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一、电压产生与升压
1. 电源输入
通常接入市电等外部交流电源，其输入电压一般为几百伏的交流电，如常见的220V或380V交流市电。
2. 变压器升压
利用变压器的电磁感应原理，将输入的低电压交流电转换为高电压交流电。变压器由初级线圈和次级线圈组成，当初级线圈接入交流电源时，会产生交变磁场，次级线圈在该磁场中感应出电动势，通过合理设计初级和次级线圈的匝数比，实现电压的升高。例如，在一些电子显微镜中，可将输入的220V交流电升压到几十千伏甚至更高的交流电压。
一、 整流与滤波
1. 整流
经过升压后的交流电需要转换为直流电，这一过程通过整流器来实现。整流器通常由二极管等半导体器件构成，利用二极管的单向导电性，将交流电压转换为直流电压。常见的整流方式有半波整流、全波整流和桥式整流等，其中桥式整流因其输出直流电压波动小、效率高而被广泛应用。
2. 滤波
整流后的直流电压虽然方向固定，但仍存在一定的电压波动，即纹波。为了获得稳定的直流电压，需要采用滤波电路进行滤波。滤波电路通常由电容器、电感器等元件组成，通过对不同频率的信号进行选择性滤波，平滑直流电压，减少纹波成分，为电子显微镜提供稳定的高压直流电源。
二、 电子加速与轰击
1. 电子发射
在电子显微镜中，电子枪是产生电子束的关键部件。高压轰击电源产生的高电压施加在电子枪的阴极和阳极之间，形成一个强电场。在这个电场的作用下，阴极材料中的电子获得足够的能量而逸出，形成电子发射。
2. 电子加速
逸出的电子在电场的作用下被加速，向阳极运动。由于阳极处于高电位，电子在向阳极运动的过程中不断获得能量，其速度和动能不断增加，形成高能电子束。
3. 电子轰击样品
经过加速的高能电子束通过电磁透镜系统聚焦后，轰击到样品表面。电子与样品表面的原子相互作用，产生多种信号，如二次电子、背散射电子、特征X射线等。这些信号携带了样品的表面形貌、微观结构、元素组成等信息，通过相应的探测器收集并转换为图像或其他数据，从而实现对样品的微观观察和分析。
三、 电源控制与稳定
1. 电压调节
为了满足不同的观察需求，高压轰击电源通常具有可调节的电压输出功能。通过改变电源内部的电路参数，如变压器的匝数比、整流电路的参数等，或者采用调压电路，如可控硅调压、线性调压等方式，实现对输出电压的精确调节，以控制电子束的能量和穿透能力。
2. 电源稳定
在电子显微镜的工作过程中，要求高压轰击电源具有高度的稳定性。任何电压的波动都可能导致电子束能量的变化，从而影响图像的分辨率和质量。因此，电源通常采用闭环反馈控制技术，实时监测输出电压，并与设定值进行比较，通过自动调整电路参数，使输出电压保持稳定。
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