二、扫描隧道显微镜系统的改进
(一)问题的提出和改进目标
实验室原有系统建立于1993年,受当时计算机性能、电子学技术等的限制,只采用了8位的数模转换芯片(AD/DA converter),使横向、纵向分辨率只能达到最高256×256(事实上的分辨率只有200×200),纵向分辨精度也只有8位,导致每幅STM图像信息量不够,未能充分发掘仪器的性能。导致此问题的关键自然在于系统的数模转换系统,于是,我们着手改进仪器的数模转换系统。我们希望用12位或16位的AD/DA芯片或转换卡来升级数模转换系统,使横向分辨率至少达到2000×2000,纵向精度达到12位,以便得到大范围和高清晰度的扫描图像。此外,原有系统的AD芯片并无AD完成的判断,导致Windows下程序频繁切换或系统繁忙时可能出现一些白线,在此次升级过程中也希望予以解决。
(二)电子学系统的改进
我们希望将图中的ADZ,DA和8255通信接口整合在一块带数字输入输出的数模转换卡中。由此上面的框图可以看出,我们要选用的数模转换卡至少要符合以下条件:
1.三路或以上的DA通道(X,Y方向的扫描控制和针尖样品偏压);
2.三路或以上的AD通道(STM像,STS像和STS谱);
3.数字输出8位或以上(dI/dV开关,+Vb开关,-Vb开关,采样保持开关,马达开关及3位马达控制)
4.数字输入3位或以上(隧道电流检测,行同步,页同步)
根据以上要求,我们对市场上的AD/DA卡进行了调查和筛选,最终决定使用瑞博华公司的AD7202转换卡,该卡的主要功能如下:7
1.AD输入:12位,单端32通道(AD0~AD31),双端16通道,转换速度100K/s;
2.DA输出:12位,2通道(DA0,DA1);

