一种高带宽电压放大器,用于驱动高速原子力显微镜中的压电驱动器
Santiago H Andany1, Adrian P Nievergelt1, Mustafa Kangül1
1Laboratory for Bio- and Nano-Instrumentation, School of Engineering, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Lausanne 1015, Switzerland.
The Review of scientific instruments
|September 11, 2023
概括
我们开发了一种高压放大器,以克服高速原子力显微镜 (HS-AFM) 的速度限制. 这一进步使得纳米级生物分子动态的成像速度更快.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 生物物理学的生物物理.
- 仪器化 仪器化 仪器化
背景情况:
- 高速原子力显微镜 (HS-AFM) 提供了动态生物过程的纳米尺度成像.
- 在HS-AFM中实现更高的扫描速度受到压电执行器 (PEA) 驱动电子的限制.
- 现有的高压压变频器具有有限的带宽和显著的相位延迟,阻碍了仪器的速度.
研究的目的:
- 为下一代HS-AFM设计和描述一种新型的高压宽带放大器.
- 为了解决PEA的瓶,在HS-AFM中提高时间分辨率.
主要方法:
- 开发一个具有独立放大功率的高压放大器和一个新的电压追随器功率阶段.
- 放大器在没有全球反的情况下工作,使响应时间更快.
- 放大器性能的表征,包括当前传输,小信号带宽和不同PEA负载下的相位延迟.
主要成果:
- 开发的放大器提供超过±2安培的1MHz小信号带宽.
- 它具有非常低的相位延迟,对于高速反循环至关重要.
- 通过使用带有HS-AFM的放大器,证明了管原纤维动态的次秒率成像.
结论:
- 这种新型的高压宽带放大器有效地克服了驱动HS-AFM的PEA的限制.
- 这项技术使得扫描速度显著提高,提升了纳米级成像能力.
- 该放大器非常适合未来的HS-AFM开发,促进实时观察生物分子动力学.
