重研究設計桌面掃描電子顯微鏡

3、中的高壓控制系統(tǒng)。
　　本論文的設計內(nèi)容主要分為兩個方面，一是高壓控制系統(tǒng)的硬件電路設計，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、燈絲電源模塊等設計;二是高壓控制系統(tǒng)的軟件設計，主要介紹了高壓控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)、接口設計和主程序設計，而主程序設計又包括電壓信號產(chǎn)生程序設計和振蕩波程序設計。
　　本設計主要是針對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、自動控制等特點進行設計。
　　本論文的創(chuàng)新點如下:
　　(1)設計采用STM32F103微控制器作為主控芯片，結(jié)合FPGA技術，完成對高壓系統(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，實現(xiàn)了高壓發(fā)生器小型、模塊、固態(tài)化。
　　(3)采用高性能運算放大器OPA177，并采用負反饋放大電路實現(xiàn)了高壓的穩(wěn)定。
　　(4)設計電子束流狀態(tài)異常