株式会社エヌエフ回路設計ブロック
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微少信号測定器

newプログラマブル電流増幅器

CA5351

特長

高利得・広帯域

1010 V/AのときにDC〜14 kHz、109 V/AのときにはDC〜70 kHzと、他にはない高利得と広帯域の両立を実現しました。また106 V/A以下では、DC〜500kHz、応答速度 0.7 μsであり、高速信号にも対応します。

 

利得─周波数特性

 


利得可変 103〜1010 V/A

103/104/105/106/107/108/109/1010(V/A)の8レンジ、10倍ステップで、利得を設定できます。測定条件によって変化する電流値やセンサにあわせて、最適な利得に設定可能です。

 


高速応答・安定動作

利得106 V/Aで0.7 μsの高速応答を実現し、光学系の高速パルス応答の信号処理に対応可能です。
独自の回路設計技術により、センサや接続ケーブルの入力付加容量に対しても安定に動作し、発振の心配がありません。
また、パルス応答に対してもオーバシュートやリンギングが発生しません。
高速応答と広帯域を両立し、かつ入力側の容量に対しても安定していることにより、多様なセンサに対応します。

 

高速応答

利得106 V/Aのとき、立ち上がり時間 0.480µs

横軸: 200 ns/div. 縦軸: 2V/div.

パルス応答特性

利得:109 V/A、Cs:入力─GND間容量

 


広い電流入力範囲をカバーし、多様なセンサ信号に対応

 は、CA5351が対応可能な電流範囲です。(SN比 20 dB以上)

 


電流サプレッション ±8 nA 〜 ±8 mA

フォトダイオード、フォトトランジスタなどの光電変換素子では、入射光がないときに、暗電流と呼ばれる微弱な電流が流れます。利得の高い電流増幅器では、入力のわずかな直流電流が出力では大きな電圧となり、増幅器が飽和して、測定が不可能となります。
CA5351は、低雑音かつ安定度の高い、高分解能サプレッション電流源を内蔵。この電流源は、入力電流に対して加算や相殺をすることができます。例えば、暗電流やリーク電流を打ち消すことで、検出したい信号を高いSN比で測定することが可能となります。
手動設定のほか、“オートサプレッション”により、暗電流等の不要な直流電流成分を自動でキャンセルすることもできます。

10 μAの直流電流が重畳している場合

● 電流サプレッションなし

利得106 V/A以上にすると、出力が飽和します。

● 電流サプレッションあり

10μAの電流をキャンセルすることで、利得を106 V/A以上に設定でき、より詳細に信号の変動を測定可能です。

 


低雑音 可変フィルタ・低雑音直流電源内蔵

入力換算雑音 2.5 fA/ √Hz(1010 V/A, 55 Hzにおいて)の超低雑音を実現しました。
また、応答速度1μs〜300 msの範囲で、1-3シーケンスの12通りに設定可能なフィルタを内蔵し、雑音成分を除去して、SN比を向上させることが可能です。アプリケーションに応じて、SN比や応答速度を最適化して使用できます。
さらに、電源部に当社独自の技術を用いた低雑音直流電源を採用するなど、微弱な電流の増幅に不可欠な“低雑音”を追求しています。


 

データが示す高いパフォーマンス

広帯域と高利得、さらに低雑音は、トレードオフの関係にある性能です。下のグラフは、CA5351と他社の電流増幅器の性能を比較したデータです。横軸の高域遮断周波数が高いほど、広帯域であることを示します。

2020年9月当社調べ

 


その他、便利な機能を搭載

表示器のバックライト輝度

OFFを含めて4段階設定
光の影響を受けやすい実験でも使用可能

設定保存メモリ

10通り

オーバ検出

過大信号を検出して、オーバ状態を表示
電流・電圧変換後の信号(入力オーバ)と出力コネクタの
信号(出力オーバ)を各々検出し、個別に表示

 

 

 

低雑音増幅器セレクション