電化學(xué)原子力顯微鏡的研制.pdf

1、電化學(xué)原子力顯微鏡是將電化學(xué)分析技術(shù)與原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM)相結(jié)合，能對(duì)生物傳感器，新型電池和電腐蝕進(jìn)行原位電化學(xué)掃描的顯微測(cè)量分析。為了實(shí)現(xiàn)電化學(xué)與原子力顯微鏡功能的系統(tǒng)集成，在控制電路設(shè)計(jì)中采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programming Gate Array, FPGA)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，預(yù)留多個(gè)接口，以便日后的系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)展；在信號(hào)處理的電路設(shè)計(jì)中加入數(shù)字信號(hào)

2、處理芯片(Digital Signal Processing, DSP)完成信號(hào)處理，提高了儀器的數(shù)字信號(hào)處理速度，真正實(shí)現(xiàn)在線處理，實(shí)時(shí)檢測(cè)。電化學(xué)控制箱與原子力顯微鏡的主控制箱緊密集成，保證微弱信號(hào)不受干擾，儀器具有多種電化學(xué)工作模式。為了做到微電流檢測(cè)，在電流信號(hào)的采集電路中采用分類采集的辦法，大電流信號(hào)和小電流信號(hào)分別采用不同回路，這樣有利于后期的信號(hào)處理也保證了采集的準(zhǔn)確度?？蛻舳塑浖耆肅++編寫(xiě)，可移植性強(qiáng)，面向?qū)ο蟮木?/p>

3、寫(xiě)方式，使得軟件功能更加強(qiáng)大，升級(jí)更方便，本系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好，重復(fù)性高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。儀器所涉及的電化學(xué)分析測(cè)試方法有五種：循環(huán)掃描，線形掃描，方波掃描，脈沖掃描，恒電位掃描。結(jié)合原子力顯微鏡技術(shù)，在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)，既可看到Ⅰ-Ⅴ曲線，亦可觀察工作電極的表面特征。本課題所研制的電化學(xué)原子力顯微鏡的硬件部分的設(shè)計(jì)完全遵守儀器硬件開(kāi)發(fā)流程：設(shè)計(jì)方案制定-方案驗(yàn)證-芯片選型-原理圖設(shè)計(jì)-PCB版圖設(shè)計(jì)-硬件功能測(cè)試-應(yīng)用實(shí)例。