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    微弱电流前置放大器模块系列

    微弱电流前置放大器模块系列

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    产品说明

    一、微弱电流前置放大器模块系列产品:

    (1)、YXS-871型超低噪声宽带电流前置放大器:

    在微弱光的测量中,是通过光电二极管把微弱的光信号变成微弱的电流信号。通常采用电流放大器进行放大。最常见的做法是采用跨阻放大器,把光电二极管的电流信号转换成电压信号,再进行放大。光电二极管种类繁多,对于低噪声设计来讲,可以把它分成两大类:一类是大面积的光电二极管,例如InGaAs,InSb等光电器件,具有较大的极间电容(30pf到3000pf);另一类是较小面积的光电二极管,具有较小的极间电容(10pf或更小)。对于这两类光电二极管要进行低噪声设计,得到较大的输出信噪比,对电流放大器的要求是不同的。特别是大面积的光电二极管,在较高频率时(大于10KHz)会使噪声明显加大。用常规的方法很难得到较佳的噪声性能。本仪器是通过特殊的设计,极大地改善了电流放大器的高频性能。使本仪器既能达到超低噪声,又能达到宽带的优良性能。能满足广大采用大面积的光电器件进行光测量用户的要求。

    1、增益: 直流耦合:2*106(V/A)

    交流耦合:2*107(V/A)

    2、频带: 直流耦合:DC—180KHz(或DC—350KHz)

    交流耦合:10Hz—180KHz(或10Hz—350KHz)

    3、噪声: 折合到输入端的噪声电流(宽带): IN=3nA(p-p), IN(rms)=0.5nA

    平均单位带宽噪声电流: IN(rms)=1 pA/

    4、输出电压:Vo<±5V

    5、供电电源:±9V 100mA

    6、体积: 100*76*35(单位:mm)

    7、重量: 220克

    注:以上增益和频带技术指标可以根据用户要求生产

    (2)、fA、pA、nA级微弱电流前置放大器(模块):

    YXS-872型fA级微弱电流放大器(模块)

    YXS-873型pA级微弱电流前置放大器(模块)

    YXS-829型nA级电流放大器(模块)

    几千种应用都需要测试微弱电流:最常见的是测量光电器件的光电流。一些科学应用(如气相色谱仪、CT扫描仪、光电倍增管与粒子和波束监控等)都需要进行微弱电流的测量。除了这些应用外,

    半导体、传感器、电缆的制造商,甚至日常用品的制造商都必须测量极小的电流,以确定产品的特性。泄漏电流、绝缘电阻以及其它参数的测量都需要进行微弱电流的精确测量,这些测量都需要进行pA

    级或fA级的电流测量。研制生产pA级、fA级和nA级的电流放大器是十分困难的,本放大器是为了满足这些用户的需要,而研制生产灵敏度极高的模块化nA级、pA级和fA级微弱电流放大器。

    (3)、* YXS-881(I)型高精度电流放大器(模块):

    在精确测量的场合,对电流放大器的放大倍数的精确度,需要提出要求。当电流放大器的放大倍数的精度要求优于0.1%~0.05%时,设计和生产这样的放大器会有相当大的难度。本放大器是通过特殊设计和严格的工艺,使放大器的精度达到优于0.05%。本放大器能满足对放大倍数精度要求特别高的用户。本放大器不但具有放大倍数精度高,同时具有低噪声、高稳定度的性能,是一款高性能、不可多得的电流放大器。本放大器可以作为模块化锁相放大器的电流测量的信号通道。一经面市就得到广大用户的欢迎和好评。

    (4)、YXS-885型多功能高精度电流放大器(模块)

    国内首创,具有下列功能:

    * 电流—电流的放大;

    * 电压—电流的变换;

    * 输入电流对输出电流的线性变换;

    * 传感器输出微弱电流变换成4/20mA电流输出,实现远距离传输;

    * 实现交流电流源、直流电流源等功能;

    * 微弱电流的功率放大。

    在工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如:温度、压力、速度、角度等,都是转换成电流信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。在科学研究和工业、军事等领域,很多传感器,例如,光电、加速度等传感器输出的信号为微弱电流信号。这些微弱信号需要放大检测。在研制和调试检测微弱信号电流传感器设备时,需要有模拟这类传感器输出电流的电流源

    另外,在许多工业和科学实验中需要性能优良的直流恒流源和交流恒流源。

    本多功能恒流源(模块)是为了解决这些多种要求而设计生产的恒流源模块,在国内属首创。本模块具有下列多种功能:

    ①、对电流进行线性变换,输出电流Io与输入电流Ii能进行下式的变换:Io=aIi+b,式中a和b可以根据需要生产和调节。可以作为:

    (a)、令b=0,Io=aIi,选择a为107—10-7,能把输入电流Ii放大几千万倍,完成电流到电流(I-I)的放大。具有这种功能的模块,国内尚空白。输出电流Io最大为200mA。使用本模块,可以使传感器微弱电流经放大后,直接推动负载。如果a选择小于1,能实现电流到电流的衰减。

    (b)、能对4/20mA电流传感器进行线性变换,根据要求,从Io= aIi+b公式,计算a、b大小,实现电流到电流(I-I)的精确变换。

    (c)、能把传感器输出的微电流变换成4/20mA电流输出,进行远距离传输。

    ②、实现电压-电流(V-I)的变换,输出为电流源,输入电压可以AC或DC,实现功率放大的功能,最大电流为200mA,最大电压为7V左右。

    ③、能作为直流恒流源和交流恒流源,输出电流:1nA—200mA。

    ④、能模拟电流型传感器的输出电流。

    本模块的输出电流Io与输入电流Ii、输入电压Vi以及直流电压VDC之间的关系式为:Io=KV-I(KI-VKαIi+Vi+VDC)

    或写成:

    Io=aIi+bVi+IDC(式中a=KV-IKI-VKα,b= KV-I,IDC= KV-IVDC)

    式中:KV-I为恒流输出级的电压-电流的变换系数,单位为(A/V)

    KI-V为电流输入级的电流-电压的变换系数,单位为(V/A)

    Kα为电流输入通道变成电压后的放大倍数,Kα=0.3—3

    输出电压Vo为输出电流Io-在电流源负载电阻RL上的电压,公式为Vo=IoRL

    通过Vo-和使用标准负载电阻,定标电流Io。当Io定标后,通过Vo可以求未知阻值的电阻值。

    (5)、* YXS-892-3型和YXS-892-4型特低噪声电流放大器(模块):

    电流放大器的频带宽度与放大器的放大倍数有关,如果要测量或放大pA级的信号,常规的电流放大器3dB通带上限只能为几十Hz。如果要测量一个频率为几十KHz、电流大小为10pA的电流,使用普通的电流放大器是无法进行测量的。如果要测量这样较高频率和微弱电流的信号,只能用锁相放大器来进行测量。本电流放大器是为了本公司生产的YXS-292型双相锁相放大器(模块)而设计的电流测量信号通道。使用本放大器作为HB-292型双相锁相放大器(模块)的电流测量信号通道,使用HB-892-3能实现5Hz—10KHz微弱电流的测量,测量电流范围为500nA—100fA;使用HB-892-4能实现5Hz—100KHz微弱电流的测量,测量电流范围为5μA—1pA;

    本电流放大器具有:低噪声、大放大倍数、放大倍数档位多,有高通和低通滤波器进行通频带选择。本电流放大器除了作为YXS-292型双相锁相放大器(模块)的信号通道外,还是一种性能特别优良的交流电流前置放大器,适用于要求测量快速响应电流的场合,得到用户的欢迎和好评。

    (6)、* YXS-874型微弱电流放大器(模块):

    几千种应用都需要测试微弱电流,最常见的是测量光电器件的光电流。一些科学应用(如气相色谱仪、CT扫描仪、光电倍增管与粒子和波束监控等)都需要进行微弱电流的测量。除了这些应用外,半导体、传感器、电缆的制造商,甚至日常用品的制造商都必须测量极小的电流,以确定产品的特性。泄漏电流、绝缘电阻以及其它参数的测量都需要进行微弱电流的精确测量,这些测量都需要进行nA级、pA级或fA级的电流测量。

    同时,在众多的科学仪器和测试设备中,也需要对微弱电流进行放大,然后进行数据采集和处理。微弱电流前置放大器的性能优劣,直接影响这些测试设备的性能。设计研制和生产高性能的微弱电流测试仪与前置放大器是比较困难的工作,需较强的理论知识和实践经验。许多单位由于这部分工作未能顺利进行,影响了整个项目的完成。很多用户希望我公司能提供性能优良的小型化、模块化的微弱电流放大器,购置后可以直接组装在他们的仪器中。这样将极大地提高他们设备的性能,加快他们工作的进度。

    为了满足这些用户的需要,我公司最新推出一种性能优良、灵敏度极高的微弱电流放大器。在客户中反映极好,深受欢迎。

    (7)、* YXS-877( )型低噪声、宽带高频电流放大器(模块):

    科学研究、教学实验、生产实践中存在着大量各种波形的微弱电流信号。许多物理量通过各种传感器转换成很微弱的电流信号,都需要性能优良的低噪声、高性能的电流放大器进行放大,作为显示、记录、测量、检波、控制、数据采集等测量的前置放大。本公司为满足这些要求,而研制和生产了一系列性能优良、噪声特低的通用低噪声电流放大器,可以用来放大mA、μA、nA、pA、fA级的电流信号。

    许多用户需要对宽带、高频电流进行放大和测量,由于目前国内外微弱电流放大器的带宽远不能满足宽带高频电流放大和测量的要求。本放大器通过特殊设计,实现了对宽带、高频电流进行放大,在同等放大倍数的条件下,带宽比常规的电流放大器大1到2个数量级。为用户提供了性能优良的小型化、模块化的宽带高频低噪声电流放大器。本放大器适用于小面积光电器件(极间电容小于10pA)或小分布电容(小于10pA)的微弱高频电流源的放大和测量。

    本放大器有A、B、C、D、E五种型号,用户可以根据被测电流的大小、带宽及对噪声的要求选购。用于放大电流频率范围从DC—MHz的μA级、nA级的微弱电流,具有噪声低、频带宽、放大倍数大等优点,是目前国内性能最优的宽带高频电流放大器,适合在物理、光学、电学等许多领域中应用。

    (8)、* YXS-878(A)型低噪声交流电流放大器(模块):

    科学研究、教学实验、生产实践中存在着大量各种波形的微弱电流信号。许多物理量通过各种传感器转换成很微弱的电流信号,都需要性能优良的低噪声、高性能的电流放大器进行放大,作为显示、记录、测量、检波、控制、数据采集等测量的前置放大。本公司为满足这些要求,而研制和生产了一系列性能优良、噪声特低的通用低噪声电流放大器,可以用来放大mA、μA、nA、pA、fA级的电流信号。

    许多用户对微弱交流电流进行放大或测量时,往往会遇到被测交流信号中有直流电流存在。这些直流电流有时会比要测量的交流电流大几个数量级。普通的电流放大器都不具有抑制直流电流的能力,与待测交流电流共存的直流电流会使放大器饱和,使放大器不能正常工作。这种情况在许多测量中经常会出现,例如:弱光测量中背景光往往远强于待测光,在使用锁相放大器测量时,背景光产生的直流分量使锁相放大器电流放大器通道饱和,无法正常工作。本电流放大器通过特殊设计,具有抑制直流信号的能力,即使直流电流比交流待测电流大3—5个数量级,都可以抑制了直流电流分量,从强直流电流背景中放大和检测交流电流分量。本放大器不但具有极强的抑制直流电流的能力,并且具有较一般的电流放大器通频带更宽的优点。在国内外具有如此优异功能的电流放大器很少见。

    本放大器有1、2、3、4、5五种型号,用户可以根据被测交流电流的大小、带宽及直流电流抑制能力大小对噪声的要求选购。用于抑制直流电流,放大交流电流,频率范围从5Hz—100KHz的mA级、μA级、nA级的微弱电流。具有抑制直流能力强、噪声低、频带宽、放大倍数大等优点。是目前国内性能独特的交流电流放大器,适合在物理、光学、电学等许多领域中应用。

    (2)、fA、pA、nA级微弱电流前置放大器(模块):

    技术指标 型号名称 YXS-872型fA级微弱电流 放大器(模块) YXS-873型pA级微弱电流前置放大器(模块) YXS-829型nA级电流放大器 (模块) 频率范围 DC—30KHz DC—30KHz DC—3KHz 增益 1*104(V/A)— 1*1013(V/A) 1*103(V/A)— 1*1011(V/A) 1*106(V/A)— 0.5*109(V/A) (或根据用户要求生产) 量程 100μA—100fA 1mA—10pA 1μA、500nA、200nA、100nA、 50nA、20nA、10nA、5nA、2nA (或根据用户要求生产) 最大输入电流 ±200μA ±5mA ≤±5μA 噪声(输入端开路) 10fA/ 20fA/ 0.1pA/ 直流漂移 ≤10fA/℃ ≤0.1pA/℃ ≤1pA/℃ 低通滤波器截止频率 0.1Hz、1Hz、10Hz、100Hz、 1KHz、3KHz、10KHz、30KHz 0.1Hz、1Hz、10Hz、100Hz、 1KHz、3KHz、10KHz、30KHz 0.1Hz—3KHz (根据用户要求生产) 最大输出电压 ±2V ±4.5V ±5V 地址控制电平 TTL电平 高电平[1]7V—9V 低电平[0]0V—2V 高电平[1]7V—9V 低电平[0]0V—2V 供电电源 ±5V、40mA ±9V、40mA

    ±9V、40mA

    YXS-872和HB-873体积:140*76*35(单位:mm) 重量:240克

    YXS-829体积:100*76*35(单位:mm) 重量:220克

    (3)、YXS-881(I)型高精度电流放大器(模块):

    1、频率范围: 1Hz—10KHz(可根据用户要求生产)

    2、放大倍数: 107V/A、108V/A、109V/A、1010V/A

    3、放大倍数精度:优于0.05%

    4、最大输入电流:≤500nA

    5、输入阻抗: <10Ω

    6、输出阻抗: <1Ω

    7、最大输出电压:≤±6V

    8、最大输出电流:≤15mA

    9、放大倍数稳定度: 0.02%FS/℃

    10、地址控制电平: TTL电平

    11、供电电源: ±9V、60mA、纹波<1mV

    12、体积: 140*76*35(单位:mm)

    13、重量: 250克

    (4)、YXS-885型多功能高精度电流放大器(模块):

    (5)、YXS-892-3型和HB-892-4型特低噪声电流放大器(模块):

    YXS-892-3

    1、工作频率: 1Hz—10KHz

    2、放大倍数(V/A): 1*105、2*105、5*105、1*106、2*106、5*106、1*107、2*107、5*107、

    1*108、2*108、5*108、1*109、2*109、5*109、1*1010、2*1010、5*1010、

    1*1011

    3、输入开路噪声电流: 50fA/

    4、输入阻抗: <10Ω

    5、低通滤波器截止频率:10KHz、3KHz、1KHz、300Hz、100Hz、30Hz、10Hz、3Hz

    6、高通滤波器截止频率:0.1KHz、1Hz、10Hz、30Hz、100Hz、300Hz、1KHz、3KHz

    7、最大输入电流: 350nA

    8、最大输出电流:≤±5V

    9、输出阻抗:≤20Ω

    10、最大输出电流:≤5mA

    11、地址控制电平: TTL电平,【1】高电平4V—5V,【0】低电平0—1V,

    也可以不接,内部已接地

    12、供电电源: DC ±9V、70mA、纹波<1mV

    13、体积: 140*76*35(单位:mm)

    14、重量: 250克

    YXS-892-4

    1、工作频率: 1Hz—100KHz

    2、放大倍数(V/A): 104、105、106、107、108、109、1010、1011、1012

    3、输入开路噪声电流: 250fA/

    4、输入阻抗: <10Ω

    5、低通滤波器截止频率:100KHz、30KHz、10KHz、3KHz、1KHz、300Hz、100Hz、30Hz

    6、高通滤波器截止频率:1Hz、10Hz、100Hz、300Hz、1KHz、3KHz、10KHz、30KHz

    7、最大输入电流: 3.5μA

    8、最大输出电流:≤±5V

    9、输出阻抗:≤20Ω

    10、最大输出电流:≤5mA

    11、地址控制电平: TTL电平,【1】高电平4V—5V,【0】低电平0—1V,

    也可以不接,内部已接地

    12、供电电源: DC ±9V、70mA、纹波<1mV

    13、体积: 140*76*35(单位:mm)

    14、重量: 250克

    (6)、YXS-874型微弱电流放大器(模块):

    1、频率范围: DC—50KHz(随放大倍数变化)

    2、放大倍数K: K(V/A)频带(Hz)

    103 DC—52K

    104 DC—32K

    105 DC—24K

    106 DC—18K

    107 DC—2.7K

    108 DC—470

    109 DC—22

    1010DC—5

    3、放大倍数控制方式:面板数码开关控制或放大倍数地址线控制

    4、放大倍数误差:≤±1%FS

    5、噪声(输入端开路):输出端电压:≤0.5mV(rms)

    6、直流漂移: 103-108输出电压≤0.30μV/℃

    109-1010折合到输入端≤0.2pA/℃

    7、最大输出电压:±4.5V

    8、输出阻抗: <50Ω

    9、供电电源:±9V、60mA、纹波≤1mV

    10、体积: 140*76*35(单位:mm)

    11、重量: 240克

    (7)、*YXS-877( )型低噪声、宽带高频电流放大器(模块):

    1、工作频率:DC—f-3dB(f-3dB为输出电压下降到-3dB的频率)

    放大倍数:K(V/A)(输出电压Vo除输入电流Ii,K=Vo/Ii)

    输入端开路全带噪声电流:I--N(rms)(折合到输入端的噪声电流),为输出电压噪声VoN(rms)除放大倍数K,I--N(rms)= VoN(rms)/K

    2、输入阻抗: <10Ω

    3、输出阻抗: 50Ω

    4、最大输出电压(峰峰值):±5V

    5、地址控制电平:高电平[1]:4V—5V;低电平[0]:0V—0.5V;

    6、电源电压:±9V、80mA

    7、体积: 120*60*26(单位:mm)

    8、重量: 185克

    (8)、*YXS-878(A)型低噪声交流电流放大器(模块):

    2、输入阻抗: <10Ω

    3、输出阻抗: 50Ω

    4、最大输出电压(峰峰值):±5V

    5、地址控制电平:高电平[1]:4V—5V;低电平[0]:0V—0.5V;

    6、电源电压:±9V、80mA

    7、体积: 120*60*26(单位:mm)

    8、重量: 185克

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