日本精工SPA400原子力显微镜说明书中文版CE1SPI3800N.docx
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日本精工SPA400原子力显微镜说明书中文版CE1SPI3800N
Code：
0903-ESX-009/0001
概要
SPI3800N，是在以深受好评的SPI3700为基础、以各方面升级为目标开发出的probestation。
从某种意义上来说它管理着整个SPM系统。
SPI300Nprobestation全貌1）
SPI3800Nprobestation具有如下特征。
在OS采用Windows2）的基础上，将controlsoftwareSPIWin英语化。
可实现easyoperation、multitask处理3）、network等功能4）。
并且，除了能采用粘贴板传输数据，而且数据图形可以以TIFF格式（256色）保存。
与其他应用程序的合作格外容易。
控制用DSP采用最新的40bit高速DSP。
性能、处理速度均大幅度提高。
并且，装有2MBlocalmemory。
支援multitask处理。
3）
注：
1）有与现品部分不同的情形。
2）英语版Windows98/95。
3）localmemory支持的只是“测定”+“处理”。
其他的multitask处理依存于Windows。
4）选项。
升级D/Aconverter。
X轴/Y轴实现了18bit控制，Z轴实现了21bit的高分辨率测定。
支持最大测定data点数为1024×10241）。
可得到更高解析像度的imagedata。
将同时进行4通道测定2）。
全部图形可同时在display上显示。
大幅度扩充用户数据输出界面。
除16bitanalog输入2通道外，新设了16bitanalog输出1通道、2bitdigital输入输出各2通道3）。
注：
1）只画面测定mode时。
2）最大测定data点数512×512。
3）digital输入，预定可用SPIWin的今后的version支援。
控制系统规格和构成
外观及尺寸、重量
前面板
panelmeter
显示外加给scanner的Z轴的电压值（单位V）。
显示范围是。
-199.9~199.9［V］
参考
当（包括XYZ轴）电气内部断开向scanner供电时，显示为“00.0”。
电源开关
给控制系统供电的开关。
当开关打到On时灯亮，电源接通。
注意
后部面板下部的主电源开关打到Off后，既使将前部电源开关置于On，电源也不能接通。
通常，将主电源开关置于On，用前部的电源开关控制供电。
→电源部分
出气口
用于冷却控制箱内部的出气口。
在内部装有风扇，强制排出空气。
只左侧面有1处。
操作时请注意不要堵塞。
进气口
用于冷却控制箱内部的进气口。
由风扇强制抽入空气。
左右两侧面共有8处。
操作时请注意不要堵塞。
后面板
PCB4
UIO
是数据的2bit输入输出端子（digital）。
有关输入可通过软件的设定进行控制。
→
供电指示灯
用于检查控制箱内使用的各电源电压的供给状态的灯。
灯亮时，表示正常供给电压。
P5
+5V
P15
+15V
N15
-15V
PZT
±200V
USR1/USR2
是用户输入外部信号的输入端子（analog）。
可输入±10V的电压信号。
→关于user释放输入输出
输入信号除在［monitorpanel］对话框可进行控制外，如将数据类型设定成“信号1”“user信号2”，数据信号也可转变成图像。
注意
输入信号不成为Z轴servo的基准信号（所谓不能代替DIF电压和隧道电流）。
UD/A
是user用于输出D/A信号的输出端子（analog）。
由软件上的设定可输出±10V的电压信号。
→关于user释放输入输出
SIG
是在与unit间进行数据等的信号处理时使用的connector。
与分别与unit的SIGconnector、SMMcontroller/SNOAMcontroller的SIGSPIconnector及MMboard（PCB6、选项）的SIGconnector接续。
IVM
是monitor输出端子。
不同的测量模式监视不同的信号。
AFM
LM-FFM
DIF电压
DFM
SNOAM
VE-DFM
DIF电压（交流信号）
STM
隧道电流
（由I/Vamplifier的电压变换值
VE-AFM
振动振幅电压（DIF）的DC成分
SMM
振动振幅电压（DIF）的2ω成分
KFM
振动振幅电压（DIF）的ωr成分
参考
除DFM外，各信号是Z轴servo的基准信号（电压信号）。
DFM时的基准信号用PCB5V2board的DFMM端子可进行monitor。
FFMM
是monitor输出端子。
不同的测量模式监视不同的信号。
AFM
摩擦像信号（FFM电压）
VE-AFM
LM-FFM
振幅像信号或Acos像信号
（都是电压值）
VE-DFM
Acos像信号（电压值）
SMM
KFM
其他
振动振幅电压（DIF）的ω成分
无效
注意
（VE-AFM测定时）振幅信号/Acos像信号输出哪个，依照软件（SPIWin）上的设定。
TUNM
是monitor输出端子。
不同的测量模式监视不同的信号。
AFM/电流同时
电流（电压变换值）
VE-AFM、LM-FFM
VE-DFM
其他
Asin像信号（电压值）
无效
CM
（Reserved.）
ADDM
是ADD电压的monitor输出端子。
STM测定时不具意义。
PZT
是与粗调机构（pulsemotor、Zstage、limitswitch等）及微动机构（scanner）的接续所使用的connector。
用unit的PZTconnector和专用电缆接续。
S/R
是对参考电极的试样的电位monitor输入端子。
电化学AFM/STM测定时与ECcontroller的S/R端子接续。
SI
是试样的电化学电流（电压变换值）的monitor输入端子。
电化学AFM/STM测定时与ECcontroller的SI端子接续。
VREF
是电化学控制时的试样电位输出端子。
电化学AFM/STM测定时与ECcontroller的VREF端子接续。
BIAS
是在装入ECcontroller的系统的、通常测定（大气中、液中）时的试样电位输出端子。
与ECcontroller的BIAS端子接续。
VDS
（Reserved.）
XMOD
是在LM-FFM测定振动scanner的X轴时输入振动信号的端子。
与SMMcontroller的X端子或MMboard（PCB6、选项）的XMO端子接续。
YMOD
是在LM-FFM测定振动scanner的Y轴时输入振动信号的端子。
与SMMcontroller的Y端子或MMboard（PCB6、选项）的YMO端子接续。
ZMOD
是在LM-FFM/VE-DFM测定振动scanner的Z轴时输入振动信号的端子。
与SMMcontroller的Z端子或MMboard（PCB6、选项）的ZMO端子接续。
PCB3
I/O
是在与计算机的接续使用的connector。
用已插入计算机的扩充busslot的专用card的connector和专用电缆接续。
FG
是earth端子（frameground）。
PIO1
是在与SMMcontroller（选项）的接续使用的connector。
用SMMcontroller的INTERFACEconnector和专用电缆接续。
MMboard（PCB6、选项）使用时，不使用PIO1connector。
PIO2
是在与ECcontroller的接续使用的connector。
用ECcontroller的ITF2connector和专用电缆接续。
PIO3
是与SNOAMcontroller接续使用的connector。
用SNOAMcontroller的INTERFACEconnector和专用电缆接续。
MMboard（PCB6、选项）使用时，不使用PIO3connector。
PIO4
SPA500unit使用时，是在机械电气的接续使用的connector。
用机械电气的PIOconnector和专用电缆接续。
MSTOP
靠近过程中，用于检测probe已进入测定区时，输出停止stage的Z轴信号的connector。
只在与SPA500的接续使用。
PMOP
（Reserved.）
PCB5V2（DFMboardV2）
VIB1
DFM/KFM/SNOAM/VE-DFM测定时，输出正弦波电压的端子，用于加在使cantilever共振用的压电晶体上。
与unit的VIB端子接续。
输出的正弦波的频率及电压在［Qcurve测定］对话设定。
注意
在KFM测定中，使用SMMcontroller时，请与SMMcontroller的VIBIV端子接续。
这时，向unit的VIB端子的接续从SMMcontroller的VIBOUT端子进行。
VIB2
SNOAM测定时，是输出A/Omodulator的控制所需的正弦波电压的端子。
用VIB1端子和同一频率、同相输出5［Vo-Peak］的电压信号（电压值固定）。
与SNOAMcontroller的VIBIN端子接续。
注意
使用MMboard（PCB6）进行SNOAM测定时，不使用该端子。
EXT
（Reserved.）
IVM
DFM/SNOAM/VE-DFM测定时，是为monitor来自photodetector的输出（交流信号）的端子。
在其他测定mode不具意义。
DFMM
DFM/SNOAM/VE-DFM测定时，是为monitor谐振振幅电压（=已整流IVM的信号）的端子。
在其他测定mode不具意义。
参考
在DFM/VE-DFM，该信号（的衰减量）成为Z轴servo的基准信号。
AD1M
（Reserved.）
AUXDA
（Reserved.）
电源部分
MAIN
是将向电气部分的供电On/Off的主电源开关。
向上侧扳，On。
注意
该开关Off后，既使将frontpanel的电源开关On，也无法开启电源。
通常将该开关置于On，用frontpanel的电源开控制电源On/Off。
如长时间不使用时，请将该开关Off。
ACIN
是给电气部分供应AC100V电源的插座。
用专用电缆连接续三接头插头。
1.请务必使用三接头插座。
电气部分从这里接地。
2.插头请使用电流容量15A以上的。
OL1
是给外部机器供应AC100V的输出电源。
有2个插座，输出电流为每个插座5A。
请勿接续colorhardcopy、光学显微镜用的光源、电流容量大的机器。
已接续的全部机器请务必在5A以上。
注意
该电源输出与frontpanel的电源开关的On/Off联动。
即，frontpanel的电源开关Off后，该电源也无法提供电力。
PC（OL2）
是给外部机器供应AC100V的输出电源。
有2个插座，输出电流为每个插座5A。
请勿接续colorhardcopy、光学显微镜用的光源、电流容量大的机器。
已接续的全部机器请务必在5A以上。
注意
该端子有标记为“PC”时和标记为“OL2”时，规格不同。
PC
该电源插座不与frontpanel的电源开关的On/Off联动。
只要开启后部面板的主电源开关，无论frontpanel的电源开关是否开启，该插座都能输出AC100V。
即，在这里接续计算机和显示器，既使不开启frontpanel的电源开关也可使用。
OL2
与OL1同样，AV100V输出与电源开关的On/Off联动（switchable）。
F1/F2/F3/F4
是保险丝盒。
分别放入如下规格的保险丝。
F1
AC100V-10A
保护交流输出插座（OL1，OL2；4个插座）
F2
AC100V-8A
保护内部电路用电源（DC5V及DC±15V）
F3
AC100V-2A
保护内部电路用电源（DC±225V）
F4
AC100V-2A
保护步进电机用电源（DC12V）
用户数据输入输出端口
在本系统中准备了用户可自由使用的“用户数据输入输出端口”（共计有7个端口）。
2bitdigital输入：
2端口
2bitdigital输出：
2端口
16bitanalog输入：
2端口
16bitanalog输出：
1端口
客户
上述输入输出中，希望数据输出能在vectorscan功能中使用，但由于软件（SPIWin）尚未完善，故现在还不能使用。
预计在将来更高级别的软件版本中能实现该功能。
digital输入输出
输入输出端子的规格
输入输出都使用PCB4board的UIOconnector。
UIOconnector的规格如下：
形状：
DSUB9pin
型号：
17JE-13090-27D4（第一电子工业（株）产）
请准备与接续对应的plug。
针号与信号的对应关系
pin号
信号
备考
1
输出系统接地
与6共同
2
输出信号2（userout2）
3
未接续
4
输入系统基准电压
与8共同
5
输入信号1（userin1）
6
输出系统接地
与1共同
7
输出信号1（userout1）
8
输入系统基准电压
与4共同
9
输入信号2（userin2）
输入规格
系统数：
2（userin1/2）
bit数：
2bit（high/low）
输入电压范围：
0~5V
电源电压：
5V
block图（userin1/2共同）
注意
1.由与电源和输入的电位差流动电流时，成为low的电路构成。
因此，需要准备电源（5V）。
2．虚线框内是为切换输入电压的电路一例。
输出规格
系统数：
2（userin1/2）
bit数：
2bit（high/low）
输出端子的允许电压范围：
5~12V
输出端子的允许最大电流：
10mA
输出状态（high/low）在软件上设定。
→参照软件指南
的“user输出”项。
block图（userin1/2共同）
注意
关于虚线框内的电路
1．low时由于成为流动电流的电路构成，故需要准备该电路。
2．电路内的电压与电阻，请选择电流不要超过输出端子的允许量（10mA）。
analog输入输出
输入规格
通道数：
2
从PCB4board的USR1/USR2端子输入。
输入电压范围：
±10V
输出规格
通道数：
1
从PCB4board的UD/A端子输入。
输出电压范围：
±10V
规格
下述规格不预告、可变更。
scancontrol部分
scan方式
由DSP程序的D/Aconverter控制
D/Aconverter（包括X轴、Y轴）
18bit1）
offset用D/Aconverter（包括X轴、Y轴）
16bit
输出电压（包括X轴、Y轴）
最大±200V
scanrotation
最大±180°
调制用外部输入
X轴用：
1系统（放大率1倍）、Y轴用：
1系统（放大率1倍）
servocontrol部分
servo方式
由DSP程序的D/Aconverter控制
D/Aconverter
21bit2）
输出电压
最大±200V
调制用外部输入
1系统（放大率1倍）
注：
1）16bitDAC+2bitconverter。
2）由2个16bitDAC构成
data采集部分
测定点数
Xdata数：
64，128，256，512，1024
Ydata数1）：
4，8，16，32，64，128，256，512，1024
Xdata数xYdata数：
可任意组合
最大：
1024×10242）
同时测定channel数
最大43）
databuffer容量
内部：
512×512相当4画面4）
外部：
相当1000画面5）
user数据接口部分
digitalI/O（包括输入输出）
2bit×2通道（由photocouplerisolate）
analogI/O
输入：
16bitDAC×2通道（user输入）
输出：
16bitDAC×1通道
bias电源部分
外加电压
最大±10V
D/Aconverter
16bit
cantilever共振源部分
共振电压
最大±10V
共振频率
最大1MHz
注：
1）4，8，16及32是预览用。
不能进行数据的处理、解析。
2）只1画面测定mode时。
3）最大512×512。
4）搭载2MB的localmemory。
5）有时由harddisk的剩余容量限制。
计算机部分
1.下述规格不预告、可变更。
2．即使满足下述规格时，在未经本公司确认的系统，不保证正常操作。
computer
英文版Windows95/98操作系统的IBM产个人电脑或其100%的兼容机（DOS/V规格）。
CPU
pentium以上或其互换产品（推荐celeron/pentiumⅡ以上）
注意
在Intel486（或同等级别）计算机，由于性能低下，故有时操作性不好。
RAM
32MB以上（推荐64MB以上）。
HDD
IDE/EIDE接口、1GB以上。
FDD
3.5inch
显示（videocard）
1024×768dot、16位真彩（1677万色）
注意
1.在低于1024×768dot的解析度会有部分控制软件画面不能显示在显示屏上，使操作产生麻烦。
2.在超过1024×768dot的高析像度，由于显卡的规格，有时CCD像monitor会不正常。
3.在256色以下，除不能正确显示图象的颜色外，有时程序操作也会不正常。
4.在16位真彩以外的显示，有时图象的色块会产生条纹，这并非异常情况。
显示（videooverlaycard）
powermoviePCI（Canops公司产）。
注意
未安装该卡时，无法观测CCD像。
OS
英文版Windows95/98。
注意
1.在英文版Windows95/98等以外的OS不保证操作正常。
2.在Windows3.1操作系统中不能进行操作。
扩展槽
具备包含ISA×2的4个以上（使用SPA500时，包含ISA×3的5个以上）的扩展槽。
其他配件
·CD-ROM驱动器。
·除标准搭载的HDD以外，最好具备大容量磁盘存储器。
Display
显示功能
在1024×768dot以上，highcolor以上（推荐fullcolor）且可显示。
显示器尺寸
推存17inch以上。
注意
上述配件以CRT为前提。
有关LCD（液晶display）请另行询问。
Software
测定功能
各种imagedata的测定
forcecurve、Qcurve、I/Vcurve等各种特性曲线的测定
测定附带功能
autozero（为确保驱动电压的自动修正）
检测灵敏度（DIF灵敏度）的自动修正
自动倾斜修正
非线性的自动修正
实时zoom/centering
monitor（2现像oscilloscope功能）
Vectorscan
向scanner的Z轴的外加电压的monitor
photodetector上的laser位置的monitor
光学显微镜像的monitor（videooverlay显示）
data修正功能
倾斜修正
flat（Z轴方向的变形、扭转的修正）
linearize（scanner的非线性性的修正）
planeedit/lineedit（奇点的修正）
clip（image的部分切出）
mask（不使用范围的标记及清除）
localfilter/FFTfilter
显示色的修改、登录、选择
显示色的tone调整（auto/manual）
3D显示功能
显示模式：
浓淡像、阴影像、combine、Xview等
视点方向：
水平角：
±180°、仰角：
0~90°
光源方向：
水平角：
±180°、仰角：
0~90°
autopreview
fullscreen显示
data解析功能
表面分析：
表面解析、粒子解析
断面分析：
任意断面及平均断面的解析功能等
探针评价功能1）
操作支持功能1）
imagemenu
recipe（programmable自动处理）
file操作功能
load载入：
由list显示、分类（sort；改变排列）、thumbnail（小画面）的一览显示
save保存：
SPI3800形式save、通用图像形式save（256色TIFF、256色Bitmap、fullcolorbitmap）
multiprintutility
dataconverter（SPIConv.）
ASCIIfileconverter（FIS）
注：
1）在现version的software，只在SPA500支援。
其他附件
品名
数量
备考
Keyboard
1
与personalcomputer同箱
Mouse
1
与personalcomputer同箱
mousepad
1
其他
printer
·PM-770C（colorinkjet、A4）
·PM-750C（colorinkjet、A4）
·PM-2000C（colorinkjet、A3）
·LP-8000C（colorlaser、A3、network）
（均为精工Epson产）
客户
1.本公司只确认使用上述机型（在Windows95/98操作系统中使用）。
。
2.上述以外的机型，若是可应用于Windows95/98系统的打
升级会员 