專利名稱：一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及單分子研究設備的掃描隧道顯微鏡技術領域，特別是一種獲取被測樣品分子中的高頻信號的放大電路一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路，能獲取、傳輸并放大200MHZ以上的高頻信號。
背景技術：
掃描隧道顯微鏡是用于單分子研究的高精密儀器，儀器中的針尖靠近樣品分子，由量子力學原理，分子與針尖之間會產(chǎn)生隧穿電流，電流通過針尖傳出，獲取電流并進行分析，可以用于研究分子的形貌特征、電導效應、磁性等。但是，由于隧道節(jié)處即針尖與樣品分子之間的阻抗很大，會對高頻信號產(chǎn)生反射導致失真，目前的掃描隧道顯微鏡只能獲取
并傳輸分子上的低頻信號，而分子上一些微弱的高頻信號無法獲得。要想研究單個分子的電子自旋等物理性質(zhì)，就必須對掃描隧道顯微鏡進行改裝，使其能獲取、傳輸并放大200MHz以上的高頻信號，所述一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路能解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路通過接入阻抗匹配電路，將隧道節(jié)處很大的阻抗、即針尖與樣品分子之間很大的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆，提供一種能獲取、傳輸并放大200MHz以上的高頻信號的放大器。本發(fā)明所采用的技術方案是一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路主要由掃描隧道顯微鏡針尖、分頻器、阻抗匹配電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、第一級放大器與第二級放大器組成，所述掃描隧道顯微鏡針尖、分頻器、阻抗匹配電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、第一級放大器與第二級放大器依次連接，所述第一級放大器通過同軸電纜與所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路連接，所述第一級放大器用法拉第籠罩住，以屏蔽外界信號干擾；所述第二級放大器通過雙屏蔽同軸電纜與所述第一級放大器連接；所述阻抗匹配電路是主要由電感、電容組成的LC振蕩回路，所述阻抗匹配電路能將隧道節(jié)的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆，與第一級放大器的輸入阻抗相同，達到匹配的效果，減小了高頻信號反射失真，所述LC震蕩回路焊接在印制電路板上；所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路主要由纏繞在聚苯乙烯棒上的線圈構(gòu)成。本發(fā)明的有益效果是—種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路設計合理，所述阻抗匹配電路能將隧道節(jié)的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆，減小了高頻信號反射失真，提供一種能獲取、傳輸并放大200MHz以上高頻信號的放大電路，是一種傳輸并放大微弱高頻信號的新方法，能夠獲取單個分子上的電子自旋等高頻信號并傳輸和放大。


下面結(jié)合本發(fā)明的圖形進一步說明
圖I是所述一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路示意圖。圖中，I.樣品，2.掃描隧道顯微鏡針尖，3.分頻器，4.阻抗匹配電路，5.電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，6.同軸電纜，7.法拉第籠，8.第一級放大器，9.雙屏蔽同軸電纜，10.第二級放大器，11.低頻反饋電路。
具體實施例方式如圖I是所述一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路示意圖，主要由掃描隧道顯微鏡針尖(2)、分頻器(3)、阻抗匹配電路(4)、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、第一級放大器(8)與第二級放大器(10)組成，所述掃描隧道顯微鏡針尖(2)、分頻器(3)、阻抗匹配電路(4)、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、第一級放大器(8)與第二級放大器(10)依次連接，所述第一級放大器(8)通過同軸電纜(6)與所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)連接，所述第一級放大器(8)用法拉第籠(7)罩住，以屏蔽外界信號干擾；所述第二級放大器(10)通過雙屏蔽 同軸電纜(9)與所述第一級放大器(8)連接；所述阻抗匹配電路(4)是主要由電感、電容組成的LC振蕩回路，所述阻抗匹配電路(4)能將隧道節(jié)的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆，與所述第一級放大器(8)的輸入阻抗相同，達到匹配的效果，減小了高頻信號反射失真。操作時，所述掃描隧道顯微鏡針尖⑵移動到樣品⑴分子附近，產(chǎn)生隧穿電流，電流通過所述分頻器(3)后，所述電流的低頻分量進入所述低頻反饋電路(11)，低頻信號用于控制針尖的掃描。所述電流的高頻分量通過所述阻抗匹配電路(4)后，將原來隧道節(jié)之間很大的輸出阻抗轉(zhuǎn)換為50歐姆，與所述第一級放大器(8)的輸入阻抗相同，達到匹配的效果；所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號后，通過所述同軸電纜
(6)輸入到所述第一級放大器(8)，所述第一級放大器(8)置于所述法拉第籠(7)內(nèi)，以屏蔽外界信號干擾和雜散電容的影響；信號經(jīng)過第一級放大器(8)后，通過所述雙屏蔽同軸電纜(9)輸入所述第二級放大器(10)再次放大并輸出。
權利要求
1.一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路，主要由掃描隧道顯微鏡針尖、分頻器、阻抗匹配電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、第一級放大器與第二級放大器組成，其特征是所述掃描隧道顯微鏡針尖(2)、分頻器(3)、阻抗匹配電路(4)、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)、第一級放大器(8)與第二級放大器(10)依次連接，所述第一級放大器(8)通過同軸電纜(6)與所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(5)連接，所述第一級放大器(8)用法拉第籠(7)罩住，所述第二級放大器(10)通過雙屏蔽同軸電纜(9)與所述第一級放大器(8)連接。
2.根據(jù)權利要求I所述一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路，其特征是所述阻抗匹配電路(4)是主要由電感、電容組成的LC振蕩回路，所述阻抗匹配電路(4)能將隧道節(jié)的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆。
全文摘要
本發(fā)明涉及單分子研究設備的掃描隧道顯微鏡技術領域，一種用于掃描隧道顯微鏡的高頻信號放大電路主要由掃描隧道顯微鏡針尖、分頻器、阻抗匹配電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、第一級放大器與第二級放大器組成并依次連接，所述第一級放大器通過同軸電纜與所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路連接，所述第一級放大器用法拉第籠罩住，所述第二級放大器通過雙屏蔽同軸電纜與所述第一級放大器連接；所述阻抗匹配電路是主要由電感、電容組成的LC振蕩回路，所述阻抗匹配電路能將隧道節(jié)的阻抗轉(zhuǎn)化成50歐姆。本發(fā)明設計合理，提供一種能獲取、傳輸并放大200MHz以上高頻信號的放大電路，是一種傳輸并放大微弱高頻信號的新方法，能夠獲取單個分子上的電子自旋等高頻信號并傳輸和放大。
文檔編號H03F3/189GK102820858SQ201210283360
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者趙燁梁 申請人:趙燁梁