40/15-H-CE Amplificateur haute tension 40 kV, 15 mA

Un étage de sortie à quatre quadrants peut à la fois fournir et absorber du courant, aussi bien dans les plages de tension de sortie positives que négatives. Cela signifie que l’amplificateur 40/15-H-CE peut injecter activement de la charge dans une charge ou en extraire, ce qui est particulièrement utile pour des charges réactives comme des condensateurs ou des dispositifs piézoélectriques. En pratique, l’amplificateur conserve le contrôle de la sortie, que la charge renvoie du courant ou en demande, garantissant ainsi un fonctionnement stable sur l’ensemble des quadrants du plan tension/courant.

La « bande passante petit signal » (DC à >20 kHz) désigne la plage de fréquences sur laquelle l’amplificateur peut reproduire avec précision des signaux de plus faible amplitude (généralement autour de la zone linéaire, mesurée au point de gain à -3 dB). En revanche, la « bande passante grand signal » (jusqu’à ~1,4 kHz pour ce modèle) correspond à la plage de fréquences sur laquelle l’amplificateur peut piloter des signaux de très grande amplitude (proches de sa sortie maximale de 40 kV) sans dépasser environ 2 % de distorsion. Cette différence est importante, car si vous devez générer une sinusoïde complète de ±40 kV, la fréquence maximale atteignable avec une faible distorsion est d’environ 1,4 kHz. Pour de petites perturbations ou des signaux de plus faible amplitude, l’amplificateur peut répondre jusqu’à plusieurs dizaines de kHz. Cela vous permet d’adapter l’utilisation selon que vous avez besoin de l’amplitude maximale ou d’une forme d’onde plus rapide.

L’amplificateur fournit des sorties de surveillance basse tension à la fois pour la sortie haute tension et pour le courant de charge. Elles sont accessibles via des connecteurs BNC sur l’appareil. Par exemple, le moniteur de tension donne une représentation mise à l’échelle de la sortie haute tension (ce qui permet de la mesurer avec un oscilloscope standard ou un DVM), et le moniteur de courant délivre une tension proportionnelle au courant de charge (avec une échelle de 0,5 V par mA). Grâce à ces moniteurs, vous pouvez observer et enregistrer la sortie réelle en temps réel sans exposer directement les instruments ou les opérateurs aux hautes tensions.

Oui. L’amplificateur est parfaitement adapté aux charges capacitives – il est d’ailleurs conçu en tenant compte de ce type d’utilisation. Sa conception à quatre quadrants signifie qu’il peut charger et décharger rapidement les charges capacitives, en fournissant du courant pour augmenter la tension et en absorbant du courant pour la diminuer. La vitesse de balayage élevée (>350 V/µs) garantit que même de grandes charges capacitives peuvent être pilotées avec des transitions de tension rapides. Il dispose également d’un potentiomètre de réglage de la réponse AC, qui vous permet d’optimiser la stabilité et la réponse lors du pilotage de charges particulièrement exigeantes (comme de fortes capacités), afin d’obtenir la forme d’onde souhaitée sans dépassement ni oscillation.

La sécurité est primordiale lorsqu’on travaille avec des hautes tensions. L’amplificateur 40/15-H-CE intègre plusieurs dispositifs de protection : une limitation de courant automatique avec déclenchement (trip) qui s’active si le courant de sortie dépasse 15 mA (afin d’éviter des dommages ou des conditions de sortie inattendues), ainsi qu’une protection contre les courts-circuits intégrée qui protège immédiatement l’étage de sortie si la sortie haute tension est accidentellement mise en court-circuit à la masse. En outre, l’appareil dispose d’un interverrouillage (interlock) et d’une commande d’activation HV (HV enable) : vous devez activer volontairement la sortie haute tension (via un interrupteur ou un signal de commande à distance) pour qu’elle s’enclenche, ce qui réduit le risque de mise sous tension involontaire. Le connecteur de sortie haute tension est un modèle spécial entièrement isolé pour une connexion en toute sécurité. Le système est également fourni avec une instrumentation calibrée et des indicateurs d’état (pour la tension, le courant et l’état limite/déclenchement) sur la face avant, afin de permettre une surveillance continue du fonctionnement. Comme toujours, une mise à la terre correcte et le respect des consignes du manuel utilisateur sont essentiels pour une utilisation sûre à ces niveaux de tension.

Cet amplificateur est commandé en analogique via une entrée basse tension standard. Pour régler la sortie haute tension, vous appliquez une tension de commande (pour le 40/15-H-CE, une entrée de ±10 V fournit la pleine sortie de ±40 kV, compte tenu du gain fixe de 4000 V/V). Cette entrée de commande est généralement fournie par un générateur de fonctions, une sortie DAC ou une autre source de signal analogique. Il n’y a pas de générateur de formes d’onde arbitraires intégré : vous fournissez donc la forme d’onde ou le niveau DC dont vous avez besoin, et l’amplificateur le met fidèlement à l’échelle dans le domaine haute tension. En plus de l’entrée analogique, vous disposez d’une capacité marche/arrêt à distance et de sorties d’état pouvant être intégrées à un système de contrôle si nécessaire. Il n’existe pas d’interface numérique directe pour la commande des formes d’onde, ce qui contribue à maintenir une réponse rapide et déterministe : vous êtes essentiellement limité uniquement par la bande passante et les capacités de vitesse de balayage du circuit analogique.

Grâce à sa conception entièrement à semi-conducteurs, la maintenance de routine est minimale : il n’y a pas de pièces consommables, comme des tubes, à remplacer. L’essentiel consiste à veiller à ce que l’appareil soit conservé dans un environnement propre et frais afin que les ouïes de refroidissement et les ventilateurs (le cas échéant) puissent fonctionner efficacement, puisque l’unité dissipe de la chaleur (c’est un appareil de sortie de 600 W à pleine puissance). Concernant l’étalonnage, l’appareil est livré avec un étalonnage traçable NIST, et il est recommandé de le faire réétalonner à l’intervalle préconisé (par exemple, tous les ans ou tous les deux ans) afin de maintenir la précision des affichages et des sorties de surveillance de tension et de courant. En raison de la précision haute tension requise, l’étalonnage doit généralement être effectué par le fabricant ou un laboratoire agréé. Par ailleurs, vous devez vérifier périodiquement le connecteur de sortie haute tension et le câble afin de détecter tout signe d’usure ou de dégradation (car ils subissent la contrainte de 40 kV) et les remplacer si nécessaire. En suivant les recommandations du manuel d’utilisation pour l’exploitation et le stockage, l’appareil devrait fournir des performances stables pendant de nombreuses années.