应用

扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是电子显微镜的重要类别。它擅长捕捉样品表面的微观形貌，能清晰呈现纳米级别的表面起伏、结构细节，比如观察金属材料的断口形态、生物细胞的表面纹理。这种“表面成像”能力使其成为材料失效分析、生物学微观观察的核心工具。

在成像原理上，SEM主要依靠聚焦电子束完成工作：电子束会以类似栅格路径扫描样品表面，当电子与样品中的原子发生相互作用时，会产生包含样品表面形貌、成分等关键信息的多种信号；之后通过将电子束的实时位置与检测到的信号强度进行关联整合，就能最终输出反映样品微观特征的图像。

扫描电镜的测控电子学需要具备高速信号收发，高精度收发同步，海量信号吞吐等能力。传统电子学定制成分高，工艺不稳定，导致产品质量、产能受到很大限制。

挑战

本案例用户需要寻找一种货架产品，可以提供扫描电镜主要电子学功能，而且可以通过软件二次开发灵活定制仪器功能。用户主要需求挑战如下：

· 250 MS/s 高信噪比直流耦合同步输入、输出

· 稳定可靠的高速总线吞吐量，支持200 M采样点/秒双向速率

· 支撑扫描电镜高速高信噪比成像

· 工业大厂产品质量和性价比

解决方案

简仪PCIe-9604DC模块从功能、性能、质量、价格各方面全面解决了用户产品难点。该模块双通道直流耦合250 M同步收发，简仪面向对象驱动软件FirmDrive^®高可靠PCIe Gen2海量吞吐，简仪大厂批量货架产品质量保障等成为用户成功的关键。用户产品初步调试达到2秒完成4亿像素扫描采集，像质令人满意。

简仪JY-9604是一款集成了2通道14-bit，250 MS/s数字化仪和2通道16-bit，1 GS/s更新率的任意波形发生器的中频收发模块。产品包括2个模拟采集通道，输入范围为±1 V，输入阻抗50 Ω，2个波形输出通道，输出范围为±0.3 V，输出阻抗50 Ω，可提供0.5～135 MHz的实时带宽(-3 dB)。板载1 GB DDR3大容量数据缓存。产品采用PXI Express Gen2高速总线，配合简仪科技的PXIe机箱，嵌入式控制器和磁盘整列模块，可实现长时间的高速波形流盘。

除了板载10 MHz高精度TCXO时钟外，产品允许用户接入外部参考输入时钟。通过板载锁相环，用户可灵活配置ADC采样时钟。同时也可将内部时钟信号输出，用于同步外部设备。

JY-9604展现了高效，紧凑的模块化仪器特点，既可作为复合式的数字化仪和任意波形发生器，又可以作为独立中频收发模块，是瞬态信号采集、影像数字化、超声波测量、生物医疗研究、软件无线电、频谱监控、ATE及其他高科技产业、科学及国防应用的理想选择。

图 1  简仪PCIe-9604DC模块在扫描电镜中的应用原理

图 2  AI生成的扫描电镜原理示意图 (未验证正确性)

使用的简仪产品

硬件：

PCIe-9604DC 双模拟通道输入、双模拟通道输出的智能软件无线电处理器

• 双通道ADC，14 bits分辨率，250 M采样率

• 双通道DAC，16 bits分辨率，1 G采样率(含硬件4倍内插)

• 具备PCI Express Gen2 ×8 Lane高速数据传输接口

• 1 GB DDR3大容量数据缓存

• 高精度TCXO，并支持外部参考输入时钟

• 16通道可编程方向 3.3 V LVTTL DIO (PCIe版本)

• 板载锁相环可灵活配置，为ADC和DAC提供采样时钟

  

软件：

• SeeSharpTools：锐视测控软件开发工具包

为什么选择简仪

• 锐视测控平台^®：锐视测控平台^®使用C# 语言开发，提供了一个强大且易于使用的开发环境，帮助客户快速实现项目开发。
  

• 成熟的产品：简仪产品经过长期市场验证，具有可靠的性能和稳定性。

• POC验证服务：简仪提供售前的POC(原理验证)服务，帮助客户验证产品性能和适用性。

• 高精度：简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

• 成本效益：相比国外品牌，简仪的解决方案不仅性能更优，而且在成本上具有明显优势，降低了客户的整体制造成本。

• 供货速度：简仪能够快速供货，确保项目按时进行。

• 技术支持和快速响应能力：简仪提供优质的本地化技术支持，快速响应客户需求，帮助客户解决问题，确保了测试任务的顺利进行。

通过采用简仪科技PCIe-9604DC模块，结合高精度同步收发、海量数据吞吐与灵活可配置的软硬件平台，成功解决了扫描电镜在高速信号采集、图像分辨率提升及系统稳定性方面的核心挑战，助力用户实现高性能、高可靠性的电镜成像，显著提升了产品质量与开发效率。