610E-K-CE Amplificateur haute tension 10 kV, 2 mA

Cet amplificateur haute tension prend en charge six modes de fonctionnement sélectionnables. Il peut fonctionner comme un amplificateur haute tension standard (avec un gain de 100 V/V ou 1000 V/V), comme une alimentation de référence haute tension, comme un amplificateur de transconductance (convertisseur tension-courant), comme une source de courant de précision ou comme un contrôleur haute tension. Chaque mode modifie la manière dont l’appareil régule la sortie : par exemple, en mode alimentation, vous réglez la sortie au moyen d’une molette en façade, tandis qu’en mode amplificateur la sortie amplifie fidèlement un signal externe. Cette capacité multimode permet à un seul instrument d’assumer de nombreux rôles au laboratoire, depuis la génération de hautes tensions DC stables jusqu’à l’amplification de signaux dynamiques ou la régulation du courant dans un circuit.

Le 610E-K-CE intègre un sélecteur de plage en façade qui vous permet de choisir la plage de tension de sortie. En interne, il modifie le gain de l’amplificateur : en mode basse plage, le gain est de 100 V/V (jusqu’à ±1 kV en sortie pour une entrée de ±10 V), et en mode haute plage, le gain est de 1000 V/V (jusqu’à ±10 kV en sortie pour la même entrée). En basculant ce sélecteur de plage, vous échangez la tension maximale contre une meilleure résolution de réglage. Vous pouvez ainsi travailler avec des expériences délicates à basse tension dans la plage ±1 kV et passer facilement à la plage complète ±10 kV lorsque des tensions plus élevées sont nécessaires, le tout sur le même appareil.

La « bande passante petit signal » désigne la plage de fréquences sur laquelle le 610E-K-CE peut amplifier fidèlement des signaux de faible amplitude (généralement mesurée au point –3 dB pour une très faible excursion en sortie). Pour cet amplificateur, la bande passante petit signal s’étend jusqu’à environ 10 kHz : il peut donc traiter des formes d’onde ou des variations rapides de tension dans cette plage de fréquences tant que l’amplitude reste faible. La bande passante grand signal, en revanche, décrit la bande passante lorsque l’amplificateur délivre une fraction importante de sa tension de sortie maximale (c.-à-d. des excursions haute tension). Dans ce cas, la bande passante est plus faible — jusqu’à environ 1,2 kHz à pleine sortie ±10 kV (pour une atténuation de –3 dB). D’un point de vue pratique, la bande passante grand signal indique la vitesse à laquelle vous pouvez faire varier la sortie à des niveaux de tension élevés. Pour une linéarité encore plus stricte (p. ex. maintenir la distorsion sous 1 %), la bande passante grand signal effective est d’environ 600 Hz. En résumé, le 610E-K-CE peut produire des variations très rapides pour de faibles tensions, mais à l’amplitude maximale de 10 kV, la vitesse est limitée à l’ordre du kHz.

Oui. L’amplificateur est conçu comme un dispositif de sortie à quatre quadrants, ce qui signifie qu’il peut à la fois fournir et absorber du courant sur toute la plage de tension positive et négative. Cette capacité est particulièrement importante pour piloter des charges capacitives ou autres charges réactives (telles que des transducteurs piézoélectriques ou des plaques électrostatiques), qui peuvent renvoyer du courant vers l’amplificateur lorsque la tension varie. L’étage de sortie du 610E-K-CE reste stable avec des charges capacitives et peut absorber activement l’énergie de retour, ce qui lui permet de piloter de telles charges sans oscillation. En pratique, cela signifie que vous pouvez connecter directement des condensateurs, des dispositifs piézoélectriques ou des actionneurs haute tension à l’amplificateur, et qu’il réagira de manière fiable aussi bien pour les charger que pour les décharger selon la forme d’onde, tout en maintenant le contrôle dans les quatre quadrants de fonctionnement.

Le 610E-K-CE intègre plusieurs fonctions de sécurité et de protection. Tout d’abord, il dispose d’une protection automatique contre les courts-circuits qui limite le courant de sortie en cas d’arc électrique ou de court-circuit direct sur la sortie, évitant ainsi d’endommager l’appareil et le dispositif testé. L’amplificateur est également conforme CE, ce qui signifie qu’il répond à des normes de sécurité strictes (y compris les exigences d’isolation, de mise à la terre et EMC) pour la manipulation de hautes tensions. De plus, la face avant comprend un interverrouillage de sécurité ou un interrupteur d’activation de la haute tension – souvent un interrupteur à clé ou un bouton-poussoir – permettant de désactiver rapidement la sortie haute tension ou de la piloter à distance via un signal TTL. Il existe également un sélecteur de polarité de sortie avec une position Off, permettant de mettre la sortie totalement hors tension sans éteindre l’ensemble de l’unité. Ensemble, ces fonctions garantissent à l’opérateur plusieurs niveaux de protection et de contrôle lors de l’utilisation des sorties ±10 kV.

Le 610E-K-CE est très réactif pour un dispositif haute tension. Sa vitesse de balayage (slew rate) est supérieure à 35 V/µs (35 volts par microseconde), ce qui mesure la rapidité avec laquelle la sortie peut varier. Pour donner un ordre de grandeur, un échelon de 10 kV est atteint en quelques centaines de microsecondes à ce rythme. Plus formellement, le temps d’établissement à environ 1 % d’une nouvelle consigne, pour un échelon complet de 0 à 10 kV, est inférieur à 1 milliseconde. Cette réponse rapide est avantageuse lorsque la haute tension doit suivre des variations rapides de consigne ou lors de la génération de formes d’onde de tension rapides. Elle garantit que, même si vous appliquez une variation brusque au signal d’entrée ou si vous modifiez fortement le réglage de sortie, la sortie de l’amplificateur atteint presque immédiatement la nouvelle tension souhaitée (en une milliseconde pour une variation pleine échelle).

Cet amplificateur est utilisé dans un large éventail d’applications spécialisées d’ingénierie et de recherche. Par exemple, dans des expériences de commande de charge en boucle fermée, il peut fournir une haute tension contrôlée pour charger des matériaux ou des composants tout en surveillant et en maintenant le niveau de charge. En recherche électrophotographique (par exemple pour le développement et les essais de composants destinés aux imprimantes laser ou aux photocopieurs), sa capacité à fournir des hautes tensions très stables est essentielle pour la charge et le transfert du toner. Le 610E-K-CE est également couramment utilisé pour les essais d’isolement et l’évaluation de matériaux diélectriques : il peut appliquer à un échantillon de matériau une polarisation DC élevée ou une forme d’onde et aider à évaluer ses propriétés isolantes ou sa tension de claquage. De plus, toute application nécessitant une polarisation ou une excitation haute tension précise peut en bénéficier ; par exemple l’actionnement de actionneurs piézoélectriques, plaques de déflexion électrostatiques, électrodes de pilotage de faisceau d’ions, ou encore l’utilisation comme source haute tension programmable dans des laboratoires d’étalonnage. En somme, dès qu’une haute tension stable et contrôlable jusqu’à 10 kV est nécessaire, avec un faible bruit et une bonne précision, cet amplificateur constitue un excellent choix.

Le 610E-K-CE est conçu pour une grande précision, avec un système de rétroaction en boucle fermée qui surveille et corrige en continu la sortie afin de l’aligner sur la consigne souhaitée. L’appareil présente une précision spécifiée du gain en tension (par exemple, meilleure que 0,3 % de l’échelle pleine en mode amplificateur), ce qui signifie que la sortie correspond étroitement à la commande d’entrée. Pour garantir ce niveau de précision, chaque unité est livrée avec un certificat d’étalonnage traçable NIST. Cela signifie que la mesure et la lecture de la sortie ont été étalonnées par rapport aux normes du National Institute of Standards and Technology, de sorte que vous pouvez vous fier aux valeurs de tension et de courant fournies. Au fil du temps, comme tout instrument de précision, un réétalonnage peut être nécessaire ; le fabricant fournit des intervalles d’étalonnage recommandés ainsi que des services pour maintenir l’amplificateur dans ses spécifications. En exploitation quotidienne, la faible dérive et la stabilité DC de la conception aident à conserver la précision sans réglages fréquents. En résumé, dès le premier jour, la précision de l’amplificateur est vérifiée, et sa conception lui permet de maintenir de façon fiable les valeurs cibles de tension et de courant en sortie.