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MFしきい値ユニット

Zurich Instruments社は状態検出、ロックインアンプ論理演算に関連するハードウェアトリガ、PIDコントローラ測定のための初めての演算器をご紹介します。MFしきい値ユニットは各MFLIロックインアンプ、MFIAインピーダンスアナライザに含まれていますが、その機能性はMF-PIDクアッドPID/PLLコントローラオプション、MF-MDマルチ復調オプションなどの更なるアップグレードにより機能が向上します。

しきい値ユニットは測定データの論理分析をリアルタイムで行います。アナログ信号または論理信号測定データを始め、ユーザーは特定条件を検出、TTL出力信号を通じて反応を誘発するため複数操作を定義することができます。 

  • アナログ入力パラメータ:復調器サンプル値(X、Y、R、Θ);PID誤差、PID出力値、PID変更(MF-PIDオプションが必要
  • 絶対値、ローパスフィルタリングはしきい値検知に先立って適用
  • しきい値検知:上、下、外側、内側、立ち上がりエッジ、立下りエッジ
  • 設定可能な活性化、非活性化時間
  • デジタル入力信号:32のDIOチャネル、入出力信号オーバーフロー等
  • NOT、AND、ORおよびXOR演算で最大3つの論理信号を結合
  • 最小長、保持、反転機能

LabOne調整

screenshot of the LabOne threshold unit

LabOneユーザーインターフェース内専用タブには上の図内4つの列で表される4つのしきい値ユニットがあります。各列は左側のしきい値検出セクションと右側の論理信号セクションに分けられています。

しきい値セクション

しきい値セクションはアナログ信号を論理信号に変換します。測定データまたはその絶対値は信号をスムーズにし、短絡が発生した場合の誤警報を回避するのに役立つ調整可能な一次ローパスフィルタにかけられます。フィルタリング後のしきい値信号はバグ修正等を目的とするLabOneスコープに簡単に表示することができます。フィルタリングされたしきい値信号に基づいて、ユーザは、1つまたは2つのしきい値レベルを定義して、上、下、外側、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジという条件に対応する論理信号を決定することができます。論理信号のタイミングと信頼性が要件に従っていることを確かにするために、個々の起動時間と停止時間を設定することができます

論理信号がしきい値セクション入力信号に設定された場合、活性化、非活性化回数はアナログ信号と同様の方法で設定することができます。下の論理信号が利用可能です:32入出力チャンネル、2トリガ入力、2トリガ出力、入力信号オーバーフロー(I)、入力信号オーバーフロー(V)、出力信号オーバーフロー、補助入力信号オーバーフロー、補助出力信号オーバーフロー、4 PID出力信号オーバーフロー

論理信号セクション

論理信号セクションではしきい値セクションおよび他ソースからの論理信号3つまでをNOT、AND、OR、XOR演算を利用して統合することができます。複数アナログ、デジタル信号源を基盤とする複合パターンにあうフィードバック条件を提案します。最小信号長設定により以降のハードウェアに短い信号を検知する能力がない場合でも信号発生を見逃さないようにすることができます。最後に、各論理信号は出力前に変換することが可能です。 

信号の有用性

しきい値ユニットが生成する4つの論理信号はそれぞれ32のDIOチャネル(バックパネル上SCSIコネクター)の1つまたは2つのトリガ出力のいずれかに割り当てることができます。 論理信号に加えて各しきい値ユニットは状態検知、トリガリングに使用することができるフィルタ処理しきい値信号を生成します。これらの信号はオフセット、スケーリング、主要点制限のため4つの補助出力信号を通じて出力することができます。加えて、これらの信号は発動源、領域内表示信号として利用することが可能です。

アプリケーション例

ミクロ流動体インピーダンス分光、セルソー

ティングミクロ流動体インピーダンス分光のアプリケーションの1つは個別生体細胞の特徴付けです。しきい値ユニットにより更に一方進んだ測定情報解釈や割断装置へのフィードフォワード導出が可能です。正しくセットしたパラメータを設定することで、異なる特性を持つセルを異なるコンテナに確実にソートすることができます。

AFMチップ防御

MFLIAロックインアンプがサポートする原子間力顕微鏡法(AFM)モードは数多くあります。MF-PIDコントローラ、MF-MDマルチ復調オプション、MF-MOD変調オプションを組み合わせることで、以下のAFM関連機能がサポートされています

  • 自動利得制御(AGC)
  • 周波数変調(FM)
  • ケルビンプローブ原子間力顕微法(周波数変調KPFM、振幅変調KPFM)
  • STS IETS
  • 複数周波数AFM
  • 側波帯分析

しきい値ユニットはチップ、プローブと表面間の距離を広げることでダメージを避けるフィードバック機構利用によりチップ寿命を伸ばすのに役立ちます。周波数変調制御ループPID誤差、自動利得制御ループPID出力信号数値等の各種信号情報をもとに限界状況を感知することが可能です。 

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