5/80-HS-H-CE Hoogspanningsversterker 5 kV, 240 mA

Ja. De versterker is DC-stabiel, wat betekent dat hij een constante hoogspannings-DC-uitgang kan leveren, maar hij kan ook AC-golfvormen (tot aan de grenzen van zijn bandbreedte) reproduceren met amplitudes tot ±5 kV. U kunt hem aansturen met een AC-ingang (bijv. van een functiegenerator) en hij levert dan een geschaald hoogspannings-AC-signaal, of u kunt een DC-niveau aanbieden voor een stabiele hoge spanning. Daardoor is hij geschikt voor experimenten die ofwel statische bias-spanningen of dynamische hoogspanningsgolfvormen vereisen.

De small-signal bandbreedte (tot ~75 kHz) verwijst naar het frequentiebereik waarbinnen de versterker sinusoïdale signalen met kleine amplitude getrouw kan reproduceren (meestal wanneer de uitgang niet op zijn volledige spanningsuitslag werkt, dus slechts een fractie van de ±5 kV). De large-signal bandbreedte (tot ~60 kHz) is het bereik dat hij kan halen bij uitgangsuitslagen die bijna full-scale zijn – bij die hoge amplitudes is de frequentierespons iets lager. In de praktijk betekent dit dat u bij zeer hoge uitgangsspanningen mogelijk beperkt bent tot enkele tientallen kilohertz, terwijl de versterker bij kleinere spanningsvariaties iets hogere frequenties kan halen voordat de uitgangsamplitude begint af te nemen (–3 dB-punt) of de vervorming toeneemt.

Een uitgangstrap in vier kwadranten betekent dat de versterker bij beide uitgangspolariteiten zowel stroom kan leveren (positieve spanning op een belasting zetten) als stroom kan opnemen (de spanning omlaag trekken of stroom uit de belasting absorberen). Deze mogelijkheid is cruciaal bij het aansturen van capacitieve of reactieve belastingen zoals piëzo-elektrische devices, elektro­statische actuatoren of andere hoogspanningscomponenten die energie kunnen terugleveren aan de versterker. De 5/80-HS kan de spanning actief in beide richtingen regelen, zodat de uitgang nauwkeurig en stabiel blijft, zelfs als de belasting de spanning in de tegenovergestelde richting probeert te sturen. Dit voorkomt overshoot en maakt snelle, gecontroleerde overgangen mogelijk, wat met een eenvoudigere één- of twee-kwadrantenversterker (alleen source) niet mogelijk zou zijn.

Deze versterker heeft een vaste versterking van 1000 V/V. Om de maximale uitgang van ±5000 V te bereiken, moet u een ingang van ±5 V aanbieden. In de praktijk kan een standaard laboratorium-functiegenerator of DAC met een uitgangsbereik van ±5 V worden gebruikt om de 5/80-HS-H-CE rechtstreeks aan te sturen. Als u bijvoorbeeld een sinusgolf met een amplitude van ±1 V invoert, zal de versterker een sinusgolf van ±1000 V leveren; bij ±5 V krijgt u de volledige uitslag van ±5000 V. De hoge ingangsimpedantie (ongeveer 10 kΩ) zorgt ervoor dat de aansturende bron geen noemenswaardige stroom hoeft te leveren.

De 5/80-HS-H-CE is uitgerust met interne beveiligingsfuncties. Met name beschikt hij over kortsluit- en overbelastingsbeveiliging: als de uitgang direct wordt kortgesloten of als de belasting probeert meer stroom te trekken dan de gespecificeerde limiet (~80 mA DC of kortstondig een hogere piekwaarde), begrenst de versterker de uitgang en kan hij uitschakelen om schade te voorkomen. Er zijn statusindicatoren (en bijbehorende BNC-uitgangen voor bewaking op afstand) die aangeven wanneer de versterker in een fouttoestand gaat of buiten de regelgrenzen raakt. Dit betekent dat de versterker storingscondities op een gecontroleerde manier afhandelt door zichzelf en de belasting te beschermen – een essentiële veiligheidsfunctie bij het werken met hoge spanningen.

Voor een hoogspanningsbron is deze zeer nauwkeurig en stabiel. De DC-versterkingsnauwkeurigheid is gespecificeerd als beter dan 0,1% van full-scale; bij 5 kV betekent dit in het absolute worstcasescenario maximaal ongeveer ±5 V versterkingsfout. In de praktijk volgt de uitgang de ingang zeer lineair. De versterker heeft ook een lage uitgangsruis (in de orde van 1 V RMS of minder op een 5000 V-signaal), wat slechts een zeer klein deel (0,02%) van full-scale is. Deze lage ruisvloer en hoge stabiliteit maken hem geschikt voor precisietaken zoals kalibraties, materiaalkarakterisering of gevoelige beam steering, waarbij u een betrouwbare hoogspanningsuitgang nodig hebt zonder drift of noemenswaardige rimpel. Daarnaast wordt elke unit geleverd met een NIST-traceable kalibratiecertificaat, zodat u weet dat de uitgang is geverifieerd ten opzichte van nationale standaarden.

Ja. De versterker biedt hoogspanning aan/uit-bediening op afstand via een BNC-connector op het achterpaneel. Met deze interlock-functie op afstand kunt u de 5/80-HS-H-CE integreren in een groter systeem of een veiligheidsopstelling. U kunt die ingang bijvoorbeeld bedraden naar een veiligheids-interlockschakelaar of een laboratorium-PLC: wanneer het stuursignaal op uitschakelen wordt gezet, wordt de hoogspanningsuitgang van de versterker uitgeschakeld (of uitgeschakeld gehouden), ongeacht de instelling op het voorpaneel. Dit is waardevol om ervoor te zorgen dat de hoogspanning snel kan worden uitgeschakeld via een noodstop of computerbesturing, wat een extra veiligheidslaag toevoegt. Daarnaast heeft het voorpaneel een HV aan/uit-sleutelschakelaar of -knop (afhankelijk van het model), zodat een operator de vrijgave van de hoogspanningsuitgang handmatig kan regelen.

De 5/80-HS-H-CE is ontworpen om een breed scala aan belastingen aan te sturen, zowel resistieve als reactieve. Hij kan puur resistieve belastingen (zoals hoogohmige weerstanden of biasnetwerken) tot 5 kV aansturen, evenals sterk capacitieve of dynamische belastingen (zoals grote piëzo-elektrische actuatoren, elektro­statische chucks of diëlektrische barrière-ontladingen). Dankzij het vierkwadrantontwerp en de hoge slew-rate kan hij capacitieve belastingen uitzonderlijk goed aan, wat betekent dat zelfs als de belasting een aanzienlijke capaciteit heeft (wat normaal gesproken een fasevertraging veroorzaakt of ervoor zorgt dat de belasting stroom terug de versterker in “pompt”), de versterker stabiel en responsief blijft. Inductieve belastingen komen minder vaak voor bij hoge spanning, maar kleine inductanties (zoals lange kabels of spoelen) zijn eveneens te hanteren. Kortom: zolang de belastingseisen binnen ±5 kV vallen en de stroom binnen ±80 mA DC / ±240 mA piek blijft, zal de versterker de belasting effectief aansturen terwijl de geprogrammeerde golfvorm behouden blijft.

De 5/80-HS-H-CE-versterker heeft een volledig solid-state ontwerp en heeft daarom geen verbruiksonderdelen zoals vacuümbuizen of met olie gevulde componenten die regelmatig vervangen moeten worden – onder normale bedrijfsomstandigheden is hij in feite onderhoudsvrij. De koeling gebeurt doorgaans via interne ventilatoren en koellichamen; voor een lange levensduur wordt daarom aanbevolen de ventilatiesleuven vrij te houden en eventuele stof van filters (indien aanwezig) af en toe te reinigen. Wat kalibratie betreft: de unit wordt gekalibreerd geleverd en voor de hoogste precisie is het verstandig om volgens een aanbevolen interval (bijvoorbeeld jaarlijks of tweejaarlijks) opnieuw te kalibreren om traceerbaarheid en nauwkeurigheid te behouden. Kalibratie wordt doorgaans uitgevoerd door de fabrikant of door een geautoriseerd laboratorium met hoogspanningsmeetstandaarden. Verder is er bij dagelijks gebruik geen speciaal onderhoud nodig en zou de versterker gedurende vele jaren een consistente performance moeten leveren.