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UM系列超高精度電壓源

簡介：

UM系列超高精度電壓源是Stahl-Electronics公司UM電壓源系列中的一成員。其擁有10E-8 量級，它具有進一步先進的溫度系數和較少的電壓波動。該設備具有0- 14V 范圍三個電壓源輸出通道，擁有超高的產品精度和穩定性。3個主級電壓輸出通道，3個次級電壓輸出通道，10輔助輸出通道，1uV 的輸出電壓數字分辨率，10ppm 基本精度。

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產品概述

關鍵特性

━ 標準電壓范圍：±14 V，可定制為例如 ±30 V

━ 每個通道分辨率為25位（0.1 ppm分辨率），共3個通道

━ 10 ppm基準精度

━ 10^-8級的波動

━ 3個主級電壓輸出通道，3個次級電壓輸出通道，10輔助輸出通道

━ 1uV 的輸出電壓數字分辨率

UM系列超高精度電壓源是Stahl-Electronics公司UM電壓源系列中的一成員。其擁有10E-8 量級，它具有進一步先進的溫度系數和較少的電壓波動。UM作為全球無與倫比的三通道超高精度電壓源，提供的電壓范圍通常為±14 V。它具有極低的溫度依賴性，每開爾文10^-6 ΔV/V，且電壓的時間波動小于每分鐘10^-7 ΔV/V。

這種分辨率、穩定性和長期漂移的獨特組合使其非常適合量子計算和基于離子阱的高精度光譜分析。UM目前幾乎在全球所有高精度離子阱光譜實驗中得到應用。

該設備的電壓范圍可以定制：根據您的應用，通常會限制最大電壓，以充分發揮25位分辨率的潛力。

UM 系列超高精度電壓源

系統組成

產品系統組成

UM系列超精度電壓源適用于精密應用場合，尤其是需要非常好的短期和長期穩定性，在秒、分鐘和小時的時間周期內，波動非常小。它們超過了常規的電腦操作控制的電壓源，并接近達到了技術上可能的極限。UM 1-14-LN 超高精度電壓源有三個主通道(0- 14V 范圍)，每個通道都可以以 1μV 的分辨率進行編程，并且僅顯示10-7…10-8級的波動。三個次級輸出通道輸出提供了一個較小的電壓范圍(0-3.5V 范圍），并耦合到主通道，由內部固定分壓器提供。UM 1-14-LN輸出電壓范圍0-14V，低噪聲，波動更小，穩定性更高。

系統內部框圖

此外，UM 1-14-LN 超高精度電壓源還提供了10個附加輔助通道，這些通道具有粗略的分辨率，適用于不需要高穩定性的應用。所有輸出通道具有不同的工作模式。超高精度電壓源擁有“超高精度模式”和“快速模式”兩種工作模式。后者的精度不高，但抑制更快的切換時間。在離子阱實驗中，“快速模式”通常用于離子阱傳輸，而“超高精度模式”用于最高精度的時間段在各自的精密測量周期內需要。在兩種模式之間切換是非常困難的通過軟件命令完成。此外，附加通道可以在正常模式、關閉模式和低噪聲“衰減”模式下運行。后者提供更小的電壓階躍（~1μV），但代價是降低電壓量程。

輸出電壓通道：3個主通道 ChA，ChB，ChC，25位

3個次級通道 ChA’，ChB’，ChC’，25位

10個輔助電壓輸出通道，13位

輸出連接器（37 極子 D，母極）

前面板輸出連接器的針腳分配，前板上的視圖

為了控制設備，提供了基于LabVIEW的圖形用戶界面，該界面具有完全開放源代碼文本，使控制和集成到現有項目中變得簡單和方便實用。

考慮到離子阱的應用精度，UM 1-14-LN電壓源提供了兩個附加功能。提供了兩個附加功能。一種是將設備連接到 PC ，控制輸入（USB 連接）完全電流隔離。這允許浮動設備在很大程度上避免接地回路和天線效應。其次，外殼和內部結構的設計目標是小尺寸和抗外部磁場的堅固性，因此允許將設備定位在超導磁體或其他強磁源附近，實現了對高達 50mT 外部磁場的高電阻率，這極大地減少了由長電纜引起的天線效應和熱電效應，這在精密離子捕獲裝置中通常是一個主要問題。

UM 1-14-LN 超高精度電壓源裝置由電源適配器和電壓源主機組成

產品選型

型號	電壓范圍
UM 1-14	主通道：0.1 V… -14 V 或14V 可選次通道：25 mV… -3.5 V或3.5V 可選
UM 1-14 LN	主通道：0 V… -14 V 或14V 可選次通道：0 mV… -3.5 V或3.5V 可選
UM1-14 LN-SW	-0.4 V… +12 V or +0.4V …- 12 V overrange (reduced accuracy): -0.4 V… +14 V or +0.4 V… -14 V -0.1 V… +3 V or +0.1 V… - 3 V

UM1-14-LN產品規格參數

主通道
主通道電壓范圍	3個，電壓范圍0- 14V,25位
次級通道電壓范圍	3個，電壓范圍0- 3.5V, 25位
電壓數字分辨率	1 μV (l25 Bit 精度)
輸出阻抗	3.92 kOhm +/-1% (主通道) 490 Ohm +/-1.5% (次級通道)
準確度
@12V,主通道	偏移量在+/-25μV
@3V,次級通道	偏移量在+/-15μV
電壓波動
@10V (主通道，1 分鐘內）	typ. +/- 0.75 μVpp
@1V (次級通道，1 分鐘內）	typ. 0.20 μVpp
@10V (主通道，24h內）	typ. +/- 0.8 ppm
@1V (次級通道，24h內）	typ. +/- 1.3 ppm
老化（操作運行一年后測量）
主通道和次級通道	Typ. 5 s
輔助通道	typ. 50…150ms
老化（操作運行1年后）
輸出設置偏移量	Typ +/- 5 μV/yr
相對設定值變化	typ. 25 ppm/yr
溫度穩定性（在 21°C-24°C 的環境溫度下）
主通道偏移量	typ. +/-4 μV/K
次級通道偏移量	typ. +/-2 μV/K
主通道相對設定值	typ. +/- 0.6 ppm / K
次級通道相對設定值	typ. +/- 0.4 ppm / K
輔助通道
輔助通道電壓范圍	0.01 V- 14 V
準確度	+/-13 mV
有效精度	13位
輸出阻抗	120 Ohm +/-1%, ch1 to ch8 12k Ohm +/-1%, ch9, ch10
電壓波動（@10 V）	typ. 50 μVpp, max 150 μVpp (time period 1 minute)
遠程控制接口	USB2.0, RS 232
操作軟件	開源LabViewtm-VI 可用，基于 LabVIEWtm8.2可兼容的文件
設備尺寸	260 mm x 105 mm x 85 mm
輸出接口	37-pole Sub-D, 4 mm laboratory sockets, others on demand
重量	2 kg （不含是配器）
可承受磁場環境	max. 50mT （僅限主機）
配套電源適配器
功耗	approx. 15 W, 230Vac 50Hz
保險絲	medium fast, 800mA (EU version)
尺寸	276 mm x 105 mm x 75 mm
接口	8 pole DIN type 8,
可承受磁場環境	max. 5mT (mains adaptor)
接地	電源適配器外殼接地保護

UM 1-14-LN 超高精度電壓源波動測量圖譜

UM 1-14-LN 超高精度電壓源波動測量

波動測試數據獲取實驗背景:

10V: Channel A of UM 1-14-LN versus 10V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.

3V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN, directly measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 3V range, 4s averaging time.

1V: Channel A’ (secondary) of UM 1-14-LN versus 1V-Output of precision reference DC 1-10, measured with a Prema 5017 high precision multimeter in 0.3V range, 4s averaging time.

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