產(chǎn)品概述
UM系列 超高精度電壓源 是Stahl-Electronics公司UM電壓源系列中的一成員。其擁有10E-8 量級(jí)，它具有進(jìn)一步的溫度系數(shù)和較少的電壓波動(dòng)。該設(shè)備具有0- 14V 范圍三個(gè)電壓源輸出通道，擁有超高的產(chǎn)品精度和穩(wěn)定性。
- 3個(gè)主級(jí)電壓輸出通道，3個(gè)次級(jí)電壓輸出通道，10輔助輸出通道
- 1uV 的輸出電壓數(shù)字分辨率
- 10ppm 基本精度
UM 系列 超高精度電壓源
產(chǎn)品系統(tǒng)組成
UM系列超精度電壓源適用于精密應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是需要非常好的短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在秒、分鐘和小時(shí)的時(shí)間周期內(nèi)，波動(dòng)非常小。它們超過(guò)了常規(guī)的電腦操作控制的電壓源， 并接近達(dá)到了技術(shù)上可能的極限。UM 1-14-LN 超高精度電壓源有三個(gè)主通道(0- 14V 范圍)，每個(gè)通道都可以以 1µV 的 分辨率進(jìn)行編程，并且僅顯示10-7…10-8級(jí)的波動(dòng)。三個(gè)次級(jí)輸出通道輸出提供了一個(gè)較小的電壓范圍(0-3.5V 范圍），并耦合到主通道，由內(nèi)部固定分壓器提供。UM 1-14-LN輸出電壓范圍0-14V，低噪聲，波動(dòng)更小，穩(wěn)定性更高。
系統(tǒng)內(nèi)部框圖
此外，UM 1-14-LN 超高精度電壓源還提供了10個(gè)附加輔助通道，這些通道具有粗略的分辨率，適用于不需要高穩(wěn)定性的應(yīng)用。所有輸出通道具有不同的工作模式。超高精度電壓源擁有“超高精度模式”和“快速模式”兩種工作模式。后者的精度不高，但抑制更快的切換時(shí)間。在離子阱實(shí)驗(yàn)中，“快速模式”通常用于離子阱傳輸，而“超高精度模式”用于精度的時(shí)間段在各自的精密測(cè)量周期內(nèi)需要。在兩種模式之間切換是非常困難的通過(guò)軟件命令完成。此外，附加通道可以在正常模式、關(guān)閉模式和低噪聲“衰減”模式下運(yùn)行。后者提供更小的電壓階躍（~1µV），但代價(jià)是降低電壓量程。
- 輸出電壓通道：3個(gè)主通道 ChA,ChB,ChC , 25位
- 3個(gè)次級(jí)通道 ChA’,ChB’, ChC’，25位
- 10個(gè)輔助電壓輸出通道，13位
- 輸出連接器（37 極子 D，母極）
前面板輸出連接器的針腳分配，前板上的視圖
為了控制設(shè)備，提供了基于LabVIEW的圖形用戶界面，該界面具有開(kāi)放源代碼文本，使控制和集成到現(xiàn)有項(xiàng)目中變得簡(jiǎn)單和方便實(shí)用。
考慮到離子阱的應(yīng)用精度，UM 1-14-LN電壓源提供了兩個(gè)附加功能。提供了兩個(gè)附加功能。 一種是將設(shè)備連接到 PC ，控制輸入（USB 連接）電流隔離。 這允許浮動(dòng)設(shè)備在很大程度上避免接地回路和天線效應(yīng)。 其次，外殼和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是小尺寸和抗外部磁場(chǎng)的堅(jiān)固性，因此允許將設(shè)備定位在超導(dǎo)磁體或其他強(qiáng)磁源附近，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高達(dá) 50mT 外部磁場(chǎng)的高電阻率，這極大地減少了由長(zhǎng)電纜引起的天線效應(yīng)和熱電效應(yīng)，這在精密離子捕獲裝置中通常是一個(gè)主要問(wèn)題。
UM 1-14-LN 超高精度電壓源裝置由電源適配器和電壓源主機(jī)組成。
4 產(chǎn)品選型：
| 型號(hào) | 電壓范圍 |
| UM 1-14 | 主通道：0.1 V… -14 V 或14V 可選 次通道：25 mV… -3.5 V或3.5V 可選 |
| UM 1-14 LN | 主通道：0 V… -14 V 或14V 可選 次通道：0 mV… -3.5 V或3.5V 可選 |
| 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產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)
| 主通道 | |
| 主通道電壓范圍 | 3個(gè)，電壓范圍0- 14V,25位 |
| 次級(jí)通道電壓范圍 | 3個(gè)，電壓范圍0- 3.5V, 25位 |
| 電壓數(shù)字分辨率 | 1 µV (l25 Bit 精度) |
| 輸出阻抗 | 3.92 kOhm +/-1% (主通道) 490 Ohm +/-1.5% (次級(jí)通道) |
| 準(zhǔn)確度 | |
| @12V,主通道， | 偏移量在+/-25µV |
| @3V,次級(jí)通道， | 偏移量在+/-15µV |
| 電壓波動(dòng) | |
| @10V (主通道，1 分鐘內(nèi)） | typ. +/- 0.75 µVpp |
| @1V (次級(jí)通道，1 分鐘內(nèi)） | typ. 0.20 µVpp |
| @10V (主通道，24h內(nèi)） | typ. +/- 0.8 ppm |
| @1V (次級(jí)通道，24h內(nèi)） | typ. +/- 1.3 ppm |
| 老化（操作運(yùn)行一年后測(cè)量） | |
| 主通道和次級(jí)通道 | Typ. 5 s |
| 輔助通道 | typ. 50…150ms |
| 老化（操作運(yùn)行1年后） | |
| 輸出設(shè)置偏移量 | Typ +/- 5 µV/yr |
| 相對(duì)設(shè)定值變化 | typ. 25 ppm/yr |
| 溫度穩(wěn)定性（在 21°C-24°C 的環(huán)境溫度下） | |
| 主通道偏移量 | typ. +/-4 µV/K |
| 次級(jí)通道偏移量 | typ. +/-2 µV/K |
| 主通道相對(duì)設(shè)定值 | typ. +/- 0.6 ppm / K |
| 次級(jí)通道相對(duì)設(shè)定值 | typ. +/- 0.4 ppm / K |
| 輔助通道 | |
| 輔助通道電壓范圍 | 0.01 V- 14 V |
| 準(zhǔn)確度 | +/-13 mV |
| 有效精度 | 13位 |
| 輸出阻抗 | 120 Ohm +/-1%, ch1 to ch8 12k Ohm +/-1%, ch9, ch10 |
| 電壓波動(dòng)（@10 V） | typ. 50 µVpp, max 150 µVpp (time period 1 minute) |
| 遠(yuǎn)程控制接口 | USB2.0, RS 232 |
| 操作軟件 | 開(kāi)源LabViewtm-VI 可用， 基于 LabVIEWtm8.2可兼容的文件 |
| 設(shè)備尺寸 | 260 mm x 105 mm x 85 mm |
| 輸出接口 | 37-pole Sub-D, 4 mm laboratory sockets, others on demand |
| 重量 | 2 kg （不含是配器） |
| 可承受磁場(chǎng)環(huán)境 | max. 50mT （主機(jī)） |
| 配套電源適配器 | |
| 功耗 | approx. 15 W, 230Vac 50Hz |
| 保險(xiǎn)絲 | medium fast, 800mA (EU version) |
| 尺寸 | 276 mm x 105 mm x 75 mm |
| 接口 | 8 pole DIN type 8, |
| 可承受磁場(chǎng)環(huán)境 | max. 5mT (mains adaptor) |
| 接地 | 電源適配器外殼接地保護(hù) |
4.UM 1-14-LN 超高精度電壓源波動(dòng)測(cè)量圖譜
UM 1-14-LN 超高精度電壓源波動(dòng)測(cè)量
波動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)獲取實(shí)驗(yàn)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.
