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用Picoammeter测量能有多快?

已有 427 次阅读2012-4-10 10:21 |个人分类:测试测量| 关键词:

虽不及古时千里江陵一日还”“轻舟已过万山的境界,也没有急湍甚箭,猛浪若奔气魄,也不像刮风和闪电那样迅速的风驰电掣,但敏感型仪表产品对模拟输出测量速度要求越来越高。

 许多敏感的仪表产品,例如皮安表或静电计,都提供了能够用数据采集板卡或数字化范围来监控的模拟输出,以最大化测量速度。这些来自仪表的模拟输出信号的上升时间的规格表明,比起仪表前面板或IEEE-488RS-232总线,这些模拟输出信号能够实现快得多的测量。

下面比较一下吉时利428型号电流放大器和型号64856487皮安表的响应时间。

方法

如果一个电容器和一个三角波串联,产生的电流会是一个方波。这一技术被用来向被评估的仪表发送一个方波:64876485428. 一个轴向电容(50pf)被放在一个屏蔽的BNC接头盒里(例如Pomona型号3231)。一个来自函数发生器的10赫兹的三角波通过电容器被送入仪表的输入。从BNC到三同轴适配器被用来为所有连接最大化三同轴电缆的使用。一块KPCMCIA-16AIAO-C卡被用来为来自仪表的模拟输出信号采样,也包括进入电容器的三角波。这样可以比较相对于施加激励的输出的响应时间。每信道采样率是50赫兹,对于KPCMCIA数据采集卡,增益取为1

结果

下面是来自型号6487皮安表的数据。皮安表的范围是2nA,抑制选项关闭。红色的曲线是输入电容器的三角波(坐标为电压)。黑色曲线是6487的模拟输出(坐标是电流),在三角波的每一个拐点处,模拟输出都改变了极性。这张图展示了6487的响应时间。


下面是型号6485皮安表的数据。皮安表的范围是2nA;过滤选项关闭。如这张图所示,类似于6487的结果,有一个显著的响应时间。6485的响应时间比6487的更长。


 下面是来自型号428电流放大器的数据。同样的10赫兹三角波通过一个50pf的电容器被送入428的输入。使用1E9的增益。响应时间过滤器关闭。在这一环境下,可以得到显著改善的响应时间。然而,在曲线的平坦部分出现了明显的噪声。这些噪声的周期和60赫兹噪声是一致的。函数发生器非常有可能从它的内部电源发出一个错误的信号。428更快的响应时间允许这一信号在模拟输出中被看到,而64856487较慢的响应则可以将这一部分过滤掉。这似乎一个典型的在速度和稳定性之间的权衡。

然而,428有一些非常灵活的过滤选项,如下图所示。这这种情况下,使用的信号不变,但开启了可编程上升时间过滤器功能,使用了1ms的上升时间。可以看到,噪声被抑制了,但代价是牺牲了响应时间。即使这样,这些数据清楚的表明,当测量快速改变信号是优先目标时,428电流放大器具有最出色的响应时间。

结论

与使用仪表的前面板或通过总线进行测量相比,监测一个具有高速数字转换器的皮安表的模拟输出,能够得到更快的响应信号。然而响应时间的上限仍然存在,必须得到考虑。当待测信号的变化率很快时,型号428电流放大器能提供最好的响应时间性能。

 

了解更多信息

想了解吉时利Picoammeter更多信息?可点击http://www.keithley.com.cn/searchresults?q=Picoammeter&sa.x=23&sa.y=11

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