扫描隧道显微镜由于能够探测导电固体表面附近的局域电子态结构,以及得到原子级分辨率的样品表面形貌,而在凝聚态物理学和材料科学研究中得到了广泛的应用。本论文的主要目的,是设计和搭建一套用于低溫扫描隧道显微镜的控制电路。这套电路系统主要包括:(1)高压电路单元,分别提供线性压电步进电机和压电陶瓷扫描管所需的高压源,前者用于扫描针尖位置的粗调,后者用于细调;(2)线性压电步进电机的控制电路;(3)隧道电流前置放大单元,用于将隧道电流转换并放大成合适大小的电压信号;(4)反馈控制单元,由数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)实现,对来自前放的信号进行处理并控制扫描驱动电路。高压驱动电路主要功能元件是APEX公司的高精度集成高压运放PA97,通过细致地分析设计,使得高压信号输出噪声小于5mV,达到对压电扫描管运动控制的精度要求。扫描隧道显微镜的粗调定位器使用一种结构紧凑、控制方便,并可工作于液氦低温环境的压电陶瓷步进电机。扫描隧道显微镜的隧道电流一般约为0.01nA～50nA,对这么小的电流信号进行处理,前置电流放大器的性能好坏至关重要,本文在前放单元的设计中,详细分析影响隧道电流放大电路性能的各种因素,如元件选用、接地、电磁屏蔽等。我们使用加拿大Signal Ranger公司的集成DSP电路板卡,并对其电路进行扩展,来实现反馈及控制。本文对这几个部分的设计和制作做了详细的分析和介绍,并对制作过程中存在的问题进行讨论。