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PRODUCTS CNTER新一代多通道高精度低噪(zao)聲綜合電(dian)學測量儀 M81-SSM 為先進測量應用提(ti)供了一種(zhong)簡單而(er)直接的方(fang)法。
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新一代多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀 M81-SSM為(wei)先進(jin)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)應(ying)用提供(gong)了一種簡單而(er)直(zhi)接的方法。M81-SSM消除了多種特定功能儀(yi)器安(an)裝(zhuang)的復雜性(xing),將直(zhi)流和(he)交(jiao)流源的便利性(xing)與測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)相(xiang)結合(he),包(bao)括(kuo)了鎖相(xiang)的靈(ling)敏(min)度(du)和(he)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)性(xing)能。這種噪聲極(ji)低的同步信(xin)號源和(he)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)系統可確保很(hen)小的儀(yi)表空間(jian)內(每臺(tai)半機架)具有 1~3 個(ge)信(xin)號源通(tong)道(dao)和(he) 1~3 個(ge)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)通(tong)道(dao)的固有同步測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)功能,因此可高度(du)適應(ying)各種材料和(he)器件(jian)研究(jiu)應(ying)用。
M81-SSM主(zhu)要特征
? 特殊的實時采樣架構實現同步源和測量(liang)
? 所有(you)通道可進行振幅(fu)、時間及頻率同步
? 專為(wei)科研級低電(dian)平測量應(ying)用設(she)計
? 為所有測量(liang)提供高度(du)可配置的鎖相(xiang)測量(liang)
? 在獨立的(de)信號鏈上同時輸出(chu)直流和(he)交(jiao)流(最高 100 kHz)信號
? 在半機架空間內集成 1~3 個通(tong)(tong)道的直(zhi)流和交(jiao)流電源(yuan)及1~3個通(tong)(tong)道的直(zhi)流和交(jiao)流測量
特殊(shu)的實時采樣架(jia)構,可實現同(tong)步源和測量
? MeasureSync™ 技術(shu)可在同(tong)一時間對(dui)所有通道進行采樣(yang),確保在相同(tong)條件(jian)下對(dui)被測器件(jian)或樣(yang)品進行測試,獲(huo)得一致性的數據
? 用戶(hu)可在所(suo)有測(ce)量通道上(shang)選(xuan)擇直流/交流振(zhen)幅和相位檢測(ce)
? 共(gong)用(yong) DAC/ADC 采樣時鐘可確(que)保3個信(xin)號源和3個測(ce)量(liang)模塊之間高度(du)精(jing)確(que)和一致的信(xin)號源/測(ce)量(liang)值時序同步(bu)
專(zhuan)為科研級低電平測量應用設計
? 線性模塊電源架(jia)構可確保盡可能(neng)低的源/測(ce)量噪聲
? 數據轉換器、模塊和(he)被測器件(jian) (DUT) 之(zhi)間為全模擬信號(hao)路徑
? 遠程模(mo)塊(kuai)可實現到被測器件(DUT)的(de)盡可能(neng)短的(de)信號路徑,從而隔離敏感模(mo)擬電路與數字電路和(he)傳統(tong)單外(wai)殼儀器設計中典型的(de)不必要干(gan)擾源(yuan)
直流(liu)儀器的(de)絕對精度+交(jiao)流(liu)儀器的(de)檢測(ce)靈敏度
? 所有源和(he)測量通道都支持直(zhi)流(liu)和(he)交流(liu)至 100 kHz 的信號
? 優化了基波(bo)、諧波(bo)和相位交流加直流偏置(zhi)測量
? 模塊化設計允(yun)許用戶靈活(huo)配置(zhi)模塊,以滿足特定應用的需要
特殊、靈(ling)活(huo)的儀器(qi)/分布式模塊架(jia)構
? 可遠程安裝(zhuang)的放(fang)大(da)器模塊可在不同(tong)儀器之間(jian)互(hu)換
? 系統重新配置時可動(dong)態識(shi)別模塊
? 使用(yong)(yong)簡潔的用(yong)(yong)戶界面(UI)和通(tong)用(yong)(yong)的應用(yong)(yong)編程(cheng)程(cheng)序接口(API),可快速(su)設置并縮短(duan)學習曲線(xian)
新一代多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀 M81-SSM組成部分
? M81主機最多可連接三(san)個(ge)源(yuan)模塊(kuai)和(he)三(san)個(ge)測量模塊(kuai)
? 對(dui)每(mei)項不同(tong)的測量交換(huan)模塊(kuai)并調整配置
? 所有模塊支持測量直流和(he)交流至100 kHz
? 所有(you)模塊均經過(guo)優化,可(ke)通過(guo)共用振幅和頻率實現超高精度測(ce)量
靈活的測量能力
新一代多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀 M81-SSM提供(gong)直流和交(jiao)流激勵及測(ce)量(liang)功(gong)能,用于表(biao)征材(cai)料和器(qi)件在低溫(wen)、室溫(wen)和高(gao)溫(wen)環境(jing)中(zhong)的性能。
在低電阻測量應用中,選擇差分電流源和電壓測量模塊組合,需要精確的激勵電流和平衡(浮動)采樣連接的降噪優勢;或者與額外的電壓源和電流測量模塊混合匹配,用于復雜的高阻抗或柵極偏置應用,這些應用需要精確的電壓控制和掃描測試機制。
與窄帶寬直流系統不同,M81-SSM模塊的工作頻率可從極低到100kHz。用戶可以選擇測量帶寬以避免1/f噪聲和測試環境噪聲高的其他頻帶。
MeasureSync™ 技術可在同一時間對所有信號源和測量通道進行采樣,確保在相同條件下對被測器件或樣品進行測試,從而獲得一致的數據。
Lake Shore MeasureLINK™ 軟件可提供可配置的測量腳本和回路,以支持各種應用。同時可以非常方便的與Lake Shore低溫探針臺、低溫恒溫器、超導磁體以及第三方系統集成。
這(zhe)些(xie)綜合能力使 M81-SSM 成為(wei)表(biao)征多種結(jie)構(gou)(gou)(包括納米(mi)結(jie)構(gou)(gou)、單層和多層原子結(jie)構(gou)(gou)、MEMS、量子結(jie)構(gou)(gou)、有機半(ban)導體和超導材料(liao))的出色(se)解(jie)決方案。
M81-SSM應(ying)用領域
直流輸運:I-V曲線,4線法 (主要模塊:VS模塊+CM模塊) 理(li)想應用(yong):二(er)維材料、納(na)米線、有機半導體 M81的優(you)勢:低電壓源噪(zao)聲、低電流測量噪(zao)聲 | |
交流輸運:交流電阻、方塊電阻和交流電流霍爾 (BCS模塊+VM模塊) 理想應用:金屬-絕緣體轉變、二維材(cai)料、超導(dao)材(cai)料 M81的優勢:交流(liu)電流(liu)霍爾:同步測量電阻和(he)霍爾電壓; 在(zai)一個(ge)低溫恒溫器中同(tong)時測量多達三個(ge)不同(tong)頻率(lv)的(de)器件 | |
光電二極管和光電晶體管 (CM 模(mo)塊 + 偶(ou)爾使用 VS 模(mo)塊) 理想應用:紅(hong)外(wai)敏(min)感材料、日盲材料、二維材料 M81的優勢:可程控(kong)偏置電壓源 | |
自旋輸運 (DC/AC: BCS 模塊 + VM 模塊) 理想應用:自旋軌道扭矩(SOT)、非局域(yu)電阻(zu)、自旋閥 M81的優(you)勢: SOT:同步測量(liang)電(dian)阻、霍(huo)爾電(dian)壓(ya)(ya)和諧波霍(huo)爾電(dian)壓(ya)(ya) | |
微分電導 (VS模塊+CM模塊) 理想應用:MIS 結、約瑟夫森結、晶體管中的缺陷(xian)表征 M81的優勢:雙(shuang) DAC 交(jiao)流和直流源(yuan)(在適當量程內) | |
熱輸運 (AC,BCS 模塊 + VM 模塊) 理想應用:熱電材(cai)料、一維材(cai)料 M81的優勢:相位相關電流源,同步諧波(bo)檢(jian)測 |
新一代多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀 M81-SSM主要參數
源通道 | |
源通道功能 | 直(zhi)流、正弦波(bo)(bo)、三角波(bo)(bo)(最(zui)高 5 kHz)、方(fang)波(bo)(bo)(最(zui)高 5 kHz) |
源同步功能 | 同(tong)步另(ling)一(yi)個通道或外部參考(kao)信號 |
頻率范圍 | 100 µHz 至 100 kHz(或模塊帶寬,以較小(xiao)者(zhe)為準) |
頻率分辨率 | 大于 100 µHz,6位數字顯示 |
頻率精度 | 0.06% |
相位噪聲 | 100 ms 時間常數,12 dB/oct: 內部參考:<0.0001° RMS @ 10 kHz 外(wai)部參考:<0.002° RMS @ 10 kHz |
動態儲備 | >120 dB (典型(xing)) |
測量通道 | |
測量通道功能 | 直(zhi)流(liu)、交流(liu)(RMS、峰值)和鎖相(X 和 Y、R 和 Θ) |
鎖相參考 | 任何(he)信號源(yuan)通道(dao)或外(wai)部參考(kao)輸入 |
參考輸入 | BNC: 正弦波(bo) ≥ 1 VPP ≥ 200 Hz;方波(bo) ≥ 1 VPP ≥ 10 mHz |
參考輸出 | BNC: 3.3 V方(fang)波 |
監視輸出 | BNC: M1 監視(shi)器(qi)(qi),M2監視(shi)器(qi)(qi),M3監視(shi)器(qi)(qi),手動輸出 |
數字輸入 | 6 針 3.5 毫米可(ke)拆卸接線(xian)板: 2 個 TTL 兼容(rong)輸入: Vhigh 標稱電壓 3.3 V;Vlow電壓: 0 V |
數字輸出 | 6 針 3.5 毫米(mi)可拆卸接線板: 2 個 TTL 兼(jian)容輸入: 3.3 Vhigh 標稱(cheng)電壓 @ 1 mA |
總諧波失真 | <0.1%,從DC到100 kHz,典型值 |
采樣率 | 375 kSa/s |
預熱時間 | 60 分鐘(zhong)達到指丶(zhu)定精度 |
隔離 | 測量(liang)公共端(duan)與機箱接(jie)地隔離(li) |
前面板顯示 | 5英寸電容觸摸(mo)屏(ping),彩(cai)色TFT-LCD WVGA(800×480),帶LED背光 |
系統速度 | |||
USB | GPIB | 以太網 | |
數據傳輸最大讀取速率(記錄(lu)/秒) | 5000 | 5000 | 5000 |
數據(ju)傳輸最(zui)大數據(ju)吞吐量(kB/s) | 20 | 40 | 80 |
典型 SCPI 查詢響(xiang)應時間 (ms) | 15 | 20 | 60 |
MeasureSync™ 架構說明
MeasureReady 新一代多通道高精度低噪聲綜合電學測量儀 M81-SSM 采用特殊的(de) MeasureSync™ 信號同步技術,可在(zai)每(mei)個通(tong)道上進行連(lian)續數(shu)據采樣,其(qi)噪聲和靈敏(min)度水平(ping)與其(qi)他高水平(ping)的(de)科(ke)研(yan)級(ji)信號源(yuan)和測量儀(yi)器(qi)相當。M81-SSM減少了(le)(le)(le)所需儀(yi)器(qi)和軟(ruan)件(jian)的(de)數(shu)量和類型,簡化(hua)了(le)(le)(le)復雜材料表(biao)征操作的(de)設置和運行。它(ta)通(tong)過單一(yi)界面(mian)統一(yi)了(le)(le)(le)所有配置和實驗功(gong)能(neng),并使用功(gong)能(neng)強大的(de) MeasureLINK™ 軟(ruan)件(jian)進行進行測量。
傳統儀器搭建 | 多器件測試的傳統儀(yi)器搭建 ? 典(dian)型的(de)材料和(he)器件表征應用需(xu)要直(zhi)流(liu)和(he)交流(liu)儀器的(de)組合(he) ? 傳(chuan)統實驗(yan)裝置通常涉及物理尺寸(cun)較(jiao)(jiao)大的采(cai)樣儀(yi)(yi)器設備(bei),需要在樣品(pin)和儀(yi)(yi)器之間使用較(jiao)(jiao)長(chang)的信號電纜 ? 許多(duo)應用需要多(duo)個(ge)源(yuan)通(tong)道(dao)(dao)(dao)和多(duo)個(ge)測量通(tong)道(dao)(dao)(dao),而同步所有通(tong)道(dao)(dao)(dao)是(shi)一項(xiang)極大的挑戰 ? 模塊(kuai)化(hua)的(de)(de) "機架和堆疊 "方(fang)法需要操作人員具(ju)備高水平的(de)(de)技(ji)能才(cai)能取得可靠的(de)(de)結(jie)果 ? 隨著信號(hao)源和測量(liang)通道數量(liang)的(de)增加(jia)(jia),對冗余、獨立儀器的(de)需(xu)求也隨之(zhi)增加(jia)(jia),但可(ke)能會增加(jia)(jia)總體實施成本 |
M81同步源測試 | M81-SSM優勢: ? 減少獨立儀(yi)器的數量,使安裝和(he)操作(zuo)更加簡便,并將直流皮安表(biao)、電壓表(biao)和(he)交流鎖相(xiang)放大器的功能結合在一(yi)起 ? 減(jian)少信(xin)號源、測量和樣品(pin)之間的(de)信(xin)號電(dian)(dian)纜(lan)數量和長(chang)度,最大限度地減(jian)少寄生現象(漏電(dian)(dian)、噪聲(sheng)、電(dian)(dian)阻和電(dian)(dian)抗) ? 增加通道數量實(shi)現同步或(huo)并(bing)行的樣品/器件測試 ? 通過(guo)簡單地為各種(zhong)應(ying)用(yong)測(ce)試交換模塊配置(zhi),即可輕(qing)松(song)實(shi)現重新配置(zhi) ? 成本(ben)遠低于傳統的(de)多儀器配置 |
特殊的信(xin)號技術模(mo)塊
M81-SSM系統提供直流至 100 kHz 的精密電子信號源和測量功能,具有 375 kHz (2.67 μs) 信號源/測量數字化率,最多可連接 3 個信號源和 3 個測量前端模塊。
所有模塊均采用線性電路設計,由高度隔離的線性電源供電,確保盡可能低的電壓/電流噪聲,可與先進的鎖相放大器和科研級源和測量儀器相媲美。
這(zhe)些具有嵌入式校準(zhun)數(shu)據的(de)(de)可快速(su)更換模塊(kuai)能夠在實驗(yan)設置期間和(he)實驗(yan)設置之間進行快速(su)測量(liang)重新(xin)配置。模塊(kuai)結(jie)構緊湊(cou)、屏蔽(bi)良好(hao),可根據應用要(yao)求和(he)用戶偏好(hao)進行遠(yuan)程、機(ji)架或臺式安裝。為實現(xian)與主(zhu)儀器的(de)(de)互連(lian),模塊(kuai)標配 2 米(mi)(mi)電纜(lan),但用戶也可以(yi)(yi)訂購 8 米(mi)(mi)延長(chang)電纜(lan),以(yi)(yi)實現(xian)長(chang)達 10 米(mi)(mi)的(de)(de)連(lian)接。
M81-SSM內置功能:
■ 雙交(jiao)流(liu)和(he)直(zhi)流(liu)量程信(xin)號源,只需一個模塊(kuai)(VS-10電壓源模塊(kuai))和(he)樣品/器(qi)件(jian)連接,即(ji)可實(shi)現對直(zhi)流(liu)、交(jiao)流(liu)或直(zhi)流(liu)疊加(jia)交(jiao)流(liu)幅值信(xin)號的精確(que)、全(quan)面控制 | ■ 無縫量程(cheng)變(bian)(bian)化(hua)測量,在(zai)需(xu)要多次量程(cheng)變(bian)(bian)化(hua)的信號(hao)掃描應用中,可顯(xian)著(zhu)減(jian)少或消(xiao)除典型的量程(cheng)變(bian)(bian)化(hua)引起的測量偏移/不連續(xu)(VM-10 模(mo)塊) |
將交流(liu)和直(zhi)流(liu)集(ji)成到(dao)單一信(xin)號(hao)源(yuan)和測量模(mo)塊(kuai)中:
? 簡化(hua)與被測(ce)設備的連接
? 簡(jian)化接地(di)回路連接方(fang)案(an)
? 無需(xu)更改硬件或連(lian)接,通(tong)過設(she)置程序即可實現直流和交流信號的源(yuan)激(ji)勵和測量(liang),簡化(hua)了測試(shi)編程
? 可使用(yong)直流(liu)偏置(zhi)進行交流(liu)調(diao)制,并提供高度靈活的信號和測量分辨率選項
源模(mo)塊和測量模(mo)塊概覽
BCS-10平衡電流源模塊 該模塊提供 1 pA 至 100 mA 的可(ke)程控電流,最大順從(cong)電壓±10 V,從(cong)直流至100 kHz正弦輸出。 | VS-10電壓源模塊 該模塊可提供±1 nV 至 ±10 V 的可程控電(dian)壓,最大(da)順從電(dian)流 100 mA ,從直(zhi)流至100 kHz 正弦輸出。 |
CM-10電流測量模塊 該模(mo)塊可在直流至(zhi) 100 kHz 范(fan)圍內,以接近零(ling)的輸入偏置電(dian)壓測(ce)量(liang) fA 至(zhi) 100 mA 的電(dian)流,包括(kuo)幅值、相(xiang)位和諧波檢測(ce)功(gong)能(neng)。 | VM-10電壓測量模塊 該模(mo)塊可(ke)在直流至 100 kHz范圍內,提(ti)供從nV到 10 V 電(dian)壓測量,包(bao)括(kuo)振幅(fu)、相位和諧波(bo)檢(jian)測功能(neng)。 |