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アクシス・ネット技術コラム

技術コラムを連載でお届けいたします。
「ケースレー428−PROG型電流電圧変換アンプのエミュレーション・モード搭載したA4280高速電流電圧変換アンプ」の開発現場より、不定期でお送りします。
技術コラム : 電圧パルスと電流パルス: A4280 高速電流電圧変換アンプ開発室より
投稿日時: 2010-11-17 9:01:37 (10042 ヒット)
(電圧パルスと電流パルス)
通常パルスを測定すると言うと
電圧パルスです。一番簡単な例は、
オシロスコープで波形を見ます。
最近のデジタル・オシロは、パルスパラメータとして
自動計測してくれるものがほとんどです。
昔と比べるとメモリも長くなり、サンプリングも速く
バンド幅も十分広くなっています。
(昔とは、テクトロニクスがアナログのオシロスコープを
やめたころ。コレで筆者の年齢がばれてします。)

さて、よく言われているバンド幅と立上り時間の関係
(立上り時間)= 0.35 /(バンド幅)
簡単に書くと 350MHz/1ns 
 1ns の立上り波形を見る場合350 MHzのバンド幅の測定器が必要です。
 2ns であれば 175MHzが必要です。
後は、サンプリングによるエリアジングが起こらないことが必要です。

方形波の立上りを測定する場合、エッジに最低4点は欲しいので
1ns の立上りを見るには、4GS/s以上が必要です。
10μs間に発生する1nsの立上りパルスを見つける場合、
バンド幅350MHz サンプリング4GS/s メモリー40Kが必要で
ナイキストの定理よりかなり高速のサンプリングが測定には
必要になります。(ナイキストの定理は、また別の機会に説明します)

さて、電圧パルスの測定はこのように3つのことに気をつけるのですが、
これが、電流となるともう一ひねりという感じです。

高速電流をオシロと電流プローブで測定すると
電圧レンジのバンド幅と電流プローブのバンド幅の違い、更に電流アンプの動作時間
(通常 数10ns- 100ns)ずれてしまいます。
電流プローブは、ホール素子を使用して電流により発生する磁界で
電流を測定します。誘導を利用しているので電圧測定よりバンド幅が低いことがあります。
その上、誘導を利用しているので正確に測定できるのは、
10mA程度以上の電流測定となり微小電流測定は難しい。
では、シャント抵抗でオシロで見たらどうなるの?
高速信号(だいたい10MHz以上)では、インピーダンスが問題になり50Ωのマッチングを
取らないと信号が正しく測定できません。
この為、微小電流を電圧に変換するには、インピーダンスの低く帯域のある電流アンプが必要になります。
アクシス・ネットでは、いろいろな電流アンプを開発しております。


【関連記事】
・高速電流測定について: A4280 高速電流電圧変換アンプ開発室より
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A4280 高速電流電圧変換アンプ
ケースレー428−PROG型電流電圧変換アンプの エミュレーション・モード搭載


4280A 高感度電流電圧変換アンプ仕様

投稿者: axis


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