HSA-Serie – Bipolarer Hochgeschwindigkeits-Verstärker

Hohe Geschwindigkeit, große Bandbreite, hoher und stabiler Spannungsausgang sowohl bei kapazitiven wie auch induktiven Lasten

Die Serie der HSA Hochgeschwindigkeitsverstärker ist für den Test von elektronischen Bauteilen und Geräten wie Kondensatoren und Spulen geeignet und kann Prüflinge stabil ansteuern, selbst dann, wenn andere Verstärker das nicht (mehr) können. Werden auch in fortgeschrittenen Forschungsbereichen wie Medizin und Biotechnologie eingesetzt.

  • DC bis 1 MHz Frequenzbereich
  • 150 Vp-p Ausgangsspannung
  • 3 Ap-p / 6 Ap-p / 12 Ap-p Ausgangsstrom
  • 475 V/µs Anstiegsgeschwindigkeit
  • Vier-Quadranten-Betrieb
  • Niedrige Ausgangsimpedanz
  • Einstellmöglichkeiten:
    Verstärkung, Ausgangspolarität, DC-Offset-Ausgangsspannung, DC-Vorspannung des Ausgangs
  • Schutzfunktion

Die HSA-Serie

HSA42011HSA42012HSA42014NEU – ab Herbst 2023
HSA42052
FrequenzbereichDC bis 1 MHzDC bis 500 kHz
Maximale Ausgangsspannung150 Vp-p300 Vp-p
Ausgangsstrom AC3 Ap-p
1,06 Arms		6 Ap-p
2,12 Arms		12 Ap-p
4,24 Arms		5.66 Ap-p
2 Arms
Ausgangsstrom DC±1 A±2 A±4 A±2 A
Anstiegsrate475 V/µs450 V/µs
VerstärkungFix: ×1, ×10, ×20, ×50-fach
Variabel: ×1 bis ×3-fach		Fix: ×1, ×20, ×40, ×100
Variabel: ×1 bis ×3-fach

Ansicht Vorder-/Rückseite (HSA42011)

Funktionen

Stabile Leistung unter verschiedenen Lastbedingungen

Vier-Quadranten-Betrieb

  • Der Betriebsbereich des HSA42011 beträgt vier Quadranten (siehe Abbildung rechts).
  • Stromquellen und -senken sind unabhängig von positiver oder negativer Ausgangsspannung.
  • Wenn eine Wechselspannung an eine Last einschließlich Kondensatoren und Spulen angelegt wird, fließt Strom von der Last zurück. --> In diesem Fall ist ein typisches AC-Netzteil oder ein Verstärker möglicherweise nicht in der Lage, die Last zu betreiben.
  • Die HSA-Serie arbeitet stabil nicht nur mit kapazitiven Lasten wie einem piezoelektrischen Element oder einer Magnetspule, sondern aufgrund des 4-Quadranten-Ausgangs auch mit induktiven Lasten.

4-Quadranten-Betrieb und kapazitive/induktive Lasten

  • Wenn Wechselstrom an einen Kondensator oder eine Induktivität angelegt wird, erzeugt der Wechselstrom dieser Lasten eine 90°-Phasenverschiebungz mit der angelegten Wechselspannung, aber wenn die Momentanwerte von Spannung und Strom in einem 4-Quadranten-Diagramm aufgetragen werden, durchlaufen sie alle vier Quadranten.
  • Beim Anlegen von Wechselstrom an Kondensatoren und Induktivitäten ist ein 4-Quadranten-Betrieb erforderlich.
  • Ein allgemeines Gleichstromnetzteil kann nur im ersten und dritten Quadranten des Diagramms betrieben werden und ist daher nicht geeignet, um etwas anderes als ohmsche Lasten zu betreiben.

Schnelle Reaktion, große Frequenzbandbreite von DC bis 1 MHz

Hohe Geschwindigkeit und hohe Anstiegsgeschwindigkeit reproduzieren vorübergehende und sich wiederholende Operationen mit guter Sprungantwort.

  • Die Verstärker der HSA-Serie geben AC und DC aus.
    --> Daher ist es möglich, positive/negative asymmetrische Signale oder Signale auszugeben, bei denen Wechselstrom Gleichstrom überlagert.

Niedrige Ausgangsimpedanz

Aufgrund der Ausgangsimpedanz der Stromversorgung verzögert sich die Anstiegszeit einer kapazitiven oder induktiven Last.

  • Die Serie der HSA-Verstärker hält über das gesamte Frequenzband eine niedrige Ausgangsimpedanz aufrecht, unterdrückt den Spannungsabfall aufgrund der Last und arbeitet mit hoher Geschwindigkeit.
Auswirkung auf die Anstiegszeit

Wenn in der Abbildung unten der Widerstand der Ausgangsimpedanz des Netzteils R, die Induktivität L und die Lastkapazität C ist, ist der Anstieg langsam, da nur R vorhanden ist.
Wenn L = 0 ist, braucht C×R (Sekunden), um auf etwa 60 % des Endwerts anzusteigen.

Bequeme Funktionen für verschiedene Zwecke

Verstärkung einstellen

  • Nahtlose Einstellung durch kombination von fester Verstärkung × 1, × 10, × 20, × 50 und der variablen Verstärkung x1 bis x3 (Feineinstellungspotentiometer).
  • Bei der Verstärkungseinstellung ×1 wird der HSA42011 als Pufferverstärker verwendet, der die gleiche Spannung wie der externen Signalgenerator ausgibt.

Umschalten der Ausgangspolarität

  • Mit dem Schalter [INVT] an der Vorderseite kann eine Verstärkung ausgewählt werden, bei der die Eingangs- und Ausgangsphase die gleiche oder entgegengesetzte Polarität haben.
  • BTL-Verbindung mit zwei HSA42011 mit entgegengesetzter Ausgangspolarität, wobei die Ausgangsspannung und Leistung verdoppelt werden.
    ∗ BTL: Weniger symmetrischer Transformator
Der Ausgang des Signalgenerators wird geteilt und in HSA -1 eingespeist und HSA -2 hat einen gegenphasigen Ausgang in Richtung HSA -1. Die Last muss von Erdpotentialen und Signalquellen isoliert sein. Man spricht auch von einer BTL (Balanced Transformer Less) Verbindung.

Einstellung der DC-Offset-Ausgangsspannung

  • DC-Offset-Ausgangsspannung auf Null Volt einstellbar.
  • Überlagerung der Ausgangsspannung mit einer DC-Vorspannung (bis zu ±75 V)
    (Einstellung mit einem 10-Gang-Potentiometer)
  • Als Test, bei dem die Gleichspannung der Last schwankt, ist es möglich, die Wechselspannung der Gleichspannung zu überlagern.
  • Die Nenngleichspannung der Last kann mit der DC-Vorspannung des HSA eingestellt werden und überlagert den AC-Spannungsausgang des Signalgenerators.
  • Es ist auch möglich, die Frequenz des AC-Ausgangs des Signalgenerators zu wobbeln oder mit weißem Rauschen zu überlagern.

Schutzfunktion

  • Funktion zum Schutz der Last vor abnormalen Bedingungen.
  • Überlast, Überspannung, interner Stromversorgungsfehler, interner Temperaturfehler, Lüfterfehler.
  • Wenn ein Fehler erkannt wird, wird der Ausgang ausgeschaltet oder die Überlastschutzfunktion aktiviert und die Überlast- oder Fehler-LED leuchtet auf. Wenn der anormale Zustand weiterhin besteht, sind alle Vorgänge außer dem Ausschalten deaktiviert.

Andere

  • Externer Steuereingang/-ausgang
  • Ausgangsspannungsüberwachung
  • Ausgangs-Ein/Aus-Steuerung
  • Einschaltstatuseinstellung

 Frequenzgang-Daten

Anwendungen

 Kondensator | MLCC

  • Die Nachfrage nach mehrschichtigen Keramikkondensatoren (MLCCs) für mobile Geräte, Automobilgeräte und industrielle Geräte hat rapide zugenommen, mit immer größerer Kapazität bei gleichzeitiger Verkleinerung.
  • Die Kapazität des MLCC hängt von der Frequenz und Spannung ab, und die Eigenschaften werden mit einem Impedanzanalysator bewertet, der Spannung anlegt, während die Frequenz gewobbelt wird.

  Motor | Ultraschallmotor

  • In Kombination mit einem Signalgenerator (z.B.: WF-Serie) können Frequenz, Phase und Amplitude eingestellt werden, um den Motor zu testen.
  • Der Spannungsausgang ist über ein breites Frequenzband stabil und die besten Antriebsbedingungen für den Motor können überprüft werden.
  • Kürzlich wurde auch ein Ultraschallmotor entwickelt, der mit 100 kHz oder höher betrieben wird.

Anwendungen

  • Autofokus von Kameraoptiken
  • Rasterelektronenmikroskope (REM)
  • Geräte zur Herstellung von Halbleitern
  • Geräten zur Herstellung von Mikromaschinen usw.

  Magnetisches Material | Magnetischer Pulverkern, Ferritkern

  • Für magnetische Materialien werden neue Materialien entwickelt, die keine Seltenerdelemente enthalten.
  • Insbesondere hat der magnetische Pulverkern gute magnetische Eigenschaften in der Hochfrequenzbandbreite von 1 kHz oder höher.
  • Magnetische Pulverkerne werden durch Verarbeiten und Formen von Pulver mit Eigenschaften wie ausgezeichneter Formflexibilität und hoher Fertigungsausbeute hergestellt
  • Die Anwendung auf verschiedene Arten von Bauteilen wird untersucht.

Der HSA42011 wird zur Messung der B-H-Kurve zur Bewertung magnetischer Materialien verwendet.

  Piezoelectric element | Actuator, Transformer

  • Die niedrige Ausgangsimpedanz des HSA42011 bietet eine gute Sprungantwort, selbst wenn ein piezoelektrisches Element mit einer großen Kapazität angesteuert wird.
  • In Kombination mit einem Impedanzanalysator zur Messung der Resonanzeigenschaften unter tatsächlichen Bedingungen.

Anwendungen

  • Ultraschallreiniger, Injektor, kleiner Lautsprecher, Ultraschalldiagnosegerät usw.

Smartphone

  • Überprüfung der Gerätefehlfunktion aufgrund von Außengeräuschen
  • Mobile Geräte wie Smartphones können aufgrund von Gleichtaktstörungen oder Störungen durch das Netzteil eine Fehlfunktion aufweisen.
  • Die Fehlfunktion wird durch einen Test überprüft, bei dem die Wechselspannung der Gleichspannung überlagert wird.
  • Der HSA42011 kann ein breitbandiges Simulationssignal für harmonisches Rauschen bis zu 1 MHz überlagern.

Beispiel für eine Testwellenform

  • Durch Einstellen der Verstärkung auf x1 wird eine vom Signalgenerator eingestellte Niederspannung angewendet.

Elektrische Komponenten für Fahrzeuge

Hochspannung von EV-Netzteilen

  • Der weltweite Umstieg auf Elektrofahrzeuge hat die Entwicklung von EVs vorangetrieben. Die Stromversorgungen für Fahrzeuge weisen tendenziell eine höhere Spannung auf, und auch die elektrischen Komponenten für Fahrzeuge müssen Leistungsschwankungen bei höherer Spannung aufweisen.
  • In einigen Fällen ist eine bipolare Hochgeschwindigkeits-Stromversorgung für hochfrequente Spannungsschwankungstests erforderlich.

 Dielektrophorese (DEP)

  • Zelltrennung
  • Nachweis von Mikroorganismen und Viren
  • Die Dielektrophorese ist ein Phänomen, bei dem sich dielektrische Partikel im umgebenden Medium in einem ungleichmäßigen elektrischen Feld bewegen. Wird normalerweise zur Trennung und Messung von Biomolekülen angewendet.
  • In den meisten Fällen wird eine hohe Wechselspannung mit einer Frequenz um 1 MHz angelegt.
  • Eine Kombination aus kombinierter Dielektrophorese und Impedanzmessung wurde für eine bakterielle Nachweismethode untersucht.

Analyse diverser Eigenschaften von Bauteilen und Materialien durch Kombination mit dem Impedanzanalysator ZA57630.

Simulation verschiedener Testbedingungen durch Kombination mit einem Multifunktionsgenerator (WF1967/WF1968 | WF1947/WF1948 | WF1973/WF1974).
Impedanzanalysator ZA57630 Funktionsgenerator mit HSA42011

Zubehör und Optionen

Zubehör

  • 1 x Netzkabelsatz
  • 1 x Bedienungsanleitung

Abmessungen (mm)

HSA42011
HSA42012
HSA42014

Downloads

Links

Zur Produktinformation beim Hersteller:

Opens external link in new window Link zu www.nfcorp.co.jp/english/…/hsa_s/