株式会社エヌエフ回路設計ブロック
計測なんでもHOTLINE 0120-545838
Google

技術情報:計測講座 

    電流源
    エヌエフの電圧電流変換モジュール
     2. 実測例

■  エヌエフの電圧電流変換モジュールVI-309F1を使用し、あるDC値(オフセット)の電流に正弦波や矩形波を重畳する方法

一つ目は正弦波の例です。5mA/Vの入力にDC1Vを、50μA/Vの入力に1Vpp/10kHzの正弦波電圧を印加した時のVI-309F1の出力波形を図1に示します。負荷抵抗として100ΩをVI-309F1の出力につないでいます。Ch1(図1 上側の波形)はオシロスコープの入力をAC結合にした測定結果、Ch2(図1 下側の波形)はオシロスコープの入力をDC結合にした測定結果です。

 

図1

 

Ch1の波形から、5mVppの正弦波が測定されます。負荷抵抗が100Ωですので、50μAppの正弦波形の電流が出力されていることが分かります。Ch2の波形はDC値として500mV、つまり5mAのDC電流が出力されていることが分かります。これらのことから、5mAのDC電流に50μAppの正弦波電流が重畳されていることが分かります。

 

二つ目は矩形波の例です。5mA/Vの入力にDC6Vを、50μA/Vの入力に10Vpp、1kHzの矩形波電圧を印加した時のVI-309F1の出力波形を図2に示します。負荷抵抗は同様に100Ω、オシロスコープの入力もCh1(図2 上側の波形)がAC結合、Ch2(図2 下側の波形)がDC結合です。

 

図2

 

Ch1の波形から、50mVppの矩形波が測定されます。負荷抵抗が100Ωなので、500μAppの矩形波形の電流が出力されていることが分かります。Ch2の波形はDC値として3V、つまり30mAのDC電流が出力されていることが分かります。これらのことから、30mAのDC電流に500μAppの矩形波電流が重畳されていることが分かります。

 

これらの測定結果のように、VI-309F1を使うと、オフセットを持った正弦波形・矩形波形の電流を簡単に出力することができます。

 

 

■  VI-309F1とA社直流電源の比較

VI-309F1と、A社直流電源のCCモードの雑音を測定した結果を紹介いたします(図3)。出力電流は直流10mAで、負荷として100Ωの抵抗を駆動し、出力電圧が1Vとなる状態での雑音を測定しています。電圧電流変換モジュールVI-309F1は変換利得の異なる二つの入力端子を持っており、ここでは5mA/Vの入力に2Vを印加することで、出力電流が10mAになるように制御しています。入力電圧は、ファンクションジェネレータと低雑音直流電源を用いて印加しました。

 

図3

 

VI-309F1(入力信号源:低雑音電源)とA社直流電源を比較すると、VI-309F1を使用した方が、どの周波数でも雑音が優れていることがわかります。

VI-309F1の出力に現れる雑音は、VI-309F1自身の雑音成分と、入力信号の雑音成分があります。入力信号の雑音は,出力電流に変換されるためです。VI-309F1の入力信号源によって差が生じているのがわかります。特に低い周波数での雑音が大きく違います。これは、ファンクションジェネレータと低雑音電源の雑音の差によるものです。今回のように、直流電流を出力する場合は、ファンクションジェネレータを入力信号源とするよりも、エヌエフの低雑音電源を入力信号源とする方が雑音を小さくすることができることがわかります。駆動方式に依らず100kHz付近から雑音が等しくなっているのは、VI-309F1の帯域外なので、入力信号による雑音が小さくなりVI-309F1の雑音が見えているからです。

 

続いて、長時間安定度を測定しました(図4)。低雑音電源を入力信号源としたVI-309F1とA社直流電源それぞれ10mAを出力させ、100Ωの抵抗を負荷として、1Vを出力した時の出力電圧を測定しました。測定開始時の値からの電流変動をプロットしています。

 

図4

 

7時間の測定を行い、VI-309F1は変動が約10ppm、A社直流電源は約30ppmの変動が観測されました。時間による出力の変動が十分小さいことがわかります。

 

 

next 

1. 電圧電流変換モジュール

3. アプリケーション例

 next

 

 


 

関連製品

 

電圧電流変換モジュール VI-206F1/VI-207F1

μAレベルの微弱な電流 印加する定電流出力増幅器。

  • 負荷抵抗 0から100kΩに対し100μA以下の電流を安定供給
  • 出力電流は入力電圧に比例(100μA/V)
  • 高速応答 周波数範囲:DC~10kHz
  • 高精度 ±3%
  • 低雑音、高安定
  • 小型・金属シールドケース 
詳細  

 

 

電圧電流変換モジュール VI-309F1

微分特性測定信号入力付 精密電流出力増幅器。

  • 負荷抵抗 0から10Ωに対して、最大±50mAまでの電流を安定供給 
  • 出力電流は入力電圧に比例(5mA/V)
  • 微分特性測定可能(MOD)
  • 高速応答 周波数範囲:DC~10kHz
  • 低雑音、高安定 
  • DIRECTは5mA/V、MODは50μA/Vの使いやすい設定 
  • 外部デバイスを保護するOUTPUT ON/OFFスイッチ付
  • 小型・金属シールドケース入り
詳細