株式会社エヌエフ回路設計ブロック
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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
     3. アプリケーション例
  • HILSの電流出力センサのモデルとして

  •  

    レーザダイオード(LD)やLED駆動電流源として

    デモ動画: 低雑音電流源によるレーザダイオードのS/N比改善
    lp6016-01_movie_ld

     

     

    レーザダイオード(LD)は光通信や光を用いた測距、分析装置など幅広い用途で使用されます。レーザダイオードの品質は、年々向上する傾向にあり高品質なレーザ光が得られるようになってきていますが、レーザダイオード自体の性能が良いだけでは安定した雑音の少ない光を出力できるとは限りません。


    一般的なレーザダイオードの多くは定電流駆動であり、多くの場合、電流値の可変機能や変調信号を重畳する機能を備えた市販のLDドライバが使用されます。このLDドライバの雑音性能や安定性は出力されるレーザ光の品質に大きく影響しますので、低雑音な定電流源を用いる必要があります。


    さて、実際にLDドライバの性能がレーザ光の品質にどの程度影響するのかを、図1に示す測定系において評価しました。図1の左端に示す定電流源として、市販の一般的なLDドライバ(LDメーカの提供する専用の駆動源)を使用した場合と、当社LP6016-01とVI-309F1を組み合わせて定電流源として使用した場合とで比較しています。


    図1. 評価時の測定系

    図1



    結果は図2~3に示す通り、一般的なLDドライバを用いた時と当社LP6016-01とVI-309F1を使用した時では、信号対雑音比(S/N比)がおよそ5倍以上違うことが分ります。


    また図4に示す通り、スペクトルで見ると広帯域に渡って雑音が約10倍(20dB)違うことが分ります。


    このように、同じレーザダイオードを用いたとしても駆動する電流源の性能によって、出力に大きな差が生じます。より高品質なレーザ光を得るには、電流源の性能に気を付ける必要があることが分ります。


    図2. 波形比較(リアルタイム)

    図2

    図3. 波形比較(平均化16回)

    図3

     

    図4. スペクトル比較

    図4


    Point

    当社LP6016-01とVI-309F1を組み合わせて定電流源として使用した場合、設定分解能は25nAまたは2.5μAです。

    LP6016-01の出力電圧分解能: 500μV

    VI-309F1の電圧電流変換係数: 5mA/Vまたは50μA/V

    リンク 光センサ(フォトダイオード)の雑音改善例はこちら

     

     

    電気・油圧サーボ弁の制御電流源として

    油圧サーボ弁の一部の製品は、電流で制御を行います。VI-309F1の最大出力電流は±50mAで両極性の電流を出力可能なので、幅広い油圧サーボ弁の制御に使用できます。

     

     

    HILSの電流出力センサのモデルとして

    HILSで使われる電流出力センサを模擬するために、エヌエフの電圧電流変換モジュールが使用できます。変換利得の異なる三機種(100µA/V,1mA/V,50mA/V)をラインナップしていますので、センサの仕様によって選ぶことが可能です。

     

     

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    2. 実測例

       

     

     


     

    関連製品

     

    精密低雑音直流電圧源 LP6016-01/LP6016-01P

    センサやデバイスの高品質なバイアス電圧源・制御電圧源として研究開発時の評価から製品出荷試験まで幅広いニーズに対応。

    • 出力雑音電圧:10 μVrms以下typ.(帯域幅 10Hz ~ 20MHz)
    • 出力安定度:±10 ppm/℃ typ.
    • 出力電圧:
      LP6016-01 0 ~ ±16.1 V
      LP6016-01P 0 ~ +16.1 V(2出力、V1,V2)
      設定分解能:500 μV
      設定確度:±(0.03%+250 μV)
    • 出力電流:最大0.1A 
    • 外部制御インターフェース:USB、RS-232、LAN   
    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