200V高壓放大器的技術特性與應用實踐

200V高壓放大器的技術特性與應用實踐

一、概述

HCAM-200V專為需要超出大多數波形、函數或脈沖發生器的標準電壓限制的高壓放大應用而設計。HCAM-200V的最大輸出電壓為 400Vp-p，標配+50的固定增益。額定電流為100mA，輸出阻抗為0.2 ?。有獨立的緩沖電壓監測器輸出，用于需要低電平輸出信號表示的應用。對于50 ?的輸入，緩沖器的減少量為20:1，對于1 M?及以上的輸入，減少量為100:1。電流限制功能在兩個方向上感測輸出電流。這為放大器在運行過程中提供了最大的保護。內置電源監控器通過跟蹤直流電源來保護功率放大器。如果發生高壓直流故障，監測器將斷開電源與功率放大器的連接。循環電源可重置故障。放大器可以驅動高達200pF的電容性負載，同時保持超過1 MHz的全功率帶寬。

為了最大限度地保護用戶安全，輸出端接地到儀器殼體，以防止意外的電壓回路。后面板上設有接線柱，用于直接機殼接地連接。HCAM-200V是經濟高效的解決方案，適用于需要低失真和精確信號放大的特殊應用。這些裝置適用于需要高電壓的高頻材料測試應用。

二、技術特性

1. 高輸出電壓

   - 200V高壓放大器的主要特性之一是其能夠輸出高達200V或以上的電壓。這使得它適用于需要高電壓驅動的應用場景，如壓電陶瓷驅動、靜電場控制等。

2. 低失真與精確信號放大

   -這類放大器通常具有低失真的特性，能夠精確放大輸入信號，而不引入額外的諧波或噪聲。這對于需要高質量信號放大的應用至關重要，如精密測量、信號處理等。

3. 寬頻帶特性

   -200V高壓放大器通常具有較寬的頻率帶寬，能夠處理從低頻到高頻的寬范圍信號。這使得它在多種應用中都能提供穩定的性能，包括高頻材料測試、通信系統等。

4. 高輸入阻抗

   -高輸入阻抗使得200V高壓放大器能夠接收微弱信號并進行有效放大，而不會對輸入信號產生顯著影響。這對于低電平信號放大和噪聲抑制具有重要意義。

5. 安全保護機制

   -為了保護設備和用戶的安全，200V高壓放大器通常配備了多種安全保護機制，如過流保護、短路保護、過熱保護等。這些機制能夠在異常情況下自動切斷電源或降低輸出電壓，從而避免設備損壞或人員傷害。

6. 穩定性與可靠性

   -200V高壓放大器在設計時注重穩定性和可靠性，以確保在長時間運行下仍能保持穩定的性能。這通常包括采用高質量的元件、優化的電路設計和嚴格的制造工藝。

三、應用實踐

1. 科研領域

   -在物理、化學、生物醫學等科研領域中，200V高壓放大器被廣泛應用于各種實驗和研究中。例如，在核物理學中，它可用于驅動離子加速器；在光學研究中，它可用于驅動光源和激光器產生更強的光束。

2. 工業測試

   -在工業測試中，200V高壓放大器用于檢測電器設備的耐壓性能、材料的力學特性以及半導體器件的測試等。這些測試對于確保產品的質量和可靠性至關重要。

3. 壓電陶瓷驅動

   -壓電陶瓷是一種能夠將電能轉換為機械能的材料。200V高壓放大器常被用于驅動壓電陶瓷，以實現高精度的位移控制、振動控制等。這在超聲波發生器、精密定位系統等應用中具有重要意義。

4. 靜電場控制

   -在某些應用中，如電子束聚焦、離子束刻蝕等，需要精確控制靜電場的強度和分布。200V高壓放大器能夠提供穩定的高電壓輸出，從而實現對靜電場的精確控制。

5. 通信系統

   -在通信系統中，200V高壓放大器可用于放大射頻信號，以增強信號的傳輸距離和抗干擾能力。這對于提高通信系統的性能和穩定性具有重要意義。

四、產品參數

輸入阻抗 ：50 Ω直接耦合

輸出電壓范圍 ：0 ~ ±200 V直接耦合（400 V p-p）

最大輸出電流：100 mA

最大輸出功率：200 W

輸出阻抗：< 0.2 Ω

電壓增益：+20 標配（10 ~ 100可按需定制）

小信號帶寬：直流至2 MHz-典型（-3 dB）-參考圖1

全功率帶寬：1 MHz/400 Vpp正弦-典型（-0.1 dB）（CL<200 pF）

壓擺率：>250 V/μs

方波響應：200V 步進小于0.8μs

畸變：＜2%，  50Ω電壓監測器輸出50Ω輸入Z（200:1比率）     >1 MΩ輸入Z（100:1比率）

安全性：符合IEC 61010-1，CE標志

輸入電源電壓：AC：220 V 50 Hz

額定功率：200 W

尺寸：96 mm H x 220 mm W x 465 mm D

重量：8 kg

工作溫度：0 ~ 45℃