產品概述
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
UM 系列 超高精度電壓源
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）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。
4 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 （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 |
4.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.
