Есть сигнал - синус, который выходит с ЦАПа (выход DDS), подаётся на объект(на основе кварца), далее на выходе из объекта сигнал нормируется, фильтруется и оцифровывается. Резонанс каждого объекта имеет разброс в широком диапазоне частот от 30КГц до 1Мгц. При нахождении резонанса объекта, включается ФАПЧ и следит за резонансной частотой объекта. При этом выдаёт 2 параметра текущая частота и фаза объекта во времени, а объект тем временем, подвергается всякого рода внешним воздействиям. Ширина полосы изменения резонансной частоты не более 50-100Гц. В аналоге никаких математических преобразований не делаю, работаю полностью с цифрой. Из аппаратной части имею: DSP, FPGA, DAC, ADC. DDS реализован в ПЛИС, разрешение по частоте – 2,3мГц, но при реализации ФАПЧ возникли вопросы.
Как оптимально можно реализовать цифровой ФАПЧ, а именно фазовый детектор сигнала приходящего с АЦП и цифрового, с выхода DDS, используя премудрости ЦОС? Есть ли смысл работать полностью с аналитическим сигналом, реализовывать FFT? Какие блоки стоит использовать в FPGA, а что поручить DSP? В ЦОСе серьёзно я только начинаю разбираться, так что не пинайте.

Рекомендую залезть на сайт www.analog.com посмотреть на аппноуты и DS по микросхемам ФАПЧ, цифровая ФАПЧ там неплохо описанна, там-же можно скачато програмку симуляции в общем для начала - то что доктор прописал, а остальное в книжках по обработке сигналов.
Посмотрите еще книжки с сайта lord-n.narod.ru.

Почитал, все описано в общих чертах, но когда начал копать глубже - стало ещё больше вопросов.

В общем выбрал следующую схему: АЦП работает на частоте 50Мгц, на сверхдискретизации, полоса полезного сигнала до 30Кгц - 1 Мгц, далее в FPGA сигнал перемножаю с sin/cos состовляющими с DDS, потом сигнал с двойной частотой нужно отфильтровать с последующей децимацией до 2-х Мгц. Тут возникли сложности, сделать узкополосный FIR в лоб неполучается, очень уж большой порядок. В общем немогу понять как такие вещи вообще делают, вроде бы как стандартный приём.

Есть вопросы:
1) 30КГц - 1Мгц - это абсолютные частоты или отстройка от некоторой несущей?
2) Если это абсолютные частоты, то зачем частоту дискретизации брать 50МГц?
Я смотрю, Вы в другой ветке уже вовсю пытаетесь решить непростую задачу - сделать DDC на FPGA. Хочется попытаться понять, к чему такие сложности. Там в DDC Вы пытались сделать полосу 2МГц, но зачем, когда сами пишите, что диапазон изменения резонанса - 50-100Гц, т.е. для ФАПЧ Вам нужна полоса ~200Гц. Ваша задача очень напоминает измерительный прибор под названием Vector Network Analyzer, поищите в интернете по этим ключевым словам и найдете очень много полезной информации. Советую начать искать с www.agilent.com - они очень любят писать всякие фундаментальные статьи.

Большое спасибо за ответ!

Абсолютные, своего рода несущая, реально отсройка получается +/-100Гц.
Там просто кварцы разные.


Дискретизация такая выбрана чтобы потом осуществить децимацию, хочется по максимуму выжать точность. Да и АЦП уже были в наличие AD6644. Дискретизация в 50Мгц выбрана для несущего сигнала 1Мгц, также хочу расчитать все фильтры и остальные цепи. Просто потом для любой другой несущей можно пропорционально снижать тактирование всех цепей. Насчет ширины полосы 200Гц - вы правы. Вся задача сводится к реализации конвертера частоты вниз - т.е. свести несущую в 0 и иметь сигнал фазы в чистом виде. Т.о нужно убрать двойную частоту после умножения. Спасибо за подсказку про Vector Network Analyzer, сам бы я никогда не нашёл бы. Насчет сложностей, соглашусь, возможно мною был выбран не самый оптимальный вариант, поэтому я, с признательностью, выслушаю предложения по теме.

Ну можно децимацию делать CIC-фильтрам (0 умножителей, любой коэффициент децимации).

А насчет выжимания максимума - не нужно это. Для реальных задач передискретизации раз в 8 уже заглаза. Реально все работает и на частотах найквиста.

Более высокая частота дискретизации в данном случае будет выгодна, только тогда, когда собственные шумы квантования АЦП в полосе Найквиста будут больше чем шумы предварительного усилителя в полосе ФАПЧ (200Гц). Тогда за счет сужения полосы мы повысим динамику за счет уменьшения шумов квантования АЦП (получится практически аналог Сигма-Дельта АЦП).
Говоря про векторный анализатор цепей, я намекал на то, чтобы от системы ФАПЧ с ее очень сложным расчетом устойчивости, перейти на схему, когда DDS постоянно свипирует в некотором диапазоне частот, а после АЦП векторно детектируется (делится на квадратуры) и анализируется. Причем диапазон свипирования выбирается в зависимости от того, что мы делаем: либо осуществляем поиск, либо следим за резонансом.

Спасибо, что просвятили, думаю что шум квантования АЦП действительно будет больше чем усилителя, точно прикинуть пока немогу во сколько раз. Я так понимаю чтобы выиграть 2 бита дополнительно мне нужна сверхдискретизация в 8 раз? Спасибо за идеи.


У меня немножко другой алгоритм, я постоянно нахожусь в резонансе, и отслеживаю изменения фазы и частоты, во время того как кварц подвергается мех. воздействиям. Скорее похоже на частотную демодуляцию наверное...

А Вы случаем не систему обратной связи городите для микроскопа ? Что-то очень похоже .... Если да, то Вы собираетесь делать как у нас обычно принято - через одно место. Если нет, то извиняйте, обрисуйте задачу поконкретней, может чем и помогу.

В общих чертах да, для микроскопа. Можно по конкретней, про "одно место" Тут правда задача более широкая, применятся должно не только в микроскопе.

Контору назовите, в которой работаете. Я подумаю. Не хочется помогать НТ-МДТ или их осколкам. И четко опишите датчик и схему его включения. Вряд ли Вы изобрели что-нибудь, чего я не знаю, так что в секретность не надо играть, если хотите помощи.

Насчет работы смотрите в ЛС. Датчиком может являться Tuning Folk на 32768Гц, так же кантеливер с резонансом до 1Мгц, либо кварц. В общем случае это 2 разные задачи. Там где кантеливер и кварц - сканирование не нужно, используется только оптическая схема.

Как Вы собираетесь снимать сигналы с TF и кварцевого датчика ? С кантилевера мне понятно. Вы представляете себе ускорения на поверхности кварца с частотой в 1 Мгц ?

Управление сканированием микроскопа с обратной связью кантилевер-лазер и TF-зонд принципиально разные. Пытаться это все загнать в одну универсальную систему - искать себе проблем.

Какие статьи Вы читали про датчики с TF ?

Спасибо за ответ.

Сигнал с TF - токовый усилитель готовый модуль от Femto полоса пропускания 40Кгц, усиление 10^7, с кварцем наверное также, насчет ускорений с кварца - не представляю, думаю большое . Честно говоря, мне нет нужды особо в физику датчиков лезть, просто сказали сделать что бы можно было сигналы до 1Мгц обрабатывать, отслеживать изменение частоты до 200Гц...Сказали на выходе нужно иметь сигнал изменения фазы, частоты, забыл кстати сказать что ещё нужно амплитуду на выходе держать постоянной, так что и ёё тоже надо выводить, но это уже другая задача.


Там где кантеливер-лазер - сканирования не будет. Это упрощает задачу. А TF - я примерно представляю. Насчет универсальности - должно быть 2 разных прибора, 1 софт для кантеливеров, другой для TF. В сущности прибор делается не для серии, а для "физика" в лабораторию. Один я серийный прибор не осилю.


Да в принципе никаких, так на словах объяснили. Я вообще не знаю где подобные статьи можно достать. Вообще говоря, в этой тематике мне приходится все делать с 0. Кроме как здесь, ну и пожалуй в гугле, мне помощи искать неоткуда.

При таком раскладе мой совет следующий - для TF купить у нас готовую систему вместе с аналоговй частью по дилерской цене. Сами не справитесь с вероятностью 99%. И по заданию видно, что система будет нерабочая.
Для кантилевера имеет смысл DDS + аналоговый синхронный детектор, поскольку главное преимущество цифровой обработки здесь не сыграет, а шумов и сложностей Вы наберете. Для пластинчатого кварца все равно, что делать, так все настолько кально, что до разбора Вашей электроники у заказчика руки не дойдут.
Систему обратной связи по Z вы тоже для TF собираетесь делать не имея никакого опыта ? Я Вам тогда могу только посочувствовать, если придется сдавать работающую систему с эксперименатми с зондами стоимостью по 100 баксов - как раз будет 100 баксов/скан.
А вообще в этом деле физики, механики и теории управления горазбо больше, чем электроники. И проблемы лежат в этих плоскостях. Так что Вы зря игнорируете изучение литературы.

Вообще я видел уже подобные готовые приборы, например у RHK. Но тут есть одна проблема, если "физику" на месте взбредёт что то поменять, я уже в ваш прибор не влезу. Что каксается обратной связи для TF, опыт небольшой имеется. Ну в общих словах, я оптимист

Ну смотрите, у нас есть изделие в виде отдельного блока с аналоговыми выходами как раз по частоте и изменению добротности с управлением параметрами по RS232 от компьютера и с локальной клавиатуры. Специально для любителей превратить AFM в SNOM.
Видеть-то Вы видели, но одно дело, когда зонд живет один - два скана, а другое дело - неделю. Но дело хозяйское.
Да, еще совет - ФАПЧ не делайте.

Ну я в принципе хотел бы ознакомиться с продукцией, здесь наверное такие фразы писать неположено, да простит меня модератор! Напишите в ЛС, описание или ссылку, цену, можно сайт...


Гы, в общем то задача поставлена так что бы его сделать...

Система используется во в таком микроскопе, его на сайте пока нет, хотя четыре года уже как выпускается - не я за сайт отвечаю. Сайт в профиле, цена на блок - в личке.

У меня наверное не работает ЛС. Письмо не получил. Можно инфу скинуть мне на почту.

Это я торможу.
Посчитайте поворот фазы при работе, и поймете что можно вполне обходится фазовым детектором. ФАПЧ только шумов внесет немеряно и будет интерферировать с системой обратной связи. Если сила такая, что фазу повернуло за 45 град - зонду все равно пипец, ФАПЧ уже не нужен тоже.

Ну насколько я "силён" в таких делах, думаю изменение фазы не должно быть сильно большим, поверхности в основном гладкие - полимеры, да и скорости не большие - до 1 мсек на точку, но опять же могу ошибаться, ФАПЧ мне нужен чтобы не уходить от резонанса на датчике, обратной связью я должен подстраивать частоту, а не положение Z.

Я понял, что частоту. Если гладкие поверхности, то тем более, зачем постраивать частоту возбуждения. При малых отклонениях частоты изменение фазы в колебательном контуре и есть отклонение частоты. Другое дело, когда Вы уйдете за 45 градусов, то там изменится отклик вилки и действительно нужно будет следить за частотой, а не за фазой. Но по вышеизложенному - это не рабочий режим.
Мы тоже с ФАПЧ начинали, может Ваши заказчики где-то у нас и прочли/услышали. Но потом перестали так делать.

Частоту я всегда подстраиваю, поэтому у меня никогда нет набега фазы более чем 45град. Если частота уходит от заданной, я её возвращаю уже др. обратной связью по Z.
Вообще говоря, у меня есть прототип, работает по методу пересечения 0, ФАПЧ довольно неплохо следит за частотой. Скорость реакции не большая, да и сам по себе TF очень инертен. Это не самый оптимальный метод реализации, вот я и подумал сделать все "по-уму" грамотно так сказать, используя премудрости ЦОС.. Сканирование правда толком не делали, но грели, частота уплавала, ФАПЧ не срывался, при этом фаза была положительной, а при остывании - отрицательной, при этом уход частоты на DDS был +/ 20Гц. Проверяли на осцилографе - фаза подстраемого сигнала уходила не более чем 90град. Дрожжание где-то +/-0,025град. Честно говоря, не могу понять, где тут могут быть проблеммы, если только при контакте с поверхностью TF ведёт себя иначе.
Думаю наши с вашими немогли пересечся, если только вы не делали EasyPLL, так как наши щас на таком и работают.

Ну статьи то в журналах они читают.
В документации, что я Вам послал, ясно написано что полоса системы по -3 Дб - 300 гц при 10 000 добротности вилки. А у Вас будет - от силы 3 герца, если вилку хорошо угробите клеем - 30 герц, но с соответствующим увеличением шумов. В этом принципиальное отличие работающей системы от самодельной. У нас в не зависимости от добротности камертона время реакции системы меньше 1 мс. Соответственно, ТF уж никак не скажешь, что инертен.

Для работы с зондом полоса гораздо важнее, чем даже для кантилевера, поскольку при запаздывании системы обратной связи сила возрастает по 6 степени от ошибки. И одной лишней пылинки достаточно, чтобы обломить кончик зонда.

Я ведь поэтому и спрашивал, что Вы читали по данному вопросу - подход "и так все ясно" стоит Вам примерно двух порядков по быстродействию датчика. Ну и, наверное, по чувствительности, что - нибудь около порядка - полутора.

При сканировании в нормальном режиме собственная частота вилки меняется на 0.3 - 1 гц. Если больше, то силы возникают такие, что ломают зонд. Если Вы работаете не в режиме SNOM, то безграмотный заказчик может и не заметить поломанный зонд, но если в этом режиме, то счетчик фотонов зашкалит просто. Вы понимате, что усилие слома острия около микроньютона ?

Чувствуется более глубокое понимание и многолетний опыт в данной области. Все больше и больше волосы поднимаются... У вас случаем есть статейки из тех журналов? Не совсем понял интерпретацию цифр про вилку и полосу частот системы. Да, если бы "они" бы читали статьи, я бы не делал такую задачу "в лоб".


А какой порядок значения реакции системы должен быть? Есть что нибудь вроде статей по этому поводу?


Значит, если я правильно понимаю - основную задачу нужно решать в аналоге?


А разве мы работаем в контакте? Датчик вроде как должен чувствовать атомное взаимодействие на расстоянии. Если не ошибаюсь, изменение частоты на 1 Гц эквивалентоно набегу фазы в 0.0110град? Тагда я конечно все поломаю...

Если у вас стандартная вилка т.е. имеет на воздухе добротность порядка 10 000 - 12 000 и активное сопротивление порядка 100 Ком, то полоса пропускания системы вилка + трансимпедансный усилитель, которую как я понимаю, Вы собираетесь использовать, будет около 3 герц. Если Вы будете что-то клеить к вилке (а иначе зачем оно надо), добротность упадет. Если клеить тяп - ляп, до до величины около 500 - 1000. Если больше, работать будет крайне затруднительно, т.к. сопротивление возрастет до мегомов и влияние паразитных емкостей станет определяющим. При этом при добротности в 1000 полоса увеличится до примерно 30 гц. Если клеить хорошо, добротность останется высокой, и полоса - узкой. Некоторые специально мажут вилки клеем, чтобы расширить полосу. Не очень разумно, правда ?

Реакция долна быть чем быстрее, тем лучше. Времени около 0.5 мс, которого мы достигли, хватает, чтобы достаточно квалифицированный человек мог работатьс прибором без большого расхода зондов. Но для поставленной дирекцией задачи "чтобы мог работать китайский аспирант с по неделе с одним зондом" недотягивает. Мои мысли смещаются в сторону нелинейной системы управления вместо классической ПИД, но заложена она будет только в следующую серию приборов, так что через годик узнаю, верна ли мысль.
Поищите гуглем работы Khaleda Karrai, он, так сказать, основоположник датчиков на TF. Думаю, что они уже есть в бесплатном доступе. Почитаете их, можно будет еще подкинуть что-нибудь.

Нет, на 1 Гц будет 30 градусов, резонансная кривая вилки узкая и на 45 градусов повернется на 1.5 гц отстройки. Собака рылась не здесь.

Пожалуй это вопрос к производителям датчиков. Значит получается от качества исполнения датчика целиком зависит полоса пропускания системы в целом, я прав? Не совсем понимаю что такое трансимпедансный усилитель? Чем он отличается от токового усилителя?
Ещё вопрос по добротности. Чем выше добротность TF тем уже полоса, следует из определения добротности. Тогда мне не понятно как у вас получается ширина полосы 300Гц, при добротности аж 10 000! В моих опытах расчета добротности ширина полосы резонанса TF без иглы была порядка 0,2-1 Гц. Поэтому реакция TF на воздействие было медленным. В чем может быть нестыковка?


Khaleda Karrai, интересно, результат поисков = 0. Видимо это не широко доступная литература. По поводу определения фазы, что то не втыкаю, если опорная частота 32768 Гц, изменение в 1Гц, т.е. стало 32769Гц, вроде как даёт набег фазы за период 0,011град. Где собака роется?

Khaled Karrai, гугль сразу дает 781 ссылку.

Как включить датчик. Можно включить так, что полоса не будет зависить от добротности. Трансимпедансный, наверное то же, что и токовый, если Вы имеете в виду усилитель, который преобразует ток в напряжение.

В расчетах Вы где то ошиблись, раз получили значения в 0.2 гц, если только не брали значения для добротности в вакууме. Общая идея быстродействующего включения заключается в том, что параметры колебательной системы - добротность и собственная частота меняются при воздействии силы быстро, в отличие от параметров колебаний. При правильном подходе этим можно воспользоваться.

С фазой неверно. Вы имеете дело с резонансной системой, у которой ширина пика - 3 гц. В центре фаза нулевая. На отстройке в 1.5 гц - 45 град по определению ширины резонансной кривой. Соответственно, при отстройке в 1 гц будет около 30 град. Собственная частота колебаний тут никакой роли не играет.

Во, теперь нашлось, тока там в основном физика, по TF тока 2 статьи нашёл.

Как в вашем приборе организовывалась обратная связь? Я так понимаю выходы Vq Vf далее оцифровывались? Затем вы подстраивали частоту на DDS, передавая команды на MCU через RS232? Как быстро это происходило, в сравнении с периодом 1/32768?


Да, дело было в вакууме. По вашей схеме, добротность и частота это мнимая и действительная часть после умножителей(ну или наоборот)? Я прав?


Я понял, вы рассматриваете фазо частотную х-ку TF. Но фаза скакануть за период 1/32768 не сможет на 45град. Помоему это очевидно. Иначе в эквиваленте частота ушла более чем на 7Кгц. Так как скорость изменения фазы - это есть частота. То про что вы говорите, то это, помоему, набег фазы за несколько периодов. У меня фаза подстраивается не менее 1 раза в период а это скорость реакции около 30мкс. Я смотрел и на осцилографе и в программе - петля не срывается. Отрабатывает частоты до +/-20Гц. Не знаю, может быть мы о разных вещах говорим, но мне очень нужно разобраться и понять...

Кстати, вы говорили что у вас была какая то статья в журнале, не могли бы скинуть ссылочку?

Давайте начнем с начала.
Вы собираетесь измерять периодическую силу, воздействующую на камертон. Сила эта скореллирована с частотой колебаний TF, так как возникает из-за движения зонда в поле Ван-дер-Ваальсовых сил у поверхности. Поскольку сила периодическая, мы можем разложить ее на две компоненты - по sin и cos. Можно их как угодно дальше называть - изменение добротности и частоты, диссипативные и упругие силы, смысл от этого не меняется, главное не забывать, что мы собственно собираемся регистрировать нашим датчиком.
Воздействие силы на датчик приводит к возникновению переходных процессов в системе. Если измерять параметры, связанные с амплитудой колебаний вилки, то время переходного процесса определяется ее добротностью. Если измерять параметры, связанные непосредственно с воздействием силы на камертон, постоянные времени могут быть другими, не связанными с добротностью, при этом время установления амплитуды колебаний будет по прежнему определяться добротностью вилки.
Порог чувствительности системы будет определяться шумами сопротивления потерь вилки, шумами системы, возбуждающей колебания вилки и шумами усилителей.
Отметим также, что задачей системы обратной связи по Z является поддержание стабильного значения силы взаимодействия колеблющегося зонда с поверхностью. Поэтому среднее значение силы является константой.
Если принять это во внимание, то должно стать понятно, что не нужно делать обратных связей, кроме основной по координате. При нормальной работе Вы будете иметь небольшие колебания выходных сигналов, при этом резонансная частота вилки изменится настолько незначительно, что не будет существенным образом влиять не поведение системы (незначительным будем считать уход фазы на несколько градусов от 0).
Изменение фазы при "скачке" внешней силы, например "наезде" зонда на ступеньку, происходит с постоянной времени реакции датчика. Конечно 45 градусов набирается не за один период, а за сотни.
Так же, как и изменения тока через вилку, который Вы собираетесь регистрировать.
Попытайтесь в этом ключе посмотреть на подстройку частоты во время работы, и Вы поймете, что она не нужна. В конечном итоге ведь нужно измерять силы, воздействующие на зонд, а не параметры вилки, поэтому, меняя "на ходу" параметры системы Вы только вносите искажения в процесс работы.
Статьи вечером пришлю на мыло.

Да уж, похоже это не такой простой процесс как я думал. Видимо до меня физический смысл основных действий так и не довели. придётся досканально разобраться в физике процесса. Если я правильно понимаю, сила взаимодействия будет вносить некую фазовую задержку, которую я и должен выцепить своей схемой.


Спасибо за разъяснения, кажется есть небольшие просветления. Видимо с TF пока подожду, мне щас главное сделать на кантеливере с оптической схемой. Там четко было сказано следить за частотой, так как сканирования нет. Но правда плату в цифре мне все равно придётся доделать, отказаться от идеалогии уже поздно. Буду "мудрить" в софте. Если что-то получится, потом поделюсь результатами, может быть вам будет интересно.

Не совсем верно. Надо не некую "фазовую задержку" ловить, а встроить камертон в систему, которая с ним бы взаимодействовала, и позволяла получать сигналы, пропорциональные приложенным силам быстрее, чем установятся колебания камертона. Камертон отдельно - предмет простой, и у него всего одна постоянная времени. А физический смысл, я думаю, и Ваши заказчики смутно понимают.
С кантилевером ФАПЧ вещь весьма разумна - при высоких частотах и приличной добротности, если при том еще "тормознутая" обратная связь или керамика подвижки, может произойти проскок фазы. Учтите следующие моменты - постоянная времени ФАПЧ должна быть сильно меньше постоянной обратной связи. Лучший вариант, если интегратором в ФАПЧ будет собственно колеблющийся кантилевер. Подстраивать частоту надо с минмально возможным шагом - как только на единичное приращение частота изменилась, сразу ее добавлять, не копить, чтобы не создавать разрыва в производной сигнала возбуждения. Можно, например, регистр фазовой скорости в DDS сделать в в иде реверсивного счетчика, и дергать "плюс один" и "минус один" из DSP, как только накопится соответствующая разность фаз.
При обработке не увлекайтесь фильтрами. Следите за общим поворотом фазы (выделенного сигнала) на максимальной частоте пропускания - от этого будет зависеть работа обратной связи по Z, не делайте сложных фильтров с "хитрым" поведением фазы и групповой задержки.
Для кантилевера задача существенно проще - его отклик практически линеен от перемещения и он держит большие запаздывания и ошибки системы обратной связи.

И снова я, со своими глупыми распросами...
Помогите понять математику и физику процесса. Если переодическая сила подмешивается на фоне основной частоты колебаний TF, это выливается в виде фазовых сдвигов в основной частоте или суммы отдельной дополнительной переодической копоненты? Просто не поняв это, я делаю то не знаю что...Я же в итоге должен сделать соответсвующую обработку. Ранее я предпологал вытаскивать фазовый сдвиг. В статье я нашёл такую вот формулу:
F(t) = Asin(2pf0t)(1+Bsin(2pfct)) - но что в ней интересует физика? Т.е какую компоненту я должен выделеть? Мне кажеттся что fc но я не уверен. А где здесь фигурирует добротность?
В статье вы питаете TF источником тока. В чем приемущество перед запиткой напряжением? Возле резонанса постоянно меняется сопротивление TF, вследсвие будет скакать напряжение. Какой порядок имеет ток подоваемый на TF? Полагаю, это обычная схема источника тока на операционнике, ток на выходе пропорционален напряжению. Но если там токи безумно малы, этож какие резисторы должны стоять в обратной связи что бы шумы имели такой порядок.
Да уж, мне наверное пора деньги платить за консультацию, а я все наглею и наглею.

Ну так там все разжевано как раз про то, что Вы спрашиваете, от и до. У Вас перед глазами формулы и картинки, а здесь я даже руками для понятности не могу размахивать - Вы не увидите.
Могу только еще добавить, что надо иметь возможность работать как по изменению диссипативной компоненты (она же добротность), так и упругой (она же частота или фаза). Дело в том, что бывают разные типы поверхности. Обычные, да на которых еще и дерьмецо осесть успело из воздуха, сканируются по изменению добротности - благо она всегда имеет определенный знак производной. Т.е. чем сильнее зонд давит на поверхность, тем больше потери.
Но чистые твердые поверхности, на которых обычно и находятся интересные для изучения образцы, практически не влияют на добротность, пока игла не начнет ломаться. Их можно сканировать практически только по изменению частоты. Но и тут сложность - при увеличении силы давления сначало частота растет, потом начинает резко падать. Т.е. знак производной менятся. Система обратной связи должна это отслеживать, поскольку работать реально можно только на том участке, где производная положительна.

Самому пытаться воспроизвести за короткое время систему с запиткой током не советую. Она только на бумажке кажется простой, на деле вы имеете дело с наноамперами и долями микровольт. Кроме того, серьезных преимуществ можно добиться только когда она вся целиком сделана как надо, иначе заказчику придется вместе с прибором брать и Вас на работу, чтобы Вы все время около него стояли и чего-нибудь подкручивали и допаивали.
Так что, если будете делать сами, делайте классику по Karrai, она проще несравненно. А за зонды ведь все равно заказчик будет платить, а не Вы. У меня нужные статьи только в бумажном виде сейчас есть. Если будет сегодня время, качну электронные версии, перешлю.

Огромное спасибо за помощь!