Предусилитель тока SR570, или как его еще называют Предусилитель токовый малошумящий, предназначен для высокочувствительного измерения слабых электрических токов — от пикоампер (пА) до миллиампер (мА). Он играет ключевую роль в экспериментах и приборах, где сигнал представлен в виде очень малого тока. Например, это могут быть фотодетекторы, ионные детекторы, сканирующие зондовые микроскопы, криогенные сенсоры и других низкоуровневые источники.

Предусилитель тока SR570 имеет настройки чувствительности от 1 пА/В до 1 мА/В. Настройки можно выбирать в последовательности 1-2-5. Также предусмотрена регулировка усиления по типу верньера, позволяющая выбрать любую чувствительность между ними.

Усиление может быть распределено между различными каскадами усилителя для оптимизации работы инструментов. Режим низкого уровня шума обеспечивает усиление на передней панели усилителя для достижения наилучших шумовых характеристик.

Режим высокой полосы пропускания распределяет усиление на более поздних каскадах усилителя для улучшения частотной характеристики передней панели. В режиме низкого дрейфа входной усилитель заменяется операционным усилителем с очень низким входным током. Это уменьшает дрейф прибора по постоянному току в 1000 раз.

Ключевые особенности

• Входной шум 5 фА/√ Гц
• Максимальная полоса пропускания 1 МГц
• Максимальное усиление 1 пА/В
• Регулируемое напряжение смещения
• Два настраиваемых сигнальных фильтра
• Переменный входной ток смещения
• Работа от сети или аккумулятора
• Интерфейс RS-232

Типичные области применения

• Фотоника: измерение фототока с ФЭУ, лавинных фотодиодов (APD), болометров
• Нанотехнологии: сканирующая туннельная микроскопия (STM), атомно-силовая микроскопия (AFM)
• Физика частиц: детектирование ионов и электронов в вакуумных системах
• Квантовые технологии: считывание сигналов с одноэлектронных транзисторов, кубитов
• Электрохимия: измерение микро- и нанотоков в ячейках

Отсутствие цифрового шума

Микропроцессор, управляющий прибором SR570, находится в режиме ожидания, за исключением короткого промежутка времени, необходимого для изменения настроек прибора. Это гарантирует, что цифровые помехи не будут загрязнять аналоговые сигналы низкого уровня.

Фильтры

Предусилитель тока SR570 содержит два RC-фильтра первого порядка, частоту среза и тип которых можно настроить на передней панели. Вместе фильтры могут быть сконфигурированы как фильтр нижних или верхних частот с понижением на 6 или 12 дБ/окт, или как полосовой фильтр с понижением на 6 дБ/окт. Частоты среза регулируются в диапазоне от 0,03 Гц до 1 МГц в последовательности 1-3-10. Предусмотрена кнопка сброса фильтра для сокращения времени восстановления прибора от перегрузки при использовании длительных постоянных времени фильтрации.

Технические характеристики Предусилитель тока SR570

• Вход: виртуальный нулевой или с заданным пользователем смещением (±5 В)
• Входное смещение: от ±1 пА до ±1 мА регулируется по току
• Максимальный входной ток: ±5 мА
• Чувствительность: от 1 пА/В до 1 мА/В в последовательности 1-2-5
• Сигнальные фильтры: 2 настраиваемых фильтра (низкочастотный или высокочастотный), коэффициент усиления 6 дБ/окт. Значения -3 дБ настраиваются в диапазоне 1-3-10 диапазон частот от 0,03 Гц до 1 МГц.
• Выходные параметры:
  • Точность усиления: ±(0,5% от выходной мощности + 10 мВ) при 25 °C
  • Максимальная выходная мощность: ±5 В в высокоимпедансной нагрузке
• Габаритные размеры: 211 х 82 х 330 мм
• Вес: 6.8 кг

Смещение входного сигнала и смещение по постоянному току

Предусмотрена регулировка входного тока смещения для подавления любых нежелательных фоновых токов постоянного тока. Токи смещения могут быть заданы в диапазоне от ±1 пА до ±1 мА с шагом примерно в 0,1%. Предусилитель тока SR570 также имеет регулируемое входное напряжение смещения постоянного тока (±5 В). Оно позволяет напрямую подавать ток на виртуальный нуль (аналоговое заземление) или выбранное напряжение смещения постоянного тока.

Переключение и отключение

Два TTL-входа с оптической изоляцией на задней панели обеспечивают дополнительное управление SR570. Вход отключения позволяет быстро включать и выключать усиление прибора, что полезно для предотвращения перегрузки интерфейса. Переключающий вход изменяет знак усиления в ответ на сигнал TTL, позволяя выполнять синхронное обнаружение с прерывистым сигналом.

Зачем использовать усилитель тока?

Многие люди задаются вопросом, зачем нужны усилители тока. Почему бы просто не подключить источник тока с помощью резистора и не усилить результирующее напряжение с помощью усилителя напряжения? Ответ двоякий.

Чтобы получить большое напряжение от тока, необходимы большие резисторы. В сочетании с емкостью кабеля это может привести к недопустимым отклонениям в частотной характеристике и точности фазы. Усилители тока имеют гораздо лучшую амплитудную и фазовую точность при наличии паразитной емкости.

Во-вторых, использование резистивных выводов заставляет источник тока работать при возможно больших напряжениях смещения — ситуация, которая неприемлема для многих источников и детекторов. Усилители тока могут подавать ток непосредственно на виртуальный нуль или на выбранное напряжение смещения постоянного тока.