609E-6-H-CE Hoogspanningsversterker 4 kV, 20 mA

Deze versterker is ontworpen om een breed scala aan lasttypen aan te sturen, waaronder sterk capacitieve of reactieve belastingen en ook resistieve belastingen. Dankzij de vierkwadrants-uitgangstrap kan hij zowel stroom leveren als opnemen; dat betekent dat zelfs als uw belasting energie terugvoedt (zoals capacitieve en inductieve belastingen doen), de 609E-6 dit aankan en een stabiele uitgangsspanning behoudt. Daardoor is hij geschikt voor het aansturen van bijvoorbeeld elektro­statische chucks, piëzo-actuatoren of elke belasting met een aanzienlijke capaciteit of inductantie, zonder prestatieverlies.

De 609E-6-versterker gebruikt een vaste versterking van 1000 V/V. In de praktijk betekent dat: voor elke 1 volt die u op de ingang zet, levert hij 1000 volt aan de uitgang. Om het volledige uitgangsbereik van ±4 kV te bereiken, stuurt u de versterker aan met een analoog signaal van ±4 V (dat kan worden geleverd door een functiegenerator, DAC of een andere bron). De versterker kan op verschillende manieren worden aangesloten (niet-inverterend, inverterend of differentieel), zodat u de beste methode kunt kiezen om uw regelsignaal toe te voeren. In niet-inverterende modus levert een ingang van 0 tot +4 V bijvoorbeeld een uitgang van 0 tot +4 kV, terwijl de inverterende modus de polariteit van het ingangssignaal omkeert. In de differentiële modus kunt u de versterker aansturen met twee complementaire signalen (Va en Vb), waarbij effectief het verschil wordt versterkt (Vout = 1000 × (Va – Vb)). Deze flexibiliteit maakt het eenvoudig om de versterker te integreren met uiteenlopende regelsystemen en signaalbronnen.

Ja, de 609E-6 is DC-stabiel, wat betekent dat hij een constante hoogspannings-DC-uitgang onbeperkt kan aanhouden. Hij kan ook AC-golfvormen en snelle spanningsovergangen reproduceren tot een noemenswaardige frequentie. De bandbreedte van de versterker bereikt ongeveer 13 kHz (-3 dB) voor signalen met een grote uitslag (dicht bij de volledige ±4 kV-uitgang), wat veel AC-toepassingen in het lage tot middelfrequentiebereik dekt. Voor signalen met een kleinere amplitude loopt de bandbreedte nog verder op (meer dan 35 kHz in kleinsignaaltermen). Praktisch gezien kunt u deze versterker gebruiken om hoogspanningssinusgolven, blokgolven of pulsen in het audiofrequentiebereik (kHz-bereik) te genereren zonder noemenswaardige vervorming. De slew rate (>150 V/µs) en een insteltijd in de orde van 150 µs voor een volledige 0-naar-4-kV-stap zorgen ervoor dat hij snel op veranderingen reageert, waardoor hij geschikt is voor uiteenlopende dynamische hoogspanningstests en -simulaties.

De 609E-6 bevat diverse veiligheids- en beveiligingsfuncties om zowel uw apparatuur als de versterker zelf te beschermen. Ten eerste heeft hij een instelbare stroombegrenzing/trip: u kunt de maximale uitgangsstroom (tot 20 mA) instellen via een draaiknop op het voorpaneel. Als de belasting meer probeert te trekken dan de ingestelde limiet, kan de versterker de stroom ofwel tot die waarde begrenzen of uitschakelen (trip), afhankelijk van de modus die u selecteert. Dit voorkomt dat er een te hoge stroom naar uw apparaat onder test loopt. De uitgangstrap is ook kortsluitbeveiligd, wat betekent dat als de uitgang per ongeluk wordt kortgesloten of er een plotselinge storing optreedt, de versterker dit (binnen de stroomlimieten) zonder schade verdraagt. Daarnaast zijn er statusindicatoren en TTL-uitgangssignalen voor storingscondities: een “Out of Regulation”-indicator laat u weten als de versterker de gevraagde uitgang niet kan handhaven (bijvoorbeeld als hij de stroomlimiet bereikt), en een “Trip Status”-indicator gaat branden als de hoogspanningsuitgang is uitgeschakeld door een storing (zoals overstroom of het verwijderen van de veiligheidsafdekking). Deze functies zorgen er samen voor dat de versterker zichzelf gecontroleerd kan uitschakelen of de uitgang kan begrenzen wanneer er iets misgaat, in plaats van catastrofaal te falen of uw belasting te beschadigen.

De 609E-6 biedt zowel lokale als externe hoogspanningsaan/uit-bediening. Lokaal is er op het frontpaneel een HV ON/OFF-drukknop waarmee u de hoogspanningsuitgang handmatig kunt in- of uitschakelen. Voor bediening op afstand heeft de versterker een TTL-logica-ingang die dient als externe interlock of aan/uit-signaal. Standaard geldt dat een TTL-"low" (0 V) op deze ingang de hoogspanningsuitgang inschakelt, en een TTL-"high" (5 V) de uitgang uitschakelt (dit logicaschema is een gangbare veiligheidsconventie). Met deze externe HV-bediening kunt u de versterker integreren in een groter systeem of een veiligheidsinterlock-keten. U kunt hem bijvoorbeeld aansluiten op een laboratoriumveiligheidsschakelaar, zodat het openen van een deur of het verwijderen van een beschermkap een TTL high naar de versterker stuurt om de hoogspanning onmiddellijk uit te schakelen. Dit is een zeer nuttige functie om de veiligheid van de operator te waarborgen en om de versterker te coördineren met andere apparatuur in geautomatiseerde testopstellingen.

Ja, de versterker bevat handige monitoruitgangen voor zowel spanning als stroom. Op het voor- of achterpaneel (afhankelijk van de modeluitvoering) vindt u BNC-connectoren die laagspannings-analoge signalen leveren die evenredig zijn met de hoogspanningsuitgang en de uitgangsstroom. De spanningsmonitor geeft doorgaans een omlaaggeschaalde replica van de hoogspanningsuitgang (bijvoorbeeld 1/1000 van de werkelijke uitgangsspanning; een uitgang van 4 kV zou op de monitor dus als 4 V worden weergegeven). Op vergelijkbare wijze geeft de stroommonitor een spanning uit die evenredig is met de belastingstroom (bijvoorbeeld 0,1 V per mA uitgangsstroom, als hypothetische schaal). Door deze monitor-BNC’s aan te sluiten op een oscilloscoop, multimeter of een systeem voor gegevensverwerving kunt u het gedrag van de versterker in real time volgen zonder een hoogspanningsprobe nodig te hebben. Dat is niet alleen handiger, maar ook veel veiliger, omdat meetapparatuur op laag potentiaal blijft. De monitoruitgangen zijn gekalibreerd en bedoeld als nauwkeurige weergaven, wat aansluit bij het feit dat de versterker als geheel gekalibreerd is. Hiermee kunt u eenvoudig de werkelijke uitgangsgolfvorm loggen of verifiëren dat de juiste spanning/stroom aan uw experiment wordt geleverd.

Elke 609E-6-versterker wordt volledig vanuit de fabriek gekalibreerd geleverd. Sterker nog: elke unit wordt geleverd met een NIST-traceable kalibratiecertificaat, wat betekent dat de metingen en uitgangsniveaus vóór verzending zijn gecontroleerd aan de hand van nationale standaarden (van het National Institute of Standards and Technology). Dit geeft je vertrouwen dat de spannings- en stroommetingen, evenals de gain-nauwkeurigheid, bij ontvangst van de versterker aan de gespecificeerde toleranties voldoen. Na verloop van tijd en bij regelmatig gebruik kunnen alle precisie-instrumenten verlopen (drift), dus het is verstandig om de versterker opnieuw te laten kalibreren volgens de aanbevolen intervallen (bijvoorbeeld jaarlijks of tweejaarlijks, afhankelijk van je kwaliteitseisen). Er zijn geavanceerde kalibratiediensten beschikbaar om de unit opnieuw te kalibreren en te certificeren, zodat deze binnen de specificaties blijft. Maar direct uit de doos kun je erop vertrouwen dat er geen extra kalibratie nodig is om de 609E-6 in precisietoepassingen in gebruik te nemen.

De 609E-6-serie is verkrijgbaar in twee netingangsversies om verschillende regionale voedingssystemen te ondersteunen. De variant 609E-6-H-CE (die we hier bespreken) is geconfigureerd voor hoge netspanning (ongeveer 200–250 VAC), wat de standaard 220–240 V AC-netten dekt zoals gebruikt in het VK, de EU en veel andere regio’s. Hij werkt op een netfrequentie van 50 of 60 Hz. Als je de versterker in plaats daarvan op een Noord-Amerikaans type net wilt gebruiken, is er een 609E-6-L-variant die is ontworpen voor een ingang van 90–127 VAC (typisch 115 V AC nominaal). Het is belangrijk om de juiste versie voor je lokale netspanning te gebruiken, aangezien de twee versies intern van elkaar verschillen (de versterker is niet auto-ranging tussen 115 en 230 V). Samengevat: voor gebruik in het VK/Europa gebruik je het “-H”-model op 230 V, terwijl je voor de VS/Japan het “-L”-model op 115 V gebruikt. Controleer altijd of de spanningskeuzeschakelaar of de aanduiding op het achterpaneel overeenkomt met jouw voeding en gebruik een netsnoer met de juiste nominale waarden (de versterker wordt doorgaans geleverd met het juiste AC-netsnoer voor de regio van aankoop).

Ja, de versterker kan in een rack worden gemonteerd met behulp van een optionele rack-montagekit. Het chassis van het apparaat zelf is ongeveer 432 mm (17 inches) breed, wat in feite de volledige rackbreedte is minus een kleine marge. De fabrikant biedt een rackadapter (model 607RA kit) die op de versterker wordt bevestigd en waarmee deze in een standaard 19-inch apparatuurrek past. Er zijn uitvoeringen van de rackkit om verschillende rackgat-standaarden te ondersteunen (bijvoorbeeld EIA of JIS). Met deze kit kunt u de 609E-6 in een rackkast bevestigen naast andere instrumenten. Zonder de kit is de versterker ontworpen om op een werkbank of plank te staan, met stevige voeten die het gewicht van circa 13 kg kunnen dragen. Afhankelijk van uw opstelling hebt u dus de flexibiliteit om hem als tafelmodel te gebruiken of hem naadloos te integreren in een rackgemonteerd systeem.