关键特性
━ 标准电压范围:±14 V,可定制为例如 ±30 V
━ 每个通道分辨率为25位(0.1 ppm分辨率),共3个通道
━ 10 ppm基准精度
━ 10^-8级的波动
━ 3个主级电压输出通道,3个次级电压输出通道,10辅助输出通道
━ 1uV 的输出电压数字分辨率
UM系列 超高精度电压源 是Stahl-Electronics公司UM电压源系列中的一成员。其拥有10E-8 量级,它具有进一步先进的温度系数和较少的电压波动。UM作为全球无与伦比的三通道超高精度电压源,提供的电压范围通常为±14 V。它具有极低的温度依赖性,每开尔文10^-6 ΔV/V,且电压的时间波动小于每分钟10^-7 ΔV/V。
这种分辨率、稳定性和长期漂移的独特组合使其非常适合量子计算和基于离子阱的高精度光谱分析。UM目前几乎在全球所有高精度离子阱光谱实验中得到应用。
该设备的电压范围可以定制:根据您的应用,通常会限制最大电压,以充分发挥25位分辨率的潜力。
UM 系列超高精度电压源
UM 系列超高精度电压源
产品系统组成
UM系列超精度电压源适用于精密应用场合,尤其是需要非常好的短期和长期稳定性,在秒、分钟和小时的时间周期内,波动非常小。它们超过了常规的电脑操作控制的电压源, 并接近达到了技术上可能的极限。UM 1-14-LN 超高精度电压源有三个主通道(0- 14V 范围),每个通道都可以以 1µV 的 分辨率进行编程,并且仅显示10-7…10-8级的波动。三个次级输出通道输出提供了一个较小的电压范围(0-3.5V 范围),并耦合到主通道,由内部固定分压器提供。UM 1-14-LN输出电压范围0-14V,低噪声,波动更小,稳定性更高。
系统内部框图
此外,UM 1-14-LN 超高精度电压源还提供了10个附加辅助通道,这些通道具有粗略的分辨率,适用于不需要高稳定性的应用。所有输出通道具有不同的工作模式。超高精度电压源拥有“超高精度模式”和“快速模式”两种工作模式。后者的精度不高,但抑制更快的切换时间。在离子阱实验中,“快速模式”通常用于离子阱传输,而“超高精度模式”用于最高精度的时间段在各自的精密测量周期内需要。在两种模式之间切换是非常困难的通过软件命令完成。此外,附加通道可以在正常模式、关闭模式和低噪声“衰减”模式下运行。后者提供更小的电压阶跃(~1µV),但代价是降低电压量程。
输出电压通道:3个主通道 ChA,ChB,ChC,25位
3个次级通道 ChA’,ChB’,ChC’,25位
10个辅助电压输出通道,13位
输出连接器(37 极子 D,母极)
前面板输出连接器的针脚分配,前板上的视图
为了控制设备,提供了基于LabVIEW的图形用户界面,该界面具有完全开放源代码文本,使控制和集成到现有项目中变得简单和方便实用。
考虑到离子阱的应用精度,UM 1-14-LN电压源提供了两个附加功能。提供了两个附加功能。 一种是将设备连接到 PC ,控制输入(USB 连接)完全电流隔离。 这允许浮动设备在很大程度上避免接地回路和天线效应。 其次,外壳和内部结构的设计目标是小尺寸和抗外部磁场的坚固性,因此允许将设备定位在超导磁体或其他强磁源附近,实现了对高达 50mT 外部磁场的高电阻率,这极大地减少了由长电缆引起的天线效应和热电效应,这在精密离子捕获装置中通常是一个主要问题。
UM 1-14-LN 超高精度电压源装置由电源适配器和电压源主机组成
型号 | 电压范围 |
UM 1-14 | 主通道:0.1 V… -14 V 或14V 可选 次通道:25 mV… -3.5 V或3.5V 可选 |
UM 1-14 LN | 主通道:0 V… -14 V 或14V 可选 次通道:0 mV… -3.5 V或3.5V 可选 |
UM1-14 LN-SW | -0.4 V… +12 V or +0.4V …- 12 V overrange (reduced accuracy): -0.4 V… +14 V or +0.4 V… -14 V -0.1 V… +3 V or +0.1 V… - 3 V
|
UM1-14-LN产品规格参数
主通道 | |
主通道电压范围 | 3个,电压范围0- 14V,25位 |
次级通道电压范围 | 3个,电压范围0- 3.5V, 25位 |
电压数字分辨率 | 1 µV (l25 Bit 精度) |
输出阻抗 | 3.92 kOhm +/-1% (主通道) 490 Ohm +/-1.5% (次级通道) |
准确度 | |
@12V,主通道 | 偏移量在+/-25µV |
@3V,次级通道 | 偏移量在+/-15µV |
电压波动 | |
@10V (主通道,1 分钟内) | typ. +/- 0.75 µVpp |
@1V (次级通道,1 分钟内) | typ. 0.20 µVpp |
@10V (主通道,24h内) | typ. +/- 0.8 ppm |
@1V (次级通道,24h内) | typ. +/- 1.3 ppm |
老化(操作运行一年后测量) | |
主通道和次级通道 | Typ. 5 s |
辅助通道 | typ. 50…150ms |
老化(操作运行1年后) | |
输出设置偏移量 | Typ +/- 5 µV/yr |
相对设定值变化 | typ. 25 ppm/yr |
温度稳定性(在 21°C-24°C 的环境温度下) | |
主通道偏移量 | typ. +/-4 µV/K |
次级通道偏移量 | typ. +/-2 µV/K |
主通道相对设定值 | typ. +/- 0.6 ppm / K |
次级通道相对设定值 | typ. +/- 0.4 ppm / K |
辅助通道 | |
辅助通道电压范围 | 0.01 V- 14 V |
准确度 | +/-13 mV |
有效精度 | 13位 |
输出阻抗 | 120 Ohm +/-1%, ch1 to ch8 12k Ohm +/-1%, ch9, ch10 |
电压波动(@10 V) | typ. 50 µVpp, max 150 µVpp (time period 1 minute) |
远程控制接口 | USB2.0, RS 232 |
操作软件 | 开源LabViewtm-VI 可用, 基于 LabVIEWtm8.2可兼容的文件 |
设备尺寸 | 260 mm x 105 mm x 85 mm |
输出接口 | 37-pole Sub-D, 4 mm laboratory sockets, others on demand |
重量 | 2 kg (不含是配器) |
可承受磁场环境 | max. 50mT (仅限主机) |
配套电源适配器 | |
功耗 | approx. 15 W, 230Vac 50Hz |
保险丝 | medium fast, 800mA (EU version) |
尺寸 | 276 mm x 105 mm x 75 mm |
接口 | 8 pole DIN type 8, |
可承受磁场环境 | max. 5mT (mains adaptor) |
接地 | 电源适配器外壳接地保护 |
UM 1-14-LN 超高精度电压源波动测量图谱
UM 1-14-LN 超高精度电压源波动测量
波动测试数据获取实验背景:
10V: Channel A of UM 1-14-LN versus 10V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.
3V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN, directly measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 3V range, 4s averaging time.
1V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN versus 1V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.