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關(guān)鍵特性

━ 標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍：±14 V，可定制最高至 ±90 V

━ 3 個(gè)通道，每通道分辨率均為 25 位（0.1 ppm 分辨率）

━ 10 ppm 基準(zhǔn)精度

━ 10?? 級(jí)的波動(dòng)水平

━ 3個(gè)主級(jí)電壓輸出通道，3個(gè)次級(jí)電壓輸出通道，10輔助輸出通道

━ 1uV 的輸出電壓數(shù)字分辨率

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(jí)，它具有進(jìn)一步先進(jìn)的溫度系數(shù)和較少的電壓波動(dòng)。UM作為全球無與倫比的三通道超高精度電壓源，提供的電壓范圍通常為±14 V。它具有極低的溫度依賴性，每開爾文10^-6 ΔV/V，且電壓的時(shí)間波動(dòng)小于每分鐘10^-7 ΔV/V。

這種分辨率、穩(wěn)定性和長期漂移的獨(dú)特組合使其非常適合量子計(jì)算和基于離子阱的高精度光譜分析。UM目前幾乎在全球所有高精度離子阱光譜實(shí)驗(yàn)中得到應(yīng)用。

該設(shè)備的電壓范圍可以定制：根據(jù)您的應(yīng)用，通常會(huì)限制最大電壓，以充分發(fā)揮 25位 分辨率的潛力。

UM 系列超高精度電壓源

產(chǎn)品系統(tǒng)組成

UM系列超穩(wěn)定電壓源專為精密應(yīng)用而設(shè)計(jì)，適用于對(duì)短期和長期穩(wěn)定性要求極高的場(chǎng)景。該系列產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)秒、分鐘、小時(shí)時(shí)間尺度上低至10??量級(jí)的極小幅值波動(dòng)。其性能超越標(biāo)準(zhǔn)PC程控電壓源數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，已接近當(dāng)前技術(shù)可行性的極限。

UM系列提供三個(gè)主通道（±14V量程，可選配±32V、±60V或±90V量程），每個(gè)通道的編程分辨率在±14V量程下約為1 μV，在±90V量程下約為10 μV。三個(gè)“從屬”或“輔助”輸出通道可提供更小的電壓范圍（約為原量程的1/4），在基礎(chǔ)版本（±14V量程）中，這些輔助通道通過內(nèi)部固定分壓器與主通道耦合。此配置適用于±14V及以下量程的版本。

UM 1-14 - LN（低噪聲）型號(hào)是進(jìn)一步優(yōu)化的版本，具有更小的波動(dòng)和更高的穩(wěn)定性。型號(hào)中帶有“-SW”后綴的版本具備輸出極性可切換功能，適用于例如離子阱中正負(fù)離子切換（如物質(zhì) ? 反物質(zhì)離子捕獲）等應(yīng)用場(chǎng)景。

UM系列設(shè)備適用于僅需較小電流輸出、但對(duì)最高電壓穩(wěn)定性有苛刻要求的應(yīng)用（另請(qǐng)參閱艾倫方差圖）。

系統(tǒng)內(nèi)部框圖

（請(qǐng)注意，電壓高于±14V量程的版本不提供輔助通道）

此外，設(shè)備還提供10路附加輔助輸出通道，具有較低的分辨率，適用于不需要高穩(wěn)定性的應(yīng)用場(chǎng)景。

所有輸出通道均支持不同的工作模式。超高精度通道可在“超高精度模式”或“快速模式”下運(yùn)行。后者不具備高精度（實(shí)際有效分辨率僅為13位），但開關(guān)時(shí)間更短。在離子阱實(shí)驗(yàn)中，“快速模式”通常用于離子輸運(yùn)，而在精密測(cè)量周期中需要最高精度的時(shí)段，則使用“超高精度模式”。模式切換通過軟件命令完成。

此外，附加輔助通道可工作在正常模式、關(guān)斷模式和低噪聲“衰減”模式下。衰減模式以減小電壓范圍為代價(jià)，提供更小的電壓步進(jìn)（約1 μV）。

輸出電壓通道：3個(gè)主通道 ChA，ChB，ChC，25位

3個(gè)次級(jí)通道 ChA’，ChB’，ChC’，25位

10個(gè)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(shè)備，提供基于LabVIEW開發(fā)的圖形用戶界面，該界面具有完全開源的文本代碼，使得設(shè)備控制及集成到現(xiàn)有項(xiàng)目中變得簡(jiǎn)單便捷。基于ASCII碼的命令語言也支持使用MATLAB、Python甚至標(biāo)準(zhǔn)COM口風(fēng)格的簡(jiǎn)單文本終端程序輕松控制設(shè)備。

考慮到離子阱等精密實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用需求，UM電壓源還提供了兩項(xiàng)附加功能。其一，連接設(shè)備與PC的控制輸入端（USB）實(shí)現(xiàn)了完全電氣隔離。這使得設(shè)備可以浮地運(yùn)行，并在很大程度上避免了地環(huán)路和天線效應(yīng)。其二，外殼及內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)小尺寸和對(duì)雜散磁場(chǎng)的強(qiáng)抗干擾能力。最終實(shí)現(xiàn)了高達(dá)50 mT的外部磁場(chǎng)抗擾度，使設(shè)備能夠放置在超導(dǎo)磁體或其他強(qiáng)磁場(chǎng)源附近。這極大程度地減小了長距離線纜所帶來的天線效應(yīng)，尤其是熱電效應(yīng)——而在精密離子阱裝置中，這一問題通常是一個(gè)主要難題。

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(jī)組成

選型指南

請(qǐng)注意：UM 1-32、UM 1-60、UM 1-90 版本不帶輔助通道。另請(qǐng)注意，各版本主通道在“快速模式”和“斜坡模式”下的電壓范圍如下：14V 版本約為 ±14V；32V 版本約為 -3V 至 +32V（極性反轉(zhuǎn)時(shí)為 +3V 至 -32V）；60V 版本約為 -4V 至 +60V（極性反轉(zhuǎn)時(shí)為 +4V 至 -60V）；90V 版本約為 ±15V。

其他主要規(guī)格參數(shù)（更多規(guī)格參數(shù)請(qǐng)下載產(chǎn)品手冊(cè)查閱）：

編程分辨率：

─ 1 μV（LabVIEW 默認(rèn)值，內(nèi)部 25 位分辨率）

─ 4 μV（適用于 UM 1-32、UM 1-60 版本）

─ 10 μV（適用于 UM 1-90 版本）

輸出電阻：

─ 4 kΩ ±1%（UM 1-14，主通道）

─ 5 kΩ ±1%（UM 1-14，輔助通道）

─ 3.92 kΩ ±1%（UM 1-14 LN (-SW)，主通道）

─ 4.3 kΩ ±4%（UM 1-14 LN (-SW)，輔助通道）

─ 100 Ω ±1.5%（UM 1-32）

─ 可選更低輸出電阻（根據(jù)需求，地浮空）

─ 1 kΩ ±1.5%（UM 1-60、UM 1-90）

允許輸出電流：

─ ±1.5 mA（UM 1-14）

─ ±350 μA（UM 1-32）

─ ±40 μA（UM 1-60）

─ ±80 μA（UM 1-90）

UM系列的核心應(yīng)用場(chǎng)景集中在量子技術(shù)和離子阱精密測(cè)量?jī)纱笄把乜蒲蓄I(lǐng)域，其不可替代的優(yōu)勢(shì)在于將高分辨率、極低波動(dòng)和長期穩(wěn)定性三者結(jié)合于一體。

─ 量子計(jì)算

─ 基于離子阱的高精度質(zhì)譜分析

─ 離子阱光譜實(shí)驗(yàn)

─ 物質(zhì)與反物質(zhì)離子捕獲（-SW型號(hào)）

─ 其他需要超高電壓穩(wěn)定性的精密實(shí)驗(yàn)