2100HF-H-CE High Frequency Amplifier ±150 V @ ± 300 mA
- Technologie
- Hochspannungsverstärker und Piezotreiber
- Partner
- Trek / Advanced Energy
Der 2100HF-H-CE ist ein hochfrequenter Hochspannungsverstärker, der für Präzisionsanwendungen entwickelt wurde, die eine schnelle und genaue Spannungsverstärkung erfordern. Er liefert bis zu ±150 V Ausgangsspannung bei bis zu ±300 mA und eignet sich damit problemlos zum Ansteuern kapazitiver Lasten und piezoelektrischer Aktoren. Dieser Verstärker bietet eine stabile Performance mit großer Bandbreite – der Frequenzgang bleibt bis in den MHz-Bereich im Wesentlichen flach – sodass Anwender Hochspannungssignale bis in den unteren MHz-Bereich ohne nennenswerte Verzerrungen anlegen können. Mit einem robusten, vollständig halbleiterbasierten Design und einer Dual-Feedback-Regelung arbeitet er zuverlässig, rauscharm und ohne Überschwingen, sodass empfindliche Experimente oder industrielle Prozesse sicher durchgeführt werden können. Typische Einsatzfälle sind u. a. die Prüfung dielektrischer Materialien, elektrooptische Modulation, Ionenstrahlsteuerung, die Betätigung von MEMS-Bauelementen, das Ansteuern piezoelektrischer Elemente sowie die Anregung von Ultraschallwandlern – überall dort, wo eine Kombination aus hoher Spannung und hoher Geschwindigkeit erforderlich ist.
Eigenschaften
- Breiter Ausgangsbereich – Vielseitig für verschiedene Lasten: Bietet 0 bis ±150 V Ausgangsspannung und bis zu ±300 mA Strom, sodass sowohl Hochspannungs- als auch Geräte mit moderater Stromaufnahme angesteuert werden können (nützlich für kapazitive Sensoren, Aktoren oder Piezoelemente).
- Hohe Anstiegsrate – Schnelle Signalübergänge: Erreicht eine Anstiegsrate von mindestens 2000 V/µs und kann dadurch schnelle Spannungsänderungen sowie hochfrequente Wellenformen präzise und ohne Verzögerung oder Verzerrung wiedergeben.
- Große Bandbreite – Unterstützt Hochfrequenzbetrieb: Verfügt über eine hohe Bandbreite (Full-Power-Bandbreite >2 MHz), d. h. selbst bei maximaler Spannung können Signale im unteren MHz-Bereich ausgegeben werden; die Kleinsignalbandbreite liegt über 3 MHz und ermöglicht bei reduzierter Ausgangsamplitude eine noch höhere Frequenzantwort.
- Dual-Feedback-Design – Stabil und ohne Überschwingen: Nutzt eine einzigartige Dual-Feedback-Regelung zur Steuerung des Ausgangs, die Überschwingen und Instabilität wirkungsvoll verhindert. Dadurch folgt die Ausgangsspannung dem Eingangssignal eng ohne Nachschwingen – entscheidend für präzise Tests und einen zuverlässigen Gerätebetrieb.
- Rauscharmer Solid-State-Ausgang – Sauberes Signal für empfindliche Anwendungen: Die reine Solid-State-Architektur und das rauscharme Design minimieren Ausgangsripple und elektromagnetische Störungen. Das liefert ein sauberes Hochspannungssignal – vorteilhaft für Experimente in Physik oder Technik, bei denen Signalintegrität wichtig ist.
- Kalibrierung inklusive – Vertrauen in Messwerte: Jede Einheit wird mit einem NIST-rückführbaren Kalibrierzertifikat geliefert. Anwender können der Genauigkeit von Ausgangsspannung und Verstärkung vertrauen und den Verstärker in Messaufbauten integrieren – mit dem Wissen, dass er die angegebenen Spezifikationen erfüllt.
- Robuste Ausführung – Dauerbetrieb in anspruchsvollen Umgebungen: Auf hohe Zuverlässigkeit ausgelegt, kann er kontinuierlich mit bis zu 45 W Ausgangsleistung betrieben werden. Das Design unterstützt konstante Performance in Industrie- oder Laborumgebungen und reduziert Ausfallzeiten sowie Wartungsaufwand bei Hochspannungs-Prüfsystemen.
- Für kapazitive Lasten ausgelegt – Ideal für Piezo- und elektrostatische Geräte: Speziell in der Lage, stark kapazitive Lasten (wie piezoelektrische Aktoren oder elektrostatische Geräte) mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben. Der Ausgang bleibt stabil, selbst beim schnellen Laden und Entladen von Kondensatoren – essenziell für eine präzise Regelung in Anwendungen wie hochgenauer Bewegung oder Strahlablenkung.
- Flexible Nutzung – DC- und AC-Verstärkung: Kann DC-Signale bis hin zu hochfrequenten AC-Signalen verstärken. Damit lässt sich je nach Bedarf eine konstante Hochspannungs-Vorspannung oder eine schnell schwingende Spannung bereitstellen – sinnvoll für Anwendungen mit statischen Feldern ebenso wie für dynamische Signalanwendungen.
- Sicherheit und Konformität – Bereit zur Integration: Die 2100HF-Serie ist mit Sicherheitsfunktionen ausgestattet und RoHS-konform. Ausgangssteckverbinder und Gehäuse sind auf Hochspannungssicherheit ausgelegt und ermöglichen die Integration in Geräteschränke oder Aufbauten mit sachgerechter Erdung und Anwenderschutz.
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für 2100HF-H-CE High Frequency Amplifier ±150 V @ ± 300 mA
Verfügbare Modellvariationen
Alle verfügbaren Varianten und ein Vergleich ihrer Spezifikationen
| Parameter | Value |
|---|---|
Output Voltage Range (DC or AC peak) | 0 to ±150 V |
Output Current Range | 0 to ±300 mA |
Maximum Output Power | 45 W (approximately) |
Fixed Gain | 50 V/V (non-inverting) |
Input Voltage (for full output) | ±3 V (for ±150 V output) |
Slew Rate (rated) | ≥ 2000 V/µs (min.) |
Large-Signal Bandwidth (−3 dB) | DC to > 2.6 MHz |
Small-Signal Bandwidth (−3 dB) | DC to > 3 MHz |
Full-Power Bandwidth (flat response) | ~2 MHz (up to −0.1 dB) |
Output Noise | Low (all-solid-state design, not stated in datasheet) |
Output Stability | No overshoot (dual feedback control) |
Calibration | NIST-traceable certificate provided |
Compliance | RoHS compliant, CE marked (Model -CE) |
Operating Modes | Standalone bench/rack amplifier, DC coupling |
Typical Applications | Dielectric testing, piezo actuation, electro-optic modulation, ion beam control, ultrasonics, MEMS, etc. |
Hinweis: Die Spezifikationen basieren auf dem Datenblatt der 2100HF-Serie. „Großsignal“ bezieht sich auf Bedingungen mit maximalem Spannungshub, „Kleinsignal“ auf Bedingungen mit reduzierter Amplitude. Die Bandbreitenangaben sind typisch – die tatsächliche Performance kann die angegebenen Mindestwerte übertreffen.
FAQs
für 2100HF-H-CE High Frequency Amplifier ±150 V @ ± 300 mA
Der 2100HF-H-CE hat eine feste Verstärkung von 50 V/V. Das bedeutet, Sie benötigen einen Eingang von ±3 V, um den maximalen Ausgangshub von ±150 V zu erreichen. Er ist dafür ausgelegt, von Standard-Funktionsgeneratoren oder DAC-Ausgängen angesteuert zu werden – so führt beispielsweise eine Sinuswelle mit 2 V Spitze am Eingang zu 100 V Spitze am Ausgang. Der Eingang ist typischerweise ein analoges Niederspannungssignal (es gibt keine interne Signalquelle), daher geben Sie die Wellenform oder Vorspannung vor, und der Verstärker erhöht sie am Ausgang um den Faktor 50×.
Dieser Verstärker verwendet in seiner internen Schaltung zwei Rückkopplungsschleifen. Eine Rückkopplungsschleife steuert die Gesamtverstärkung und das Ausgangsniveau, während die zweite, schnellere Schleife schnelle Änderungen bzw. eine Tendenz des Ausgangs zum Nachschwingen korrigiert. Zusammen stellen sie sicher, dass die Ausgangsspannung beim Erreichen des Sollwerts weder überschwingt noch oszilliert. Im Wesentlichen korrigiert sich der Verstärker kontinuierlich selbst bei jeder Abweichung, sodass die Ausgangswellenform dem Eingang ohne Spitzen eng folgt – selbst beim Antrieb reaktiver Lasten oder bei hohen Anstiegsraten.
Ja. Die 2100HF-Serie ist ausdrücklich dafür ausgelegt, hochkapazitive Lasten wie piezoelektrische Wandler, elektrostatische Aktuatoren oder dielektrische Prüfzellen anzutreiben. Sie kann die von Kondensatoren geforderten schnellen Lade- und Entladeströme liefern und aufnehmen. Dank ihrer hohen Anstiegsrate und der stabilen Übertragungscharakteristik kann sie einen Piezoaktuator bei hohen Frequenzen (bis in den unteren MHz-Bereich) ohne Instabilitäten ansteuern. Der Verstärker bleibt stabil und erhält die Signalformtreue auch dann, wenn die Last rein kapazitiv ist – eine zentrale Anforderung für Anwendungen wie die Piezo-Bewegungsregelung oder Ultraschallwandler.
Dieser Verstärker ist in jedem Szenario, das eine Kombination aus Hochspannung und hoher Frequenz erfordert, sehr vielseitig. Zu den typischen Anwendungen zählen die Charakterisierung dielektrischer Materialien (Anlegen von AC-Feldern an Materialien und Messen der Reaktionen), elektrooptische Modulation (Ansteuerung von Pockels-Zellen oder ähnlichen Bauteilen in Lasersystemen), Ionenstrahlsteuerung (Ablenk- oder Fokussierplatten in physikalischen Experimenten), die Aktuierung mikroelektromechanischer Systeme (MEMS), piezoelektrisches Ansteuern und Regeln (für Präzisionsbewegungen oder die Erzeugung von Ultraschall) sowie Ultraschalltechnik (Ansteuerung von Ultraschallwandlern für Bildgebung oder Reinigung). Im Kern setzen Ingenieure und Forschende ihn immer dann ein, wenn Signale auf mehrere hundert Volt bei Frequenzen von DC bis hin zu einigen Megahertz verstärkt werden müssen.
Nein – der 2100HF-H-CE ist für einen rauscharmen Betrieb ausgelegt. Seine rein halbleiterbasierte (transistorbasierte) Ausgangsstufe und die sorgfältige interne Filterung tragen dazu bei, die Ausgangsspannung sauber zu halten. Für den Anwender bedeutet das: Der Hochspannungsausgang fügt Ihrem Experiment oder dem Prüfling kein nennenswertes zusätzliches Rauschen hinzu, über das hinaus, was bei Hochfrequenzbetrieb ohnehin systembedingt ist. Natürlich ist bei sehr hohen Anstiegsraten und Bandbreiten ein gewisser breitbandiger Rauschanteil unvermeidlich, er wird jedoch minimiert. Das Ausbleiben von Überschwingen und die stabile Signalform tragen ebenfalls zu niedrigem Rauschen im Sinne der Signalqualität bei (kein Nachschwingen oder unerwünschte Oszillationen). In empfindlichen Anwendungen sorgen eine korrekte Erdung und die Abschirmung der Anschlussleitungen zusätzlich dafür, dass der Ausgang so rauscharm wie möglich bleibt.
Er kann DC, AC oder jede dazwischenliegende Signalform ausgeben – innerhalb seiner Spannungs- und Stromgrenzen. Der Verstärker ist DC-gekoppelt; das heißt: Wenn Sie eine DC-Spannung einspeisen, erzeugt der Ausgang eine DC-Hochspannung (bis zu ±150 V), skaliert mit der Verstärkung. Das ist hilfreich, wenn Sie zusätzlich zu dynamischen Signalen eine stabile Hochspannungs-Vorspannung benötigen. Umgekehrt kann er bei AC bei Bedarf hochfrequente Signale auf einen DC-Offset aufmodulieren. Im Wesentlichen deckt er DC bis zur spezifizierten Bandbreite ab, sodass Sie flexibel statische Spannungen, dynamische Signalformen oder eine Kombination daraus anlegen können (z. B. eine Hochspannungs-Vorspannung plus ein überlagertes AC-Signal).
Jede 2100HF-Einheit wird mit einem NIST-rückführbaren Kalibrierzertifikat ausgeliefert, das bestätigt, dass der Ausgang des Verstärkers unter definierten Bedingungen die angegebene Genauigkeit erfüllt. Das bedeutet, dass der Hersteller das Gerät anhand nationaler Spannungsnormale (und gegebenenfalls des Frequenzgangs) geprüft und abgeglichen hat. In der Praxis können Sie darauf vertrauen, dass die Verstärkung (50×) und der Ausgangsbereich wie angegeben korrekt sind. Im Laufe der Zeit (oder bei intensiver Nutzung) kann eine regelmäßige Rekalibrierung sinnvoll sein. Das Zertifikat enthält in der Regel das Kalibrierdatum, und Sie können den Verstärker in autorisierten Servicezentren rekalibrieren lassen, um die Präzision für kritische Anwendungen aufrechtzuerhalten.
