GS820 MEHRKANALIGE DC-QUELLE MIT MESSFUNKTIONEN

Das GS820 verfügt über zwei analoge Kanäle, wobei jeder Kanal eine Konstantspannungsquelle (VS), eine Konstantspannungsquelle (IS), ein Voltmeter (VM) und ein Amperemeter (IM) enthält. Die beiden Kanäle sind isoliert.

USB storage Anwendungsbeispiele 
  • DC-Spannungs-/Stromreferenz, Impulsspannungs-/Stromquelle 
  • U-I Kurvenverlauf, Halbleiter-Parametertest 
  • Erzeugung beliebiger Signale 
  • Elektronische Last, Widerstandsmessung 
  • Produktionstest

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Ein Vier-Quadranten-Betrieb als Quelle (Stromquelle) und Senke (Stromsenke) ist in einem Bereich bis 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A möglich. Die Ausgangs- und Messauflösung liegt bei 5,5 Stellen. Zu den weiteren Merkmalen gehören: 

  • Isolierte zweikanalige Quellen- und Messfunktion 
  • Quellen- und Messbereiche: 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A 
  • Kleine Strombereiche mit einer Auflösung von 200 nA oder 1 pA 
  • Generierung beliebiger Signale mit bis zu 100.000 Punkten in 100 μs Intervallen 
  • Kanal-Erweiterung durch Master-Slave-Synchronisation 
  • Hohe Testgeschwindigkeiten 
  • 16 Bit Digital-I/O (Modell 765602) 
Tm Gs820 02
Beispiel 2-Kanal Anzeige
(256 x 64 Punktmatrixanzeige)


Quellen- und Messbereiche 

Ein Vier-Quadranten-Betrieb als Quelle (Stromquelle) und Senke (Stromsenke) ist in einem Bereich bis 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A möglich. Die Ausgangs- und Messauflösung liegt bei 5,5 Stellen. 


  • Spannungsbereiche:     
    • 200 mV, 2 V, 7 V und 18 V
  • Maximaler Ausgangsstrom:    
    •  ±3.2 A (bei einer Ausgangspannung von ±7 V oder weniger) ±1,2 A (bei einer Ausgangspannung von ±18 V oder weniger) 
  • Strombereich:     
    • 200 nA, 2 µA, 20 µA, 200 µA, 2 mA, 20 mA, 200 mA, 1 A und 3 A
  • Maximale Ausgangspannung:
    • ±18 V (bei einem Ausgangsstrom von ±1,2 A oder weniger) ±7 V (bei einem Ausgangsstrom von ±3,2 A oder weniger) 
Tm Gs820 03

GS820 Aufbau und Funktionen 

Das GS820 verfügt über zwei analoge Kanäle, wobei jeder Kanal eine Konstantspannungsquelle (VS), eine Konstantspannungsquelle (IS), ein Voltmeter (VM) und ein Amperemeter (IM) enthält.
Die beiden Kanäle sind isoliert.


Quellen- und Messfunktionen 
  • Spannungsquelle und Strommessung (VS & IM) 
  • Stromquelle und Spannungsmessung (IS & VM) 
  • Spannungsquelle (VS)
  • Stromquelle (IS)
  • Voltmeter (VM)
  • Amperemeter (IM)
  • Widerstandsmessgerät (IS&VM)
Diese Funktionen können für jeden Kanal ausgewählt werden, so dass eine beliebige Kombination der Funktionen für jeden Kanal möglich ist.
Durch eine interne Umschaltung zwischen lokaler oder Fernmessung ist eine Spannungsmessung als Zweidraht- oder Vierdraht-System möglich.


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Kombination von Quellen- und Messfunktionen 

Durch die Kombination der Quellen- und Messfunktionen der beiden Kanäle lassen sich unterschiedlichste Testobjekte prüfen.
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Timing der Quellen- und Messfunktionen 

Grundlegendes Timing der Quellen- und Messfunktionen 

Das GS820 nutzt den internen Timer oder ein externes Eingangssignal am Trigger-Eingang zur Generierung von Signalen und der Durchführung von Messungen. Sobald ein Trigger-Signal empfangen wird, erzeugt das GS820 nach Ablauf der Quellenverzögerung das Signal, und führt nach Ablauf der Messverzögerung durch die vorgegebene Integrationszeit die Messung durch. Die Integrationszeit der Messung kann im Bereich von 0,001 PLC (Netzzyklen) bis 25 PLC eingestellt werden.*² Zusätzlich bietet das GS820 einen automatischen Nullabgleich, der eine interne Referenzspannung misst und eine Offset-Korrektur in Echtzeit ausführt. Die Integrationszeit des automatischen Nullabgleichs entspricht der eingestellten Integrationszeit der Messung. 


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Timing-Einstellungen mittels verschiedener Trigger-Quellen 

Beim GS820 können die Trigger-Quelle für die Signalgenerierung und die Trigger-Quelle für die Messung separat eingestellt werden. Es gibt zwei Arten von Timern mit konstanter Periode und ein externer Signaleingang, die für die Generierung des Trigger-Signals genutzt werden können. Außer diesen Quellen lassen sich auch der Quellenänderungspunkt und der Sweep-Endpunkt als Trigger-Quelle für die Messung nutzen. Da der Quellen-Trigger und der Mess-Trigger unabhängig voneinander und auch separat für jeden Kanal gesetzt werden können, lassen sich die Quellen- und Messfunktionen unter verschiedenen Verbindungsbedingungen und Zeitkombinationen nutzen. Es gibt zudem einen Auxiliary-Trigger, der über ein externes Signal oder ein Programmereigniss aktiviert werden kann. Die Quellenverzögerung, Messverzögerung und Integrationszeit können gesondert für jeden Kanal eingestellt werden.

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Asynchroner Betrieb der Quellen- und Messfunktionen 

Durch die verschiedenen verfügbaren Trigger-Quellen beim GS820 können die Quellen- und Messfunktionen auch asynchron ausgeführt werden. Das Bild unten zeigt ein Beispiel, in dem gesonderte Timer für die Quelle und die Messung genutzt werden, um mehrere Messungen innerhalb einer Quellenperiode durchzuführen.

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Sweep Funktion 1

Die Spannungs-/Strom-Generierung des GS610 arbeitet im DC-Generierungs- oder Impuls-Modus. Jeder Generierungsmodus hat voreingestellte Betriebsmodi wie kontinuierlicher Ausgang, linearer Sweep und logarithmischer Sweep, so dass der Anwender Sweep-Funktionen durch die Einstellung einfacher Parameter ausführen kann. Der Ausgangspegel lässt sich im Sweep-Modus (Wobbel-Modus) in Intervallen von 100 µs verändern.

*1: Minimaler Programmzyklus

100 µs: Wenn die Messfunktion ausgeschaltet ist (OFF)
500 µs: Wenn die Messfunktion eingeschaltet ist, zwei Kanäle genutzt werden und der automatische Nullabgleich ausgeschaltet ist


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Sweep Funktion 2

Erzeugung beliebiger Signale mit bis zu 100.000 Punkten und simultane Veränderung der Steuerparameter

Neben den oben beschriebenen voreingestellten Sweep-Funktionen verfügt das GS820 auch über eine programmierbare Sweep-Funktion, bei der der Anwender das Sweep-Muster definieren kann. Es lassen sich Arbitrary Waveform Daten (CSV Format) mit bis zu 100.000 Punkten in einer Kalkulationstabelle oder mit einem Texteditor erstellen oder bearbeiten. Das GS820 kann außer dem Quellenpegel auch Timing- und Steuerparameter per Sweep verändern. Damit lässt sich die Steuerung zum Timing der Signalerzeugung synchronisieren. Das Sweep-Programm kann im programmierbaren Sweep-Modus in Intervallen von 100 µs geändert werden.

*1: Minimaler Programmzyklus

100 µs: Wenn die Messfunktion ausgeschaltet ist (OFF)
500 µs: Wenn die Messfunktion eingeschaltet ist, zwei Kanäle genutzt werden und der automatische Nullabgleich ausgeschaltet ist

Die Werte berücksichtigen nicht die Hardware-Verarbeitungszeit entsprechend den jeweiligen Steuerparametern. 

 

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Erstellung von Testfolgen

(Anwendung für automatische Testsysteme )


Das GS820 unterstützt auch eine Bearbeitung von Testfolgen für automatische Tests in Fertigungslinien. Hierzu können Programmdateien mit wichtigen Parametern für automatische Tests wie Quellenwert, Messwert, oberer Grenzwert für Vergleiche, unterer Grenzwert für Vergleiche, Vergleichsergebnis, Steuerbit-Ausgang, etc. erstellt werden. Da die Programmdatei im CSV-Format vorliegt, kann die Bearbeitung und Erstellung mit Hilfe einer gängigen Tabellenkalkulation erfolgen.


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Testgeschwindigkeit

Verbesserung der Taktzeit beim Produktionstest

Das GS820 unterstützt einen schnellen Betrieb für den Produktionstest. Die gemessenen Ergebnisse der Testgeschwindigkeit (Referenzdaten) sind unten aufgelistet.

Messwerte der Testgeschwindigkeiten (Referenzdaten)*¹ 

 


Aufgabe Ausführungszeit  Verwendeter Befehl  Bedingungen 
Veränderung des
Quellenpegels
(1 Kanal)
423 µs
 :chan1:sour:lev +15.0000 Messfunktion aus (OFF),
Quellenbereich fest auf 18 V.
Veränderung des
Quellenpegels
(2 Kanäle)
910 µs
:chan1:sour:lev +15.0000;
:chan2:sour:lev -0.12500 
wie oben
Veränderung des
Bereichs und des
Quellenpegels
978µs
:chan1:sour:rang 18V;
lev +15.0000 
Messfunktion aus (OFF)
Veränderung des
Begrenzungs- und des
Quellenpegels
1,048µs
:chan1:sour:lev +15.0000;
prot:lev 200µA 
Messfunktion aus (OFF),
Quellenbereich fest auf 18 V.
Umschalten der
Quellenfunktion 
457µs
:chan1:sour:func volt 
Messung (1 Kanal)  613µs
:chan1:meas?   Integrationszeit 0,001
PLC, Auto Nullabgleich
OFF und externerTrigger OFF.
Messung (2 Kanäle
simultan) 
820µs
:meas? dual wie oben
Veränderung des
Quellenpegels
und Messung (1 Kanal)
985µs
:chan1:sour:lev +15.0000;
:chan1:meas? 
wie oben,
Quellenbereich fest auf 18 V.
Veränderung des
Quellenpegels
und Messung (2 Kanäle)
1,686µs :chan1:sour:lev +15.0000; :
chan2:sour:lev -
0.12500;meas? dual; 
wie oben

*1: Messumgebung
Core 2 Duo Prozessor 2.33 GHz, USB2.0, LabView

Kanalerweiterung 

Erweiterung auf bis zu 10 Kanäle mit dem Master-Slave-Betrieb 

Mehrere GS820s können wie unten dargestellt miteinander verbunden und als mehrkanalige Source Measure Einheit genutzt werden. Mit der Master-Slave-Funktion können die Programmdaten aller verbundenen Kanäle einfach über das Master-Gerät eingestellt und die Messwerte aller Kanäle erfasst werden. Die Master-Einheit (1) verteilt die Quellendaten an die Slave-Einheiten oder (2) sammelt die Messdaten von allen Slave-Einheiten. Eine vollständige Synchronisation aller Kanäle kann durch die Verbindung der ausschließlichen Trigger-Signalleitung erreicht werden.

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Funktion zur Generierung von Null-Spannung und Null-Strom 

Schnelle Lastabschaltung ohne Kontaktprellen

Die Funktion zur Nullpunkt-Generierung des GS820 generiert Nullwerte für Spannung oder Strom und steuert zudem die Strom-/Spannungsbegrenzung, um den Laststrom zu begrenzen. Das GS820 stoppt bei der Nullpunkt-Generierung die Einspeisung von Spannung oder Strom in die Last, so dass die Verbindung zum Testobjekt (DUT) mit eingeschaltetem Ausgangsrelais getrennt werden kann. Mit dieser Funktion lassen sich die Probleme wie Kontaktprellen vermeiden und die Kontaktlebensdauer des Ausgangsrelais verlängern, zudem wird eine kürzere Ein-Ausschaltzeit (ON/OFF) des Ausgangs erreicht.

Tm Gs820 16



Modell Beschreibung
765602 GS820 Mehrkanalige DC-Quelle mit Messfunktionen und Digital I/O installiert
765601 GS820 Mehrkanalige DC-Quelle mit Messfunktionen - Standard Modell
Name Beschreibung Dateityp  
Bulletin GS820 Precision SMU Quick Response for Automated Testing pdf icon
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Test- und Messtechnik Produktübersicht
Test- und Messtechnik Produktübersicht
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Kontakt:
Yokogawa Deutschland GmbH
Niederlassung Herrsching
Test & Messtechnik
D-82211 Herrsching (bei München)
Tel.: +49 (0)8152 9310-0

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