HLVA Logarithmischer Spannungsverstärker

60 dB sind als normaler Auslegungsbereich zu verstehen, wenn eine quantitative Amplitudengenauigkeit erforderlich ist, während 80 dB den maximalen Bereich für die Signaldetektion darstellen. Die logarithmische Übertragungskennlinie verwendet eine Skalierung von 12,5 mV/dB, entsprechend 250 mV pro Dekade an einer 50-Ω-Last, sodass große Änderungen am Eingang in kleinere Änderungen am Ausgang komprimiert werden. Die Linearität ist mit ±1 dB für Pulse mit einer Mindestbreite von 20 ns angegeben. In der Praxis sollten Auslegungen, bei denen Pulsamplituden verglichen werden, innerhalb des 60-dB-Bereichs bleiben, während der zusätzliche Bereich für Ereigniserkennung oder Schwellwertbildung genutzt werden kann.

Wählen Sie ±20 µV bis ±200 mV für Signale mit niedrigeren Pegeln und ±200 µV bis ±2 V für höhere Eingangsamplituden. Der Bereich kann lokal oder fernbedient umgeschaltet werden; ist der lokale Schalter auf ±2 V gesetzt, wählt Pin 10 bei niedrigem Logikpegel ±2 V und bei hohem Logikpegel ±200 mV. Der absolut zulässige Maximaleingang beträgt ±3 V in der ±2-V-Einstellung, während in der ±200-mV-Einstellung −3 V bis +300 mV zulässig sind. Diese Grenzwerte sind Schutzgrenzen und keine Messbereiche, daher sollten normale Spitzenwerte innerhalb des gewählten Arbeitsbereichs bleiben. Die Bereichswahl ermöglicht es einem automatisierten System, zwischen höherer Empfindlichkeit für niedrige Pegel und einer größeren zulässigen Signalamplitude abzuwägen.

Der Verstärker kann auf kürzere Ereignisse ansprechen, die quantitative Amplitudenleistung ist jedoch nur für Pulsbreiten von 20 ns oder mehr definiert. Seine Anstiegs- und Abfallzeit beträgt 5 ns bei einem 40-dB-Sprung, und der Signalpfad reicht von DC bis 100 MHz, was die Erfassung schneller Transienten unterstützt. Die Linearitätsspezifikation von ±1 dB ist jedoch an die minimale Pulsbreite von 20 ns gebunden und sollte ohne Validierung nicht auf schmalere Pulse angewendet werden. Stellen Sie eine 50-Ω-Quelle, einen 50-Ω-Kabelpfad und einen 50-Ω-Abschluss am Empfänger sicher, da Skalierung und Ausgangsbereich für ein 50-Ω-System spezifiziert sind. Bei Messungen unter 20 ns sollte die gesamte Signalkette mit repräsentativen Pulsen verifiziert werden, bevor Amplitudengrenzen oder Detektionsschwellen festgelegt werden.

Manueller Eingangsoffset-Abgleich, externe Offset-Steuerung und ferngesteuerte Baseline-Korrektur erfüllen unterschiedliche Integrationsanforderungen. Der Eingangsoffset kann über einen Trimmer oder über ein externes Steuersignal von ±10 V an einem 100-kΩ-Eingang im Bereich von ±2,5 mV eingestellt werden; ein separater Ausgangsoffset-Trimmer ermöglicht eine Einstellung um ±500 mV. Die Sample-and-Hold-Baseline-Funktion benötigt einen Erfassungsimpuls von 30 µs, weist bei 25 °C typischerweise ein Hold-Droop von 1 µV/s auf und arbeitet mit einer Schleifen-Grenzfrequenz von 1,5 kHz. Der manuelle Abgleich eignet sich für feste Laboraufbauten, während die externe Steuerung eine analoge Korrektur auf Systemebene unterstützt. Die ferngesteuerte automatische Nullstellung ist zwischen Messereignissen nützlich, wenn der Steuerimpuls während eines bekannten Baseline-Intervalls angelegt werden kann.

Die Fernsteuerung erfolgt über einen 25-poligen Sub-D-Buchsenstecker mit optisch isolierten Digitalfunktionen für Bereichswahl und Baseline-Korrektur. Digital Low liegt bei −0,8 bis +0,8 V und Digital High bei +3 bis +12 V, wodurch die Eingänge mit TTL- und CMOS-Logik kompatibel sind. Bei +5 V nimmt der Eingang für die Bereichssteuerung 1,5 mA auf und der Eingang für die Baseline-Steuerung 7 mA; Pin 9 ist die digitale Masse-Referenz. Pin 10 wählt den Eingangsbereich, während Pin 11 bei Low-Pegel die vorherige Baseline hält und bei High-Pegel die Nullstellung auslöst. Der lokale Bereichsschalter und der Fernbefehl sind logisch verknüpft, daher muss der lokale Schalter auf ±2 V stehen bleiben, wenn der Bereich per Software oder externer Logik gesteuert werden soll.

Verwenden Sie einen 50-Ω-Signalpfad mit BNC-Anschlüssen sowohl am Ein- als auch am Ausgang. Die angegebene Skalierung von 12,5 mV/dB und der typische Ausgangsbereich von +50 bis +1075 mV gelten bei einer 50-Ω-Last, daher sollte das Empfangsinstrument einen 50-Ω-Eingang besitzen oder mit einem geeigneten externen Abschluss betrieben werden. Geschirmtes 50-Ω-HF-Kabel hilft, die Impedanzkontinuität aufrechtzuerhalten und elektromagnetische Einstreuungen zu reduzieren. Kabellänge und Steck­verbinderübergänge sollten berücksichtigt werden, wenn die Pulsantwort von 5 ns erhalten bleiben soll, insbesondere bei zeitaufgelösten Messungen. Prüfen Sie vor der Kalibrierung die tatsächliche Terminierung am Oszilloskop-, Digitiser- oder Datenerfassungseingang, anstatt sich nur auf die Nennimpedanz des Kabels zu verlassen.

Das Gerät benötigt eine geregelte Versorgung mit ±15 V und nimmt typischerweise +90 mA aus der positiven und −120 mA aus der negativen Versorgungsschiene auf. Die Einspeisung erfolgt über eine dreipolige Buchse der LEMO Series 1S; die absolut maximale Versorgungsspannung beträgt ±20 V und darf nicht als normaler Betriebszustand betrachtet werden. Der Steueranschluss stellt außerdem stabilisierte Ausgänge mit ±12 V für bis zu 100 mA sowie einen +5-V-Ausgang für bis zu 50 mA bereit. Der Betrieb ist von 0 bis +60 °C spezifiziert, die Lagerung von −40 bis +100 °C, und das vernickelte AlMg4.5Mn-Gehäuse wiegt 320 g. Bei der Auslegung der Strom­versorgung sollten alle an die Hilfsausgänge angeschlossenen Lasten berücksichtigt werden, und die Versorgungsschienen müssen auch bei schneller Pulsaktivität stabil bleiben.